Étude des interactions plantes-microorganismes endophytes pour caractériser des molécules actives pour le biocontrôle et pour des applications pharmaceutiques

Study of interactions of plants and endophytic microorganisms for characterizing active molecules for biocontrol and pharmaceutical applications Depuis le milieu du XXième siècle, le recours à la chimie de synthèse a permis de disposer d’un ensemble de solutions efficaces pour améliorer la santé des plantes (produits phytosanitaires) et la santé humaine (médicaments). Cependant, l’utilisation généralisée de certaines de ces solutions (produits phytosanitaires et antibiotiques), a eu des effets non intentionnels sur l’environnement et a conduit à la sélection de populations d’agents pathogènes résistants. Ces effets mettent en péril le recours à ces solutions pour maitriser les agents pathogènes des plantes et de l’homme. Il est donc devenu nécessaire d’identifier de nouvelles solutions, plus durables, pour la protection des cultures et le développement de médicaments, en explorant de nouvelles ressources biologiques et notamment des ressources microbiennes. Ma thèse s'est concentrée sur des bactéries qui effectuent tout ou partie de leur cycle dans les tissus de la plante et qui sont appelées des bactéries endophytes. Les bactéries endophytes présentent des potentialités intéressantes pour le développement de solutions de biocontrôle et production de bioactifs pharmaceutiques. Dans les deux premiers chapitres de cette thèse, j’ai exploré, par des approches de métabarcoding et/ou isolement des souches bactériennes, la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés endophytes de deux espèces végétales aux propriété remarquables, Chrysopogon zizanioides (le vétiver) et Leucojum aestivum (la nivéole d’été). J’ai ainsi constitué des banques de souches de bactéries endophytes dont les activités antifongiques vis-à-vis de champignons pathogènes du blé et, en particulier vis-à-vis de Fusarium graminearum, ont été analysées. Certaines souches affiliées aux genres Bacillus, Serratia, Janthinobacterium ou Streptomyces ont montré une excellente inhibition de la croissance mycélienne du phytopathogène en co-culture in vitro. Des métabolites spécialisés produits par ces souches ont également été étudiés, en ciblant deux groupes de molécules connues pour leurs activités antimicrobiennes ou leur intérêt thérapeutique : les alcaloïdes et les lipopeptides. Ainsi, un précurseur des alcaloïdes indoliques a été identifié dans deux souches bactériennes isolées de L. aestivum. Des lipopeptides, déjà connus pour leurs activités antimicrobiennes, ont également été identifiés dans des souches de Bacillus subtilis isolées des racines de vétiver. Ce travail, en explorant la diversité microbienne associée à des plantes aux propriétés particulières, a fourni un matériel biologique très riche qui pourra être utilisé pour caractériser de nouvelles solutions de biocontrôle ou pour la production de composés bioactifs. Les travaux réalisés dans les 2 premiers chapitres m’ont amené à isoler de nombreuses souches de bactéries dont seulement certaines sont potentiellement intéressante. Dans le troisième chapitre j’ai réalisé un travail préliminaire et innovant visant à enrichir un sol en bactéries potentiellement intéressantes. Ce travail apporte la preuve de concept de l'intérêt de s'appuyer sur le génotype de l'hôte et la suppressivité du sol pour guider le recrutement de microorganismes bénéfiques par la plante. Cette thèse pourrait ainsi fournir de nouvelles perspectives en termes de stratégies de sélection de solutions microbiennes de biocontrôle.