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Sécurité alimentaire et défi démographique (DS05) 2017
Projet STREPTOCONTROL

Identification, mode d’action et synthèse des composés inducteurs des réponses immunitaires et antifongiques et d’une souche bactérienne utilisée pour la protection des plantes

Les Streptomycètes sont des bactéries du sol retrouvées dans une large diversité d'habitats naturels et en particulier au niveau de la rhizosphère, une zone à proximité immédiate des racines des plantes. Ces microorganismes sont caractérisés par leur capacité à produire une immense diversité de métabolites spécialisés présentant notamment des activés anti-bactériennes et anti-fongiques. Ainsi, plus des 2/3 des antibiotiques utilisés en médecine ont pour origine des Streptomycètes. Des études récentes ont montré que les Streptomycètes jouaient également un rôle important dans la santé des plantes en entrant en compétition avec des microorganismes phytopathogènes. Dans ce contexte, l'identification et la caractérisation de souches de Streptomycètes bénéfiques pour les plantes pourraient avoir un impact majeur dans le développement de nouvelles solutions phytosanitaires respectueuses de l'environnement. Malgré leurs capacité à produire des molécules actives en laboratoire, seulement quelques souches ont été utilisées jusqu'à présent pour le développement de produits phytosanitaires, suggérant qu'une meilleure connaissance de ces organismes et de leur comportement dans les milieux naturels sont nécessaires afin d’optimiser leur utilisation. Le projet STREPTOCONTROL a pour but de comprendre l'activité biologique et d'optimiser l'utilisation d'une souche de Streptomyces, sélectionnée à la suite d'une stratégie de criblage visant à isoler des bactéries capables d'induire le système immunitaire des plantes et de produire des activité inhibitrices de la croissance de champignons phytopathogènes. La pulvérisation de spores ou de mycélium d'AGN23 à la surface de feuilles protège les plantes d'infections microbiennes suggérant son utilisation possible dans des formulations phytosanitaires. Cependant, le mode d'action de cette souche n'est pas connu, ainsi que son comportement dans le milieu naturel. Le premier objectif du projet STREPTOCONTROL d’identifier les métabolites spécialisés actifs de la souche sélectionnée en utilisant une combinaison d'approches génomiques, génétiques et biochimiques. Pour atteindre cet objectif, une séquence génomique haute qualité d’AGN23 sera obtenue et annotée, permettant de prédire les clusters de gènes impliqués dans la synthèse de métabolites spécialisés et les éléments régulateurs de ces gènes, aidant ainsi l'identification biochimique de ces métabolites. Des outils de criblage haut-débit seront utilisés pour identifier et caractériser les fractions actives et les structures des composés seront obtenues par analyse en spectrométrie de masse et RMN. Le deuxième objectif visera à identifier les gènes clefs dans la production des métabolites d'intérêt par des études moléculaires et génétiques. Une collection récemment obtenue de mutants d’AGN23 sera criblée afin d’identifier les mutants sous et surproducteurs de composés actifs. Le reséquençage des mutants ainsi obtenus permettra d’identifier les mutations causales et les gènes impliqués. Des approches complémentaires utiliseront la technologie CRISPR/CAS9 récemment mise au point pour les Streptomycètes afin d’inactiver chaque cluster de métabolites spécialisés et d’évaluer le phénotype des souches modifiées. Le troisième objectif vise à comprendre le comportement de la souche dans des conditions environnementales contrôlées en présence de divers types d'espèces végétales et microbiennes. L'obtention de souches rapportrices permettra de suivre l’expression de gènes impliqués dans la synthèse de composés actifs et d’identifier les facteurs environnementaux important pour leur régulation. L'ensemble du projet STREPTOCONTROL apportera de nouvelles connaissances fondamentales sur l'activité des Streptomyces au sein de la rhizosphère et aidera à leur développement pour mettre au point de nouveaux produits de protection des plantes plus respectueux de l'environnement.

Partenaires

 DE SANGOSSE

I2BC Institut de biologie intégrative de la cellule

LRSV Laboratoire de recherche en sciences végétales

Aide de l'ANR 520 514 euros
Début et durée du projet scientifique - 48 mois

 

Programme ANR : Sécurité alimentaire et défi démographique (DS05) 2017

Référence projet : ANR-17-CE20-0030

Coordinateur du projet :
Monsieur Bernard Dumas (Laboratoire de recherche en sciences végétales)

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.