Etude de la communauté fongique associée à l'algue rouge Palmaria palmata pour la production d'enzymes de dégradation pariétale à visée biotechnologique

Study of the fungal community associated to the red macroalga Palmaria palmata for the production of cell wall degrading enzymes of biotechnological interest

• Auteur / Autrice : Yoran Le Strat
• Direction : Justine Dumay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes
• Date : Soutenance le 09/06/2022
• Etablissement(s) : Nantes Université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Des Substances et Organismes de la Mer (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Offmann
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Justine Dumay, Joël Fleurence, Michel Thibaut
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Hellio, Anne Favel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhodophycophytes

Champignons microscopiques

Mots clés libres

Algues rouges

Xylanases

Cellulases

R-phycoérythrine

Red macroalgae

Xylanases

Cellulases

R-phycoerythrin

Résumé

La communauté fongique associée à l’algue rouge Palmaria palmata a été étudiée, en particulier pour sa production de xylanases et de cellulases, enzymes utilisées dans l’extraction de composés d’intérêt comme la R-phycoérythrine (R-PE). Dans un premier temps, des récoltes régulières de P. palmata ont été effectuées pendant un an afin de réaliser un vaste travail d’isolement et d’identification de souches fongiques. Il s’agit de la première étude globale de diversité fongique chez P. palmata. 308 souches fongiques ont été isolées, réparties dans 147 taxons appartenant majoritairement aux Ascomycètes. Ensuite, un criblage enzymatique a été réalisé permettant d’évaluer qualitativement les activités xylanolytiques et cellulolytiques de chaque champignon isolé. Il en résulte que sur les 308 souches fongiques, la majorité d’entre-elles est caractérisée par au moins l’une de ces deux activités enzymatiques. Suite à ce criblage, six souches ont été sélectionnées pour une analyse quantitative de leur double activité xylanolytique et cellulolytique.Ces souches appartiennent aux genres Cladosporium, Penicillium et Aspergillus majoritairement observés chez P. palmata. La quantification de ces activités enzymatiques a été réalisée et des tests préliminaires de dégradation de thalle de P. palmata ont été effectués afin d’extraire la R-PE. Ces tests de dégradation ont été réalisés à partir d’extraits enzymatiques bruts. Les souches MMS1733 (Aspergillus sp.), MMS1906 (Penicillium sp.) et MMS1910 (Penicillium brevicompactum) ont semblé particulièrement intéressantes pour leur production d’enzymes permettant l’extraction de R-PE. Parmi les pistes de recherches futures, la purification des enzymes issues de ces souches, leur caractérisation plus fine ainsi que leur utilisation potentielle à grande échelle pourraient aboutir à des résultats particulièrement prometteurs dans le domaine des biotechnologies marines.

The fungal community associated with the red alga Palmaria palmata was studied, in particular for its production of xylanases and cellulases which are used in the extraction of compounds of interest such as the R-phycoerythrin (R-PE). Initially, over a period of one year, P. palmata was regularly harvested in order to isolate and identify strains from algal thalli. Up to now, it is the first global study dealing with fungal diversity from P. palmata. 308 fungal strains were isolated, among 147 taxa mostly belonging to the Ascomycetes. Next, an enzymatic screening was performed on fungal isolates to assess qualitatively their xylanolytic and cellulolytic activities. Among the 308 fungal strains, the majority were characterised by at least one of these two enzymatic activities. Six isolates were selected from this screening for a quantitative analysis of their double xylanolytic and cellulolytic activity.These strains belonged to the genera Cladosporium, Penicillium and Aspergillus mainly observed in P. palmata. Quantification of enzymatic activities was performed as well as preliminary tests of P. palmata thalli degradation for R-PE extraction. These degradation tests were realized by using crude enzymatic extracts. Strains MMS1733 (Aspergillus sp.), MMS1906 (Penicillium sp.) and MMS1910 (Penicillium brevicompactum) seemed particularly interesting for R-PE extraction. Among the perspectives, the purification of enzymes from these strains, their detailed characterisation and their potential large-scale use could lead to particularly promising results in the field of marine biotechnology.