Amélioration du champignon cellulolytique Trichoderma reesei par reproduction sexuée

Dans le cadre de la production de bioéthanol de deuxième génération, l’ingénierie génétique de Trichoderma reesei est une des solutions envisagées pour diminuer le coût de l’étape d’hydrolyse enzymatique. Elle permet d’améliorer les performances de sécrétion de ce champignon filamenteux producteur de cellulases et les propriétés de ces enzymes. Comme de nombreux champignons industriels, T. reesei a longtemps été considéré comme possédant exclusivement un cycle asexuel. La mise en évidence récente d’un cycle de reproduction sexuée chez ce champignon filamenteux ouvre de nouvelles perspectives d’amélioration des souches utilisées en biotechnologie. Cependant, comme toutes les souches industrielles de T. reesei dérivent de l’isolat sauvage QM6a, elles sont toutes de type sexuel MAT1-2 et stériles en tant que femelles. L’objectif de ce travail de thèse est de mettre en place la reproduction sexuée comme outil génétique et d’amélioration des performances des souches industrielles. Son utilisation en complément des outils d’ingénierie génétique permet de combiner des caractères intéressants ou d’en générer de nouveaux, de stabiliser les souches industrielles en éliminant les mutations non désirées, de s’affranchir des marqueurs de sélection et d’identifier les gènes et mutations responsables d’un caractère d’intérêt. La première partie de ce travail a été consacré à l’optimisation de la reproduction sexuée puis à l’étude des étapes et des mécanismes de la reproduction sexuée entre souches sauvages et hyperproductrices. Dans un deuxième temps, nous avons mis en place la reproduction sexuée entre des souches hyperproductrices femelles stériles, à l’aide de la stratégie originale de la « souche assistante », qui a abouti au rétablissement partiel de leur reproduction sexuée. Afin de compléter ce rétablissement, une étude de l’étape de fécondation que nous supposons être l’étape problématique dans notre stratégie a été initiée. Parallèlement, l’exploitation de la reproduction sexuée entre souches sauvage et hyperproductrices a permis de générer une souche hyperproductrice de cellulases, de type sexuel MAT1-1 donc compatible avec toutes les souches industrielles, femelle fertile et possédant une activité β-glucosidase améliorée. Enfin, la reproduction sexuée associée à la génétique classique (« Bulk Segregant Analysis ») et aux techniques de séquençage haut débit a été mise en oeuvre pour permettre l’identification de mutations impliquées dans des phénotypes d’intérêt.