Activités stimulatrices des défenses des plantes et antifongiques d'une souche de Streptomyces sp. utilisée en tant qu'agent de biocontrôle

La rhizosphère est abondamment colonisée par un ensemble de micro-organismes qui ont un impact sur la nutrition et la résistance des plantes aux stress biotiques et abiotiques. Les streptomycètes sont une composante majeure du microbiote rhizosphérique. Ce genre de bactérie à Gram positif filamenteuse est connu pour produire un large spectre de métabolites spécialisés aux activités biologiques diverses, notamment antimicrobiennes. Cependant, leur rôle dans la rhizosphère reste encore largement méconnu. L’objectif de ce travail a été d’étudier le mode d’action de la souche Streptomyces sp. AgN23 isolée de la rhizosphère d’un cep de vigne puis sélectionnée lors d’un criblage pour sa capacité à induire fortement les défenses de la plante. Cette activité élicitrice a été analysée par une approche transcriptomique sur la plante modèle Arabidopsis thaliana montrant que la souche induit plusieurs voies de défense participant à la protection contre les micro-organismes pathogènes. Outre l’activité immunostimulante, une activité antifongique d’AgN23 a aussi été observée. Afin d’identifier les métabolites actifs, le génome de la souche a été séquencé et annoté conduisant à la description de clusters de gènes codants pour les enzymes impliquées dans leur biosynthèse (Biosyntethic Gene Cluster – BGC). Une analyse métabolomique a permis d’identifier plusieurs métabolites antifongiques dont les BGC sont effectivement retrouvés dans le génome de la souche. Afin d’identifier les métabolites majeurs responsables de l’activité antifongique et d’aborder la question de la régulation de leur biosynthèse, des mutants d’AgN23 produits par mutagenèse UV ont été criblés pour détecter des variants. Des mutants sur- ou sous-producteurs d’activité antifongique ont été séquencés, ce qui a permis de repérer des éléments régulateurs candidats du métabolisme spécialisé de la souche. L’analyse métabolomique d’un mutant sur-producteur a montré une biosynthèse accrue d’un des composés candidats identifiés. En parallèle, une approche de type OSMAC (One Strain Many Compound) a montré que la production des métabolites antifongiques est fortement régulée par une source de carbone alternative au glucose qui modifie la nature des métabolites spécialisés produits par la souche et augmente le pouvoir antifongique de son surnageant. De façon concordante, l’analyse du transcriptome d’AgN23 cultivé dans la source de carbone candidate a révélé une forte reprogrammation du métabolisme central de la souche qui est susceptible d’expliquer la modification de son métabolome. L’ensemble de ces résultats a consolidé notre compréhension des mécanismes d’actions de Streptomyces sp. AgN23 envers les plantes et leurs parasites fongiques et ouvre des pistes d’optimisation pour son intégration dans de nouvelles stratégies de protection des cultures.