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Les champignons ont développé diverses interactions avec les végétaux. Ces interactions peuvent être bénéfiques pour la plante dans le cas des champignons établissant des symbioses mutualistes ou néfastes si le champignon est pathogène. Elles reposent sur des mécanismes moléculaires mal élucidés. Des études réalisées sur le champignon mutualiste Hebeloma cylindrosporum associé au pin Pinus pinaster ont permis de créer une collection de mutants affectés dans leur capacité à interagir avec les plantes et à former l’organe mixte de la symbiose, l’ectomycorhize. L’objectif de ma thèse a été d’étudier un mutant affecté dans le gène codant une alpha-tubuline Hctubα2. Les tubulines sont des protéines présentes chez tous les Eucaryotes et permettent la formation des microtubules, des éléments clés du cytosquelette. Chez les champignons, on trouve une ou deux alpha tubuline(s). H. cylindrosporum en possède deux. J’ai étudié l’expression de ces deux tubulines lors l’établissement de l’interaction avec les racines de l’hôte. Les résultats indiquent que ces deux gènes sont différentiellement exprimés lors de l’interaction. J’ai étudié au niveau protéomique l’impact de la mutation en comparant les protéomes intracellulaires des deux souches. On retrouve deux alpha-tubulines chez certains champignons phytopathogènes comme Botrytis cinerea. L’hypothèse de l’implication de l’alpha-tubuline 2 dans l’établissement de la pathogénie a été émise. J’ai donc construit des mutants de Botrytis cinerea dans lesquels ce gène a été inactivé. J’ai également tenté de localiser à l’aide de fusions traductionnelles chacune des alpha-tubulines chez le champignon mycorhizien et chez le pathogène / In all terrestrial ecosystems, plants live in close interaction with numerous fungi. The interaction has a negative or positive effect on host plant depending upon the pathogenic or symbiotic status of the fungus. The establishment of these interactions is based on a tightly regulated molecular dialog between symbiotic partners. Previous studies on the ectomycorrhizal fungi, Hebeloma cylindrosporum associated with maritime pine (Pinus pinaster), created a collection of mutants affected in their mycorrhizal abilitiy. The aim of my thesis was to characterize one of these mutants affected in a gene, Hctubα2, encoding an alpha tubulin. Tubulins are eukaryotic cytoskeletal proteins involved in microtubules formation. Fungi have one or two alpha-tubulin. For example, H.cylindrosporum has two alpha-tubulin. The site of mutagenic DNA insertion in fungal genome was characterized. I studied the expression of both alpha-tubulins during the establishement of mycorrhizal interaction. Results showed that the two genes are differentially expressed during the interaction with host plant. At proteomic level, I studied the impact of the mutation comparing the two strains using 2D gel electrophoresis and sequencing differentially accumulated spots. Pathogenic fungi also bear two alpha-tubulins, as Botrytis cinerea. The hypothesis of the involvement of the alpha-tubulin 2 in pathogenesis was investigated. I created Botrytis cinerea mutants deleted for this gene. I also created translational fusions in order to visualize both alpha-tubulins in Hebeloma cylindrosporum and in Botrytis cinerea

Les sacs rénaux des céphalopodes sont communément le siège d’infections parasitaires spectaculaires provoquées principalement par des ciliés apostomes du genre Chromidina et des mésozoaires, les dicyémides. Les formes végétatives sont vermiformes et peuvent atteindre plusieurs mm de long. Elles sont fixées par leur partie antérieure aux cellules rénales. La diversité de ces parasites énigmatiques, basée sur des morpho-espèces, reste très mal connue pour les chromidinés et aucune donnée moléculaire n’est disponible pour ces ciliés. Les Dicyémides ont été en revanche plus étudiés mais les données morphologiques et moléculaires sont parcellaires et leurs relations phylogénétiques restent débattues. Au cours de cette thèse, nous nous sommes proposés d’étudier ces deux groupes afin d’évaluer leur biodiversité chez les céphalopodes méditerranéens et d’Atlantique, et de fournir plus d’éléments pour la compréhension de leur systématique et de leur phylogénie. Ainsi, à partir d’un large échantillonnage de céphalopodes d’Atlantique (Concarneau, France) et méditerranéens (La Goulette, Tunisie) prélevés sur 3 années consécutives, nous avons entrepris de caractériser morphologiquement et génétiquement ces parasites en réalisant une analyse moléculaire du marqueur ADNr 18S afin d’aborder la notion d’espèce, de préciser leur spécificité d’hôte, de corréler la diversité morphologique et génétique, et de mesurer la variabilité génétique au sein d’une même morpho-espèce.Dans nos échantillonnages, la prévalence de l’infection par des chromidinés s’est révélée faible, certainement biaisée par les milieux échantillonnés, essentiellement benthiques, alors que les chromidinés infectent préférentiellement les céphalopodes pélagiques. Nous pouvons cependant prédire que leur biodiversité est sous-estimée, car deux nouvelles espèces ont pu néanmoins être décrites. Nous avons pu obtenir pour la première fois des séquences de l’ADNr 18S de ces parasites. Les analyses phylogénétiques robustes montrent que les chromidinés se positionnent parmi les ciliés apostomes au sein de la classe des Oligohymenophorea.La prévalence des dicyémides était beaucoup plus importante (88%). Un problème important dans la systématique des dicyémides est que bon nombre de morpho-espèces nommées sont basées sur des descriptions morphologiques incomplètes qui entrainent des ambiguïtés dans leur détermination. Ceci nous a amenés à redécrire de façon détaillée sur tous les stades de développement l’espèce Dicyemennea eledones rencontrée dans nos échantillonnages. Les analyses phylogénétiques des séquences du marqueur ADNr 18S obtenues au cours de cette étude et intégrant les séquences de dicyémides déjà connues, nous ont permis de définir 10 clades robustes. Les morpho-espèces ne se distribuent pas de façon non ambigüe au sein de ces clades puisque certaines morpho-espèces se retrouvent dans plusieurs clades et que certains clades peuvent regrouper plusieurs morpho-espèces. Ceci pose la question de la pertinence de ce marqueur ADNr 18S pour l’identification des espèces, voire même des genres, et pose également la question de la pertinence des marqueurs morphologiques utilisés à ce jour pour la systématique des dicyémides. / The renal sacs of cephalopods are an uncommon habitat for two phylogenetically distant parasites, dicyemid mesozoa and ciliate chromidinids. These are wormlike organisms, which can reach a few millimetres in length and are attached to the renal epithelia by their anterior part. Information was mainly based on morphological criteria and little is known about the biodiversity and taxonomy of these enigmatic parasites. Concerning the chromidinids, only 4 morpho-species have been described and there are no molecular data available. Dicyemids have been a little more studied, but morphological criteria are still incomplete for some species and not all life stages have been studied. The molecular data are sparse and the phylogenetic position of these organisms is uncertain.During this thesis, we have undertaken to study these two groups with regard to their biodiversity in cephalods from the Mediterranean Sea and the Atlantic Ocean. The aims are to obtain more elements for the comprehension of their systematics and phylogeny. Starting from a large sample of cephalopods from the Atlantic Ocean (Concarneau, France) and the Mediterranean Sea (La Goulette, Tunisia), fished during 3 consecutive years, we characterized the parasites from a morphological and molecular point of view. We realised a molecular analysis of the 18S rDNA marker in order to look at the notion of species, to precise their host specificity, to correlate the morphological and genetic diversity and to measure the genetic variability within one morpho-species.In our samples, the prevalence of the infection by chromidinids was revealed to be weak, probably biased by the position of the collection in the water column. The sampled hosts were predominantly benthic, while chromidinids mainly infect pelagic cephalopods. We predict that the diversity is underestimated, even if we were able to describe two new species. We obtained for the first time molecular data from the 18S rDNA marker. The robust phylogenetic analyses show that chromidinids are positioned within the apostome ciliates, belonging to the Oligohymenophorea.In our samples, the prevalence of the infection by dicyemids was shown to be more important (88%). A major problem in the dicyemid systematics is that a large number of named morpho-species are based on incomplete morphological descriptions, entailing ambiguities in their identification. We therefore redescribed all stages of the development of the species Dicyemennea eledones of our samples in detail. Phylogenetic analyses of the 18S rDNA marker sequences of our samples, combined with the sequences available in databases, allowed us to define 10 robust clades. The morpho-species are not distributed in a non ambiguous manner within these clades, as some can be found in different clades and some clades can regroup more than one morpho-species. This leads to the question of the relevance of the 18S rDNA marker for the identification of species and even genera. It also challenges the relevance of morphological criteria currently used for the dicyemid systematics.

Dans les sols, les champignons ectomycorhiziens (ECM) forment une symbiose très répandue avec les racines des arbres et contribuent ainsi à leur croissance et à leur santé. Des études antérieures ont montré que certaines bactéries pouvaient influencer positivement la symbiose entre les ECM et les arbres, appelées BAM pour Bactéries Auxiliaires de la Mycorhization. Les mécanismes de l’effet auxiliaire des BAM sont encore peu connus. En amont de cette thèse, il avait été montré in vitro que la BAM Pseudomonas fluorescens BBc6 formait des structures similaires à des biofilms sur les hyphes de l'ECM Laccaria bicolor. Dans ce contexte, afin d'enrichir les connaissances concernant les interactions entre les ECM et les BAM, cette thèse a porté sur l'interaction physique entre ces deux organismes. L'étude a en partie été réalisée via une méthode d'analyse par microscopie confocale, développée durant cette thèse. Les résultats obtenus ont montré que cette bactérie formait des biofilms localisés préférentiellement sur la région apicale des colonies de l'ECM ce qui pourrait indiquer une interaction trophique. L'existence d'une telle interaction a d'ailleurs par la suite été confirmée. Les résultats ont également montré que l'interaction physique entre Laccaria bicolor et BBc6 n'est pas spécifique puisque l'ensemble des treize autres souches bactériennes testées a formé des biofilms sur les hyphes de Laccaria bicolor. En revanche, BBc6 s'est montrée incapable de former des biofilms sur certains champignons appartenant aux Ascomycètes, suggérant des mécanismes d'inhibition. De plus, l'étude de la matrice des biofilms formés par BBc6 a révélé la présence de réseaux de filaments constitués d'ADN qui semblent structurer ces biofilms et qui ont aussi été observés chez l'ensemble des souches bactériennes testées. Ces résultats révèlent un rôle structural de la molécule d'ADN qui, bien qu'il semble répandu, n'a que peu été reporté jusqu'à présent. Enfin, il a été montré que des mutants de BBc6 qui ont perdu leur effet auxiliaire forment des biofilms différents de la souche sauvage sur une surface abiotique suggérant un lien potentiel entre l'effet auxiliaire et la formation de biofilms / In soil ecosystems, ectomycorrhizal fungi (ECM) form a widespread symbiosis with roots of trees, contributing to tree growth and health. It has been shown that some bacteria, called mycorrhization helper bacteria (MHB), stimulate mycorrhizal symbiosis. The mechanisms of this helper effect are poorly understood. Previous studies have shown that the MHB Pseudomonas fluorescens BBc6 formed biofilm-like structures around the hyphae of the ECM Laccaria bicolor during their in vitro interaction. In this context, in order to increase knowledge concerning MHB/ECM interactions, the work presented here focuses on the physical interaction between these two organisms. To this purpose, a method of analysis based on confocal microscopy was developed. The results showed that the bacteria formed biofilms preferentially localized on the apical region of the ECM colonies, which could indicate a trophic interaction. Such an interaction has been subsequently confirmed. The results also showed that the physical interaction between L. bicolor and BBc6 is not specific since all thirteen other bacterial strains tested formed biofilms on the hyphae of L. bicolor. On the other hand, BBc6 was unable to form biofilms on some fungi belonging to Ascomycetes, suggesting the existence of inhibition mechanisms. Moreover, the study of the BBc6 biofilm matrix revealed networks of DNA-containing filaments which seem to structure these biofilms and which have also been observed in all the bacterial strains tested. These results reveal a structural role of the DNA molecule, a role that has been rarely reported so far despite its probable high occurrence. Finally, it has been shown that BBc6 mutants having lost their helper effect presented a modified phenotype concerning their biofilm formation on abiotic surface, suggesting a potential link between the helper effect and the biofilms formation

Influence des interactions entre espèces végétales sur les relations plantes-pollinisateurs: cas de la compétition induite par la présence d'espèces anémophiles sur l'attractivité aux pollinisateurs d'espèces entomophiles Les traits d'attractivité aux pollinisateurs (fleurs et récompenses associées) d'espèces végétales entomophiles peuvent être sensibles aux variations de ressources dans le milieu (azote, phosphore). Puisque la compétition entre plantes peut modifier la disponibilité et la quantité de ces ressources, nous nous sommes intéressés à son effet sur les traits d'attractivité aux pollinisateurs, via la présence d'espèces végétales anémophiles. Nous avons démontré que la présence d'une espèce anémophile compétitive réduisait la production totale de fleurs, la vitrine florale et la quantité totale de sucre allouée au nectar chez une espèce entomophile. Cette diminution est d'autant plus forte que l'espèce anémophile est compétitive. En étudiant les visites de pollinisateurs sur une espèce entomophile en compétition avec une espèce anémophile, nous avons pu observer une diminution du nombre de visites, en relation avec une diminution de la production totale de fleurs et de la vitrine florale. Ainsi, bien que n'interagissant pas directement avec les pollinisateurs, les espèces anémophiles peuvent moduler les interactions plantes-pollinisateurs via des relations de compétition. Cette thèse soulève de nouvelles perspectives pour l'étude des réseaux plantes-pollinisateurs, qui se focalisent généralement sur les plantes entomophiles, en les ouvrants à l'ensemble de la communauté végétale. / Attractiveness traits of insect-pollinated plants to pollinators (i.e. flowers and associated rewards) can be sensitive to variations of resources (e.g. nitrogen, phosphorous). As competition between plants can modify resource availability, we studied its effect on insect-pollinated plants and their floral traits involved in attractiveness to pollinators, especially in presence of wind-pollinated plants. We showed that the presence of a competitive wind-pollinated species could reduce total flower production, floral display size and total sucrose allocated to nectar of insect-pollinated species. Especially, the stronger the competitor, the stronger is the effect on floral traits. The study of wild pollinators’ visits on an insect-pollinated plant in competition with a wind-pollinated plant revealed a decrease in the number of visits associated to the decrease of floral display size and total flower production. Therefore, even though they do not interact directly with pollinators, wind-pollinated plant species can modulate plant-pollinator interactions through competitive interactions. This thesis raises new perspectives for the study of plant-pollinator networks, which are generally focused on insect-pollinated plants, by opening them up to the whole plant community.

Aedes albopictus et Aedes aegypti sont des moustiques vecteurs d’arbovirus tels que le virus de la dengue et le virus du chikungunya. En plus des virus transmis, les moustiques hébergent également des bactéries dont certaines affectent la biologie des hôtes. Par exemple, la bactérie Wolbachia infecte naturellement Aedes albopictus. Comme chez la plupart des insectes, cette bactérie est un parasite qui manipule la reproduction du moustique et peut également interagir avec certains pathogènes, modifiant ainsi la transmission du pathogène par le moustique hôte. Hors Wolbachia, peu d’études ont été consacrées à l’étude des populations bactériennes hébergées par les moustiques du genre Aedes et aux interactions entre ces populations bactériennes et les arbovirus transmis. Dans ce contexte, le travail de cette thèse a consisté à caractériser la diversité des communautés bactériennes des moustiques du genre Aedes et à explorer l’interférence possible entre le compartiment bactérien et le virus chikungunya. L’utilisation de techniques telles que les isolements bactériens, l’amplification par PCR, la DGGE et l’hybridation in situ ont permis de détecter et localiser certaines bactéries présentes chez des populations naturelles et de laboratoires d’Aedes. Ces populations appartiennent aux Alpha, Beta et Gammaprotéobactéries ainsi qu’aux Firmicutes. L’étude de la dynamique des communautés bactériennes symbiotiques et de l’infection par le virus chikungunya chez Aedes albopictus par PCR quantitative et puces taxonomiques a révélé l’existence d’interactions entre les différents partenaires de ce système vectoriel / Aedes albopictus and Aedes aegypti transmit a large number of arboviruses, including dengue and chikungunya. In addition to viruses, mosquitoes harbour other symbionts that are able to affect its biology. For instance, the bacterium Wolbachia infects naturally Aedes albopictus. As for many insects, this bacterium is an obligate parasite that manipulates the host reproduction and can also interact with pathogens, modifying the transmission of the pathogens by the mosquitoes. Except Wolbachia, little is known about the bacteria associated with Aedes mosquitoes. First, we detected and localized bacteria in field-caught and laboratory populations of Aedes, using culture and non-culture methods including PCR, DGGE and in situ hybridization. The bacterial populations belonged to Alpha, Beta and Gammaproteobacteria as well as to Firmicutes. Then, the effects of chikungunya infection on Wolbachia and total bacterial community were measured using quantitative PCR and taxonomic microarrays. Results showed interactions between the different partners in this vectorial system

L'azote est essentiel au développement de toutes les cellules vivantes. Il est un des facteurs limitant de la croissance végétale. La seule source d'azote abondante est l'atmosphère contenant 80 % de diazote mais cette forme n'est assimilable que par certains procaryotes. Ces microorganismes sont capables de fixer l'azote atmosphérique sous leur forme libre ou en symbiose avec des plantes. Ainsi, ils fournissent à leur plante partenaire des substrats azotés, sous forme d'ammoniaque, tandis qu'en retour celle-ci fournit à la bactérie des substrats carbonés issus de sa photosynthèse. Il s'agit d'une association à bénéfices réciproques. Il existe deux grands types de symbiose fixatrice d'azote : la symbiose rhizobienne, impliquant diverses Protéobactéries et la symbiose actinorhizienne impliquant une Actinobactérie, Frankia. Les bactéries pénètrent les cellules des plantes pour former un nouvel organe, la nodosité dans laquelle va avoir lieu la fixation d'azote. Les bases moléculaires à l'origine de la symbiose rhizobienne sont très bien caractérisées tandis que celles de la symbiose actinorhizienne restent en grande partie inconnue, de par l'absence d'outils génétiques. Toutefois, les premières étapes de mise en place de la symbiose présentent des similarités. Les deux bactéries sont capables d'induire la déformation du poil racinaire en sécrétant un facteur déformant, le facteur Nod pour la plupart des symbioses rhizobiennes et un facteur encore non caractérisé dans le cas de la symbiose actinorhizienne. La problématique de mes travaux de thèse est de savoir si le dialogue moléculaire s'établissant entre la plante et la bactérie est basé sur des composants universels. Ce travail a utilisé deux approches. Une approche ciblée visait à mettre en évidence la fonction. Une approche non-ciblée par le biais des puces transcriptomiques chez Frankia a permis de comparer l'expression génétique entre des conditions de vie libre et des conditions de vie symbiotique. Enfin, une dernière approche a concerné les composés aromatiques chez Frankia. Il s'agissait d'établir si Frankia était capable de cataboliser différents composés aromatiques. En effet, beaucoup d'entre eux sont impliqués dans les interactions plante-bactérie, notamment dans les réactions de défense de la plante / Nitrogen is essential for cells development. It's one of the limiting factors of plant growth. The only abundant source of this component is the atmosphere which contains 80 % of dinitrogen, but this form can only be assimilated by some prokaryotes. These microorganisms are able to fix atmospheric nitrogen under freeliving condition or in symbiosis with some plants. Thus, they provide nitrogen substrates to the plant in the form of ammonium, and in return the plant provides carbon substrates from photosynthesis. It is an association with reciprocal profits for both partners. There are two major nitrogen-fixing symbioses: rhizobial symbiosis, which involves various Proteobacteria and actinorhizal symbiosis, which involves the Actinobacterium, Frankia. Bacteria enter plant root cells and develop a new organ, the nodule where nitrogen fixation takes place. Molecular bases are well characterized for rhizobial symbiosis, whereas little is known about the actinorhizal symbiosis. This fact is in part due to absence of genetic tools for Frankia. However, early steps of the interaction show some similarities. These two bacteria are able to induce root hair deformation by secreting a deforming factor, Nod factor in most rhizobial symbioses and a noncharacterized factor in the actinorhizal symbiosis. The aim of this thesis was to determine if molecular dialogue between plant and bacteria is based on universal components. This work used two approaches. One was targeted on nodC-like gene from Frankia alni ACN14a. We tried to characterize their function. Another used trancriptomic microarrays in Frankia. This technique allowed us to compare transcripts from 2 conditions: free-living cells and symbiosis. A last approach focused on aromatic compounds in Frankia. We wanted to determine if Frankia was able to use different aromatic compounds to grow. Indeed, a lot of aromatic compounds are involved in plant-bacteria interaction such as plant defense

Les sources hydrothermales océaniques profondes renferment des écosystèmes extrêmes, situés dans la zone abyssale des Océans. Dans ces environnements dépourvus de lumière, la production primaire est réalisée par la chimiosynthèse microbienne. Ces milieux sont colonisés par des espèces animales, dont la plupart vivent en associations plus ou moins fortes avec des micro-organismes. La crevette Rimicaris exoculata est une espèce hydrothermale endémique des sites de la Ride-Médio-Atlantique (MAR), qui domine la plupart des sites qu’elle colonise. Ce crustacé a pour particularité de posséder deux communautés symbiotiques : une située dans son céphalothorax hypertrophié et une inféodée à son tractus digestif. Tout d’abord, ce travail de thèse s’est concentré sur l’étude de la communication bactérienne (Quorum Sensing ou QS) au sein des communautés ectosymbiotiques de R. exoculata au cours de son cycle de mue et de vie. Ensuite, ce travail s’est focalisé sur l’identification d’un peptide antimicrobien (PAM), puis à rechercher sa fonction dans l'immunité et le contrôle des symbiotes chez Rimicaris exoculata. Ce travail a permis, d’une part, de confirmer la présence de deux gènes du QS (luxS et luxR) dans les communautés ectosymbiotiques de R. exoculata sur quatre sites hydrothermaux : Rainbow, TAG, Snake Pit et Logatchev. Ces gènes étant plus divergents que ceux de l'ARNr 16S, leur utilisation comme marqueurs génétiques biogéographiques pour retracer l'origine des individus est discuté. Ce travail a permis, d’autre part, d’identifier pour la première fois un PAM (sus nommé Re-crustin), chez un arthropode hydrothermal. Les données suggèrent une participation de ce PAM dans le contrôle de l’ectosymbiose. L’ensemble de ces travaux apporte de nouvelles hypothèses sur l’interaction entre les épibiontes du céphalothorax et la crevette Rimicaris exoculata. / Deprived of light, the deep-sea hydrothermal vents are extremes ecosystems sustained by micobial chemosynthesis. These environments are colonized by animal species living in close relationships with these chemoautotrophic micro-organisms, eating them or establishing long term interactions with them, may they be trophic or not only. The shrimp Rimicaris exoculata is an endemic hydrothermal species of the Mid-Atlantic Ridge (MAR) sites. This crustacean represents the predominant macrofauna of some sites of the MAR. It lives in symbiotic association with two distinct microbial communities qualified as ectosymbiosis. One is located in its gill chamber and one in its gut. First, this work focused on the study of bacterial communication (Quorum Sensing or QS) within the ectosymbiontic communities during the molting and life cycles of R. exoculata. Then, we focused on an antimicrobial peptide (AMP) identification and search for its function in R. exoculata immunity and in controlling symbionts. Two QS genes (luxS and luxR) were identified in the R. exoculata ectosymbiontic community at different shrimp molt stages and life stages at the Rainbow, TAG, Snake Pit and Logatchev vent sites.As these genes are more divergent than that of 16S rRNA, they could be then used as biogeographical genetic markers tools to trace back the origin of individuals to a location or between locations along its life cycle. This work reports also the first description of an AMP in an extremophile arthropod (namely Recrustin). Data suggest a participation of this AMP in the control of the ectosymbiosis in Rimicarisexoculata. All this work provides new hypotheses wich are discussed in the manuscript, dealing with the interaction between symbionts and Rimicaris exoculata.