Plusieurs espèces fongiques dites « technologiques » jouent un rôle primordial, via leurs activités métaboliques, dans le développement des caractéristiques organoleptiques et la typicité des fromages. Cependant, malgré une utilisation et une consommation ancestrale, un manque de connaissances persiste que ce soit aux niveaux génétique ou fonctionnel concernant certaines de ces espèces, notamment Penicillium roqueforti. Principalement utilisé dans la production de fromages à pâte persillée, c’est lors de l’affinage que P. roqueforti participe au développement des qualités organoleptiques typiques de ces fromages via, entre autres, ses activités lipolytiques et protéolytiques. Cette espèce est également caractérisée par une diversité morphologique importante, largement révélée au cours de ces travaux, et ayant donné lieu à certaines dénominations technologiques distinctes par le passé conduisant à une interrogation sur la possible existence de plusieurs espèces au sein de l’entité P. roqueforti. Dans ce contexte, une étude phylogénétique basée sur le principe de concordance généalogique (GC-PSR) a été menée sur une vaste collection mondiale de P. roqueforti en utilisant 8 loci. Cette étude a montré l’existence d’une espèce unique. La diversité intraspécifique des isolats de P. roqueforti a ensuite été évaluée en utilisant 4 marqueurs microsatellites qui ont permis de révéler l’existence de 28 haplotypes répartis en 3 populations génétiquement différenciées et corrélées à différents types de fromages à pâte persillée. Sur la base de ces résultats, 55 isolats représentatifs ont par la suite été criblés afin d’évaluer la possible existence d’un caractère haplotype-dépendant concernant les activités protéolytiques, lipolytiques et la production de métabolites secondaires volatils et non-volatils. Cette étude a permis de mettre en évidence une diversité fonctionnelle relativement importante avec, entre autres, l’identification de 52 molécules volatiles, les méthyl-cétones étant majoritaires dans le volatilome des cultures de P. roqueforti, et des profils de production de mycotoxines parfois contrastés. Cependant, une bonne corrélation a été observée entre les groupes d’isolats issus de fromages AOP ou IGP et les métabolites produits. Suite à l’observation de niveaux de productions contrastées d’acide mycophénolique retrouvées chez P. roqueforti, le cluster de gènes impliqué dans sa biosynthèse a été identifié in silico chez P. roqueforti avant que des expériences d'ARN interférence ne soient réalisées sur le gène mpaC codant une polycétide synthase. La fonctionnalité de l’ensemble du cluster a pu être confirmée par différentes approches et des comparaisons de séquences entre différentes souches ayant des productions d’acide mycophénolique contrastées ont permis de mettre en évidence une délétion de 174 pb au niveau du gène mpaC limitant cette production à des niveaux non détectables chez certaines souches. Ce dernier résultat a ainsi apporté un premier élément de réponse quant à la nature a priori souche-dépendante de la production de ce métabolite. / Several « technological » fungal species play an important role in the development of organoleptic properties and typicity of cheeses via their metabolic activities. However, despite an ancestral use and consumption of cheeses, there is still a lack of knowledge about both genetic and functional traits of certain mold species, in particular Penicillium roqueforti. This species, mainly used in blue-veined cheese production, largely contributes to the specific organoleptic properties in the final product via its intense lipolytic and proteolytic activities during ripening. P. roqueforti is characterized by high morphological diversity, largely revealed during this study, and has been associated with different technological names in the past raising the question about several species within P. roqueforti. Consequently, a phylogenetic study based on genealogical concordance principle (GC-PSR) was performed using eight loci on a large worldwide P. roqueforti collection and confirmed the presence of one single species. Taking into account this result, P. roqueforti intraspecific diversity was then assessed using 4 microsatellite markers and 28 haplotypes were identified and distributed in three genetically differentiated populations linked to blue-veined cheese types. Based on these results, 55 representative isolates were further screened to determine potential haplotype-dependent traits related to proteolytic and lipolytic activities and volatile and non-volatile secondary metabolite production. This study highlighted the outstanding functional diversity among strains with, among others, 52 volatile molecules identified, mainly methyl-ketones, and contrasted mycotoxin production profiles. Noteworthy, a clear relationship between PDO/PGI group isolates and produced metabolites was observed. Following the contrasted production of mycophenolic acid among isolates, the mycophenolic acid biosynthetic gene cluster was identified in silico in P. roqueforti and RNA interference experiments targeting the mpaC gene, encoding a polyketide synthase, were performed. The cluster was shown to be fully functional in this species. Moreover, the entire mycophenolic acid cluster was compared between three strains characterized by contrasted mycophenolic acid production and a 174 bp deletion was detected in the mpaC gene of non-producing strains. This last result provided first insight into the a priori strain-dependent character for production.

P. roqueforti est une moisissure connue comme contaminant des ensilages et des aliments, mais aussi utilisée comme ferment pour la production de fromages à pâte persillée. Cette espèce est également connue pour son potentiel de production de métabolites secondaires à impact positif, comme les arômes, mais aussi à impact négatif, tels que des mycotoxines (dont la roquefortine C -ROQC- et l’acide mycophénolique -MPA-). Dans la première partie de ce travail, l’occurrence de la ROQC, du MPA et de l’aflatoxine M1 (seule mycotoxine réglementée dans les produits laitiers), dans une collection de 86 fromages à pâte persillée de différentes variétés et origines géographiques (15 pays), a été réalisée. Il apparaît que, si l’aflatoxine est inférieure au seuil de détection (LOD) de la méthode, les concentrations en ROQC et MPA sont quant à elles très variables et qu’une co-occurrence de ces mycotoxines existe dans 51% des échantillons testés. Dans la seconde partie, la toxicité de ces mycotoxines sur modèles cellulaires intestinal ou monocytaires a été évaluée. L’étude de cytotoxicité en mono-exposition a permis d’établir des valeurs de référence (CI50); d’autre part, un effet synergique des deux mycotoxines aux plus fortes concentrations testées a été révélé sur la lignée cellulaire intestinale (Caco-2). L’implication du mécanisme apoptotique après une exposition précoce (3 et 6 heures) à la ROQC et/ou au MPA a aussi été mise en évidence sur le modèle THP-1 ainsi qu’une absence d’implication de l’apoptose après 24 heures de mono ou de co-exposition sur modèle intestinal Caco-2. Enfin, dans la troisième partie, une étude de facteurs biotique ou abiotiques pouvant potentiellement moduler la production de ROQC et de MPA a été réalisée. L’évaluation du potentiel mycotoxigénique de 96 souches de P. roqueforti a mis en évidence que le milieu cheese-agar (mimant la composition physico-chimique du fromage) était beaucoup moins favorable que le milieu YES pour la production des deux mycotoxines et une grande variabilité dans la capacité de production des souches a été observée. L’étude de l’influence des facteurs abiotiques a montré qu’une température de 12°C ou une concentration en NaCl de 8% ou encore une atmosphère contenant 5% d’O2 diminuait significativement la production de ROQC et de MPA indépendamment de la croissance, alors que les autres facteurs (pH et présence de précurseurs de la ROQC) n’avaient pas d’effet dans les conditions testées. / P. roqueforti is a mould associated with silage and food contamination but also used as a ripening culture for the production of blue-veined cheese. Moreover, this species is also known for its potential to produce secondary metabolites. These metabolites can have a positive impact (e.g. aromas) or a negative impact (e.g. mycotoxins, including roquefortine C -ROQC- and mycophenolic acid -MPA-). In the framework of this work, we first studied the occurrence of MPA, ROQC and aflatoxin M1 (the only regulated mycotoxin in dairy products) within an 86 blue-veined cheese collection (representing 15 countries). Aflatoxin contents were always below the method detection limit. For MPA and ROQC, concentrations were highly variable and a co-occurrence of both mycotoxins was observed in 51% of the tested samples. Then, the toxicity of the 2 mycotoxins was established on various cell models (intestinal and monocytic). Mono-exposure studies allowed IC50 determination. Moreover, a synergistic effect was observed on Caco-2 cells when MPA and ROQC were used for co-exposure at the highest tested concentrations. While an apoptotic mechanism was observed at early THP-1 exposure stages (3 and 6h), no apoptose occurred for Caco-2 cells after 24 h of mono or co-exposure. Finally, a study of the biotic and abiotic factors potentially modulating P. roqueforti MPA and ROQC production was performed. Mycotoxigenic potential evaluation of 96 de P. roqueforti strains highlighted that a cheese-agar medium (mimicking cheese physico-chemical composition) was less favourable than the synthetic YES medium for mycotoxin production. A large variability in terms of mycotoxin production was also observed among the tested strains. Besides, while a significant effect of the temperature (12°C) and NaCl (8%) and O2 (5%) concentrations was observed on ROQC and MPA production, no significant effect of pH and ROQC amino-acid precursor addition could be detected on the production of both mycotoxins.