Étude phénotypique et génomique de la morphogénèse d'hyphes toruleux chez Frankia spp.

L’actinomycète Frankia est un pilier de la fixation d’azote pour les plantes ligneuses. En effet, il aide plus de 220 espèces de ces plantes à croître dans des conditions pauvres en nutriments, par exemple des endroits très sablonneux. Cependant, il subsiste encore beaucoup de questions sans réponse sur ce genre bactérien puisqu’il reste sous-étudié. Le laboratoire Roy se penche sur un sujet très peu rapporté dans la littérature : les hyphes toruleux. La cause de la formation de cette morphologie, son utilité et son implication dans le cycle de vie de Frankia sont toutes des questions restant en suspens jusqu’à ce jour. Il est donc impératif de l’étudier afin de comprendre le rôle de cette morphologie dans le cycle de vie de ce genre bactérien et de potentiellement l’exploiter dans le développement de méthodes biotechnologiques. Mon projet étudiait plus particulièrement les mécanismes possibles pouvant pousser Frankia à se différencier à l’aide d’essais phénotypiques et, dans un deuxième temps, à l’aide de la génomique comparative. La première partie de ces travaux présente la synthèse d’une expérience portant sur l’effet de plusieurs conditions abiotiques sur certaines souches de Frankia. Cette expérience a permis de confirmer la présence d’une différence dans l’intensité de formation d’hyphes toruleux entre Frankia alni ACN14a et Frankia sp. ACN10a dans toutes les conditions. La souche ACN14a est celle qui possédait le plus grand potentiel de différenciation, autant en intensité qu’en reproductibilité, alors que la souche ACN10a produisait moins d’hyphes toruleux et se différenciait de manière non-reproductible dans les conditions étudiées. La souche Frankia sp. Cj1-82 ne s’est pas différenciée. Ce mémoire a donc permis d’évaluer en parallèle la capacité de trois souches à se différencier en RTH (hyphes toruleux ou reproductive torulose hyphae) et ce, dans plusieurs conditions abiotiques qui avaient été étudiées séparément dans le laboratoire Roy au cours des dernières années. La seconde partie de ces travaux se concentre sur l’identification de gènes ou modifications génomiques susceptibles d’expliquer les différences observées entre deux souches de Frankia, soit ACN14a et ACN10a, ce qui pointerait vers des mécanismes potentiels poussant la formation d’hyphes toruleux. À la suite d’un séquençage des génomes complets et de la génomique comparative, des gènes supplémentaires et des réarrangements génomiques ont été détectés comme étant uniques chez une des deux souches. Plusieurs de ces gènes avaient une fonction putative reliée à la différenciation cellulaire. Une inversion d’environ 4 Mpb et une insertion d’environ 120 kpb ont également été identifiées chez Frankia sp. ACN10a. La taille de ces changements pourrait causer des modifications dans la capacité à former des hyphes toruleux chez cette souche. Le but de ce mémoire était d’identifier des cibles génomiques putatives et celles identifiées dans ces travaux devront être explorées plus en détails pour confirmer leur implication dans la différenciation cellulaire. Les travaux présentés dans ce mémoire serviront à améliorer les connaissances sur le cycle de vie, la physiologie bactérienne et la génomique du genre Frankia. Cette compréhension pourra également être orientée vers l’optimisation de la formation d’hyphes toruleux comme application pour une modification génétique simplifiée du microorganisme, puisque les méthodes existantes n’en sont qu’à leurs balbutiements.

Name thesis:degree_name

M. Sc.

Level thesis:degree_level

Maîtrise

Discipline thesis:degree_discipline

Biologie

Grantor dc:publisher

Université de Sherbrooke

Year dc:date.issued

2023

Author dc:creator

• McMurray-Pinard, Myriam

Advisors dc:contributor.advisor

• Roy, Sébastien
• Côté, Jean-Philippe
• Groleau, Denis

• Frankia
• Actinomycète
• Différenciation cellulaire
• Conditions abiotiques
• Génomique comparative
• Réarrangement génomique

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ca/

Language dc:language.iso

fr

Handle dc:identifier.uri

http://hdl.handle.net/11143/20607

OAI identifier oai:identifier

oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/20607