Adaptation de streptomyces scabies au périderme de la pomme de terre
Le périderme de la pomme de terre est composé principalement de subérine. La subérine est composée de deux domaines, les domaines polyaliphatique et polyaromatique. Le domaine aliphatique de la subérine est constitué de polyesters d’acides gras avec des acides féruliques estérifiés. L'acide férulique est supposé se lier transversalement à la partie aromatique de la subérine. La subérine aromatique est composée principalement d’acides férulique et coumarique. Des recherches antérieures ont montré l’importance des esters férulés dans le maintien de l’intégrité du périderme, qui agit comme une barrière contre l’entrée de pathogènes. Il est de plus en plus évident que Streptomyces scabies, une bactérie causant la gale commune de la pomme de terre, peut dégrader la partie aliphatique de la subérine, mais son aptitude à dégrader le domaine aromatique n’a pas été étudiée. Dans la première partie de cette thèse, une surexpression hétérologue du gène sub1 a été faite dans une souche de E. coli. Ensuite, la protéine codée par ce gène a été purifiée. L’activité de l’enzyme Sub1 sur divers substrats dont un polymère synthétique (PET) et des biopolymères comme la subérine et la cutine a été testé. Notre étude démontre que Sub1 est bel et bien une cutinase/subérinase puisque des acides gras sont libérés de ces substrats en présence de l’enzyme. Sub1 hydrolysait aussi le polyester synthétique PET et pourrait donc être intéressante dans des applications biotechnologiques. Dans la deuxième partie, une étude chronologique de la déplétion en acides trans-féruliques et en acides p-coumariques a été réalisée à l'aide de la chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC) en échantillonnant périodiquement les surnageants de culture de S. scabies souches EF-35 et 87.22 cultivées en présence de ces composés aromatiques. Cette étude a révélé que S. scabies peut dégrader les acides trans-férulique et p-coumarique. Une analyse protéomique de S. scabies 87.22 cultivé en présence d'acide trans-férulique a permis d'identifier certaines protéines qui pourraient être impliquées dans le catabolisme du ferulate. De plus, l'expression des gènes codant pour les protéines identifiées a été déterminée par qRT-PCR en présence des acides trans-férulique et des acides p-coumarique. Les gènes testés étaient fortement exprimés en présence des deux composés. Les données suggèrent que le catabolisme des acides trans-férulique et des acides p-coumarique s'est produit via la voie du β-cétoadipate. Dans la troisième partie, nous avons comparé les réponses de S. scabies 87.22, S. acidiscabies ATCC 49003 et S. turgidiscabies Car8 lors de leur interaction avec le périderme de la pomme de terre enrichi en subérine. S. scabies 87.22 et les espèces émergentes induisant la gale commune (Streptomyces acidiscabies ATCC 49003 et Streptomyces turgidiscabies Car8) ont été comparées à la fois pour leur capacité à se développer sur le périderme de la pomme de terre enrichi en subérine et à récupérer les nutriments de ce substrat. Les résultats ont révélé que, contrairement à S. scabies 87.22, S. acidiscabies ATCC 49003 et S. turgidiscabies Car8 présentaient une capacité d'utilisation médiocre vis-à-vis des deux constituants principaux de la fraction aromatique de la subérine (acides trans-férulique et p-coumarique). S. scabies 87.22 a également montré une croissance supérieure à celle des autres espèces induisant la gale commune lorsqu'elle était cultivée en culture pure ou en co-culture avec S. acidiscabies ATCC 49003 et S. turgidiscabies Car8 dans un milieu contenant de la subérine. De plus, S. scabies 87.22 semble mieux adapté que les deux espèces de Streptomyces à dégrader le matériau cellulosique incrusté dans les parois cellulaires subérisées du périderme de pomme de terre. Les résultats présentés dans cette thèse visaient à démontrer pour la première fois la capacité de S. scabies à dégrader non seulement la partie aliphatique de la subérine, mais également le domaine aromatique. Il a également été démontré que S. scabies 87.22 était bien mieux adapté à la plante hôte que les agents pathogènes émergents (S. acidiscabies ATCC 49003 et S. turgidiscabies Car8). Toutes ces propriétés pourraient conférer un avantage à S. scabies 87.22 en tant que saprophyte par rapport aux autres espèces induisant la gale commune et en tant que parasite, car la dégradation de la subérine peut faciliter à la fois la colonisation de la pomme de terre et les processus infectieux.
Sub1, Common scab-inducing species, Hydroxycinnamates, Suberin, Streptomyces scabies, Trans-ferulic acid
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