Maîtrise du risque AFB1 pour une filière maïs durable – Aflafree

Tout d’abord, le criblage des bactéries du sol efficaces pour lutter contre la production d’AFB1 chez A. flavus, se fait par une approche microbiologique sur boîte de Pétri en choisissant 2 critères : croissance simultanée des 2 microorganismes et réduction de la production d’AFB1. Ensuite, pour comprendre le mode d’action des bactéries du sol, nous suivons notamment l’expression des gènes de la voie de biosynthèse de l’AFB1. Une recherche des métabolites secondaires est effectuée par des outils chromatographiques. Une approche toxicologique est réalisée pour valider l’innocuité du système de lutte biologique retenu. L’application de la/les bactérie(s) sur du maïs est validée en serre et les paramètres environnementaux (Activité de l’eau et Température) sont suivis grâce à la mise au point de capteurs. Enfin, des outils de développement durable (tableau de bord, cartes de contrôle, mise en place d’actions correctives…) sont mobilisés afin de transférer à la filière maïs l’ensemble des résultats de ce projet.

Par rapport aux deux critères mentionnés dans la partie « méthodes », 12 souches sur 38 testées ont répondu positivement. Certaines d’entre elles peuvent également diminuer la concentration en AFB1 dans un milieu de culture seul, en l’absence du champignon producteur. Les profils chromatographiques montrent dans ce cas l’apparition de nouveaux composés, dont l’identification et la toxicité sont en cours d’étude. L’étude de l’expression de certains gènes d’Aspergillus flavus impliqués dans la biosynthèse de l’AFB1, en présence des actinobactéries sélectionnées, a également démarré.
Les capteurs [Aw, T°C] ont été modifiés et placés en serre. Sur une première campagne en serre, il a été possible de maîtriser la contamination des épis de maïs par A. flavus pour créer une aspergillose sur épis. De plus, des inoculations par les isolats d’Actinomycètes ont été réalisées sur des grains de maïs.
Un site intranet a été développé.
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La perspective directe du projet est la commercialisation de l’agent de lutte biologique. Pour se faire, il faudra encore passer différentes phases comme la production et la formulation de la ou les bactéries finalement retenues.
Il serait aussi intéressant de tester l’efficacité de l’agent de lutte biologique sélectionné dans cette étude sur la production d’autres mycotoxines contaminants le maïs ou d’autres produits alimentaires. En effet, des cultures comme le maïs peuvent être multicontaminées, et d’autres interactions pourront donc être envisagées.

Des communications orales et par affiche ont été effectuées dans plusieurs congrès nationaux et internationaux sur les mycotoxines :
C. Verheecke, M. Darriet, T. Liboz, N. Sabaou and F. Mathieu. «Involvement of Actinobacteria in the reduction of Aflatoxin B1 & B2 biosynthesis by Aspergillus flavus. Communication orale, ISM-MycoRed International Conference «Europe 2013«, 27 au 31 Mai 2013, Martina-Franca, Italie.
C. Verheecke, K. Damak, T. Liboz et F. Mathieu. «Impact de l’Aw et la Température sur la croissance et la production d’Aflatoxine B1 par Aspergillus flavus». Communication orale, Journée Mycotoxines 2013, 1er Février 2013, Brest, France.
C. Verheecke, M. Darriet, T. Liboz, N. Sabaou and F. Mathieu. «Involvement of Actinobacteria in the reduction of Aflatoxin B1 biosynthesis by Aspergillus flavus». Communication par affiche, WMFmeetsIUPAC2012, 5 au 9 Novembre 2012, Rotterdam, Pays-Bas.

L’aflatoxine B1 (AFB1) est une mycotoxine qui contamine les céréales et pose problème pour l’industrie agro-alimentaire. Elle se retrouve aussi dans le lait et les produits laitiers sous la forme de son métabolite l’aflatoxine M1. L’AFB1 est la seule mycotoxine classée comme cancérigène (groupe 1 du CIRC). Il est donc crucial de limiter au maximum sa présence dans les aliments destinés à l’homme et l’animal.
L’AFB1 est produite par des champignons du genre Aspergillus et notamment par A. flavus. Des concentrations significatives en AFB1 sur des échantillons prélevés au champ lors de la moisson sont trop fréquemment rencontrées en Europe (de 5 à 20 ppb en Italie du Nord) et notamment lors des étés très chauds comme en 2003. Le réchauffement climatique annoncé laisse penser à une augmentation de la fréquence de ces situations dans un proche avenir.
Le premier objectif de ce projet sera de fournir un outil prédictif de la production d’AFB1 par A. flavus sur le maïs au champ en fonction de 2 paramètres environnementaux, l’activité de l’eau et la température. Un modèle de base sera établi in vitro. Pour le valider, des mesures d’activité de l’eau et de températures seront collectées par un capteur dans l’environnement proche de la plante en serre et au champ. Le modèle final tiendra compte également des interactions de compétition avec Fusarium graminearum producteur de Trichothécènes B et avec F. verticillioides producteur de fumonisines.
Dans les situations alarmantes, le projet propose une méthode de prévention et de lutte au champ reposant sur l’utilisation de bactéries du sol en tant que solution alternative aux intrants chimiques. La méthode de lutte recherchée vise à interrompre le processus de production de l’AFB1. Les intermédiaires de la voie de biosynthèse de l’AFB1 ainsi que les autres métabolites produits seront recherchés et leur toxicité résiduelle sera évaluée.
Les travaux en serre concernent la mise au point de la méthode de lutte biologique et de prévention de la contamination en AFB1.La meilleure association bactérie-maïs contre l’AFB1 sera étudiée et validée en serre. Il faudra concevoir la meilleure technique d’application de cette lutte biologique et en valider l’innocuité. La formule retenue sera appliquée à différents stades de la plante et son efficacité sera mesurée sur les grains de maïs en cours de maturation et après récolte. Pour choisir la méthode de lutte, il faudra tenir compte des possibilités techniques de traitement au champ et sur les grains.
Les capteurs [Aw, T°] développés par ECCLOR seront perfectionnés puis validés. Ils seront utilisés pour collecter les données en serre et au champ afin d’adapter le modèle à la gestion du risque au champ. Les retombées de ces travaux (WP1, WP2 et WP3) seront valorisées dans le développement agricole et la filière maïs sous forme de Bonnes Pratiques Agricoles suivis de conseils de conservation des grains et des produits de transformation.
Dans l’esprit du développement durable, les résultats de tous les WP seront transférés aux différents acteurs de la filière maïs sous forme d’outils d’aide à la décision permettant de diminuer le risque sanitaire, les intrants chimiques et d’être économiquement faisables. Ce projet inclue la dimension sociale par l’analyse de l’évolution de la prise de conscience par les différents acteurs de la filière et la perception par le consommateur de la gestion du risque AFB1 dans les aliments. Une gouvernance est mise en place qui repose sur l’établissement de tableaux de bord. Ceux-ci regroupent les indicateurs établis et les actions correctives correspondantes. Tout ceci permettrait d’éviter les situations de crise.
Ce projet regroupe 6 partenaires et fait appel à des compétences très variées (microbiologie, biologie moléculaire, physiologie de la plante, électronique, modélisation, toxicologie et sciences humaines) mobilisées pour produire du maïs dans un système alimentaire de production et de transformation durables.