Les moisissures sont responsables de contaminations sur les produits de BVP et induisent des pertes économiques conséquentes. Dans ce contexte, les cultures bioprotectrices représentent un intérêt croissant comme alternative aux conservateurs chimiques. L’objectif de la première partie de cette étude a été d’évaluer in vitro et in situ l’activité antifongique de bactéries lactiques et propioniques contre cinq moisissures contaminants isolées de produits de BVP. Les bactéries les plus actives pendant les tests in vitro ont été testées in situ par pulvérisation de surface. Sur le milieu WFH, les isolats bactériens les plus actifs correspondent aux espèces Lactobacillus plantarum, reuteri et au groupe buchneri. Les souches plus actives après ces tests ont été testées par inclusion dans la recette du pain au lait et différentes souches ont montré un effet retard en particulier la souche Leuconostoccitreum qui semble retarder la croissance de Penicillium corylophilum après 10 jours. Dans la deuxième partie de cette étude, les surnageants de cultures actifs sont analysés pour identifier les composés antifongiques grâce à différentes traitements et différentes méthode telle que l’HPLC et la spectrométrie de masse. Les résultats suggèrent que les acides organiques jouent un rôle prépondérant dans l’activité antifongique et ont montré que les composés antifongiques retrouvés correspondaient aux acides lactique, acétique et propionique, à l’éthanol et au peroxyde d’hydrogène, ainsi que d’autres composés mais à plus faible échelle. Sur ces résultats, différentes combinaisons des composés identifiés ont été testées pour leur effet sur la germination et la croissance radiale de P. corylophilum et E. repens. Certaines de ces combinaisons ont montré les mêmes effets que le surnageant actif ce qui confirme l’implication des molécules identifiées dans l’activité. Les résultats suggèrent que l’acide acétique est responsable de la totalité de l’activité antifongique observée sur P. corylophilum et qu’il joue un rôle important dans l’inhibition de E. repens. La souche bactérienne sélectionnée pourrait représenter une possibilité de culture bioprotectrice pour les produits de BVP. / Molds are responsible for the spoilage of bakery products and thus, cause substantial economic losses. In this context, bioprotective cultures represent a growing interest as an alternative to chemical preservatives. The aims of the first part of this study was to evaluate the in vitro and in situ antifungal activity of lactic acid bacteria (LAB) and propionibacteria against five moulds species isolated from bakery products. The most inhibitorybacteria found during the in vitro test were evaluated in situ after surface spraying. In WFH medium, the most active LAB isolates belonged to the Lactobacillus plantarum, reuteri and buchneri groups. The most active strains were added directly during “pains au lait” preparation and differents strains present delayed effect in particular a strain of Leuconostoc citreum which seems to delay the growth of Penicillium corylophilum after 10 days. In the second part, supernatants were analyzed to identified and quantified antifungal compounds by different treatments and different methods like HPLC, mass spectrometry. The results suggested that organic acids played the most important role in the antifungal activity and show that the main antifungal compounds corresponded to lactic, acetic and propionic acids, ethanol and hydrogen peroxide, as well as other compounds present at low levels. Based on these results, various combinations of the identified compounds were used to evaluate their effect on spore germination and fungal growth of P. corylophilum and E. repens. Some combinations presented the same activity than the bacterial culture supernatant thus confirming the involvement of the molecules in the antifungal activity. The results suggested that acetic acid was responsible of the entire antifungal activity against Penicillium corylophilum and played an important role in Eurotium repens inhibition. The selected bacteria provide a future prospect for use as bioprotective cultures on bakery products.

Dans le cadre d’une convention de thèse CIFRE en collaboration de recherche entre la société Pollenergie et le Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD), le potentiel antifongique de la propolis a été étudié. A cet effet, six échantillons de propolis provenant de régions géographiques différentes (France et Brésil) et d’origines botaniques variées (genre Populus, Dalbergia ecastophyllum et Baccharis dracunculifolia) ont été analysés.Les Extraits Ethanoliques de Propolis (EEP) mis au point, riches en composéspolyphénoliques (de 12,8 ± 0,4 à 16,2 ± 0,3 g EAG.l-1) présentent une grande diversité de classes de molécules bioactives selon leur origine botanique. Les polyphénols identifiés dans les extraits de propolis de Populus (France) sont principalement des flavonoïdes et leurs dérivés (galangine, pinobanksine, chrysine) et des acides-phénols (acides p-coumarique et caféique) et dans les extraits de propolis verte de Baccharis dracunculifolia et rouge de Dalbergia ecastophyllum (Brésil) ce sont respectivement des acides-phénols et leur dérivés prénylés (artépilline C, acide p-coumarique) et des composés isoflavonoïdiques (vestitol, médicarpine).Tous les EEP ont démontré un potentiel antifongique in vitro, variable selon les espèces botaniques, à deux stades de développement d’une souche phytopathogène (Colletotrichum musae), isolée de la pourriture de couronne de la banane. Deux extraits de Populus (France) en particulier ont montré la plus forte efficacité contre C. musae.Un extrait aqueux de propolis rouge de Dalbergia ecastophyllum a démontré la plus grande efficacité in vitro. Cet extrait, testé ensuite in vivo sur trois maladies de conservation de la banane a prouvé tout son potentiel antifongique comme traitement alternatif et son efficacité en augmentant la durée de conservation des bananes à l’export. / In the framework of a CIFRE thesis agreement in collaboration between Pollenergie and the Center for International Cooperation in Agronomic Research for Development (CIRAD), the antifungal potential of propolis has been studied. For this purpose, six samples of propolis from different geographical regions (France and Brazil) and various botanical origins (genus Populus, Dalbergiaecastophyllum and Baccharis dracunculifolia) were analyzed.The Ethanolic Extracts of Propolis (EEP) finalized, rich in polyphenolic compounds (from 12.8 ± 0.4 to 16.2 ± 0.3 g EAG.L-1), exhibit a great diversity of classes of bioactive molecules according to their botanical origin. The polyphenols identified in propolis extracts of Populus (France) are mainlyflavonoids and their derivatives (galangin, pinobanksin, chrysin) and acids-phenols (p-coumaric and caffeic acids). In contrast, the extracts of green propolis of Baccharis dracunculifolia and red from Dalbergia ecastophyllum (Brazil) they are respectively phenol acids and their prenylated derivatives(artepillin C, p-coumaric acid) and isoflavonoid compounds (vestitol, medicarpin).All EEPs have demonstrated an in vitro antifungal potential, which varies according to botanical species, at two stages of development of a phytopathogenic strain (Colletotrichum musae), isolated from the crown rot of banana. Two extracts of Populus (France) in particular showed the greatest efficacy against C. musae.An aqueous extract of red propolis from Dalbergia ecastophyllum demonstrated the greatest efficiency in vitro. This extract, which was then tested in vivo on three banana conservation diseases, proved its antifungal potential as an alternative treatment and its effectiveness in increasing the shelf life of bananas for export.

Au cours du stockage et sous de mauvaises conditions de conservation, les grains de blé peuvent subir diverses altérations causées par le développement fongique. Les moisissures peuvent produire des toxines pouvant avoir un impact sur la santé du consommateur. L’évaluation de la diversité fongique sur blé de stockage produit localement dans les régions céréalières du Nord de la Tunisie durant deux années successives (2010-2011 et 2011-2012) a montré une dominance du genre Alternaria. L’étude de la cinétique d’évolution de cette mycoflore au cours du stockage s’est caractérisée par un profil particulier dépendant des paramètres géographiques et temporels et des conditions écophysiologiques. L’évaluation du pouvoir toxinogène a révélé un faible pourcentage d’isolats ochratoxinogènes. L’évaluation de la présence de l’OTA dans le blé ont montré des taux de contaminations largement inférieurs aux normes européennes. L’étude sur la physiologie de sporulation et la production d’OTA en Fermentation en Milieu Solide par A. carbonarius à montré une amplification de la production des conidiospores et de l’OTA par aération humide forcée. L’évaluation de l'activité antifongique de 15 bactéries lactiques isolées du blé de stockage à l’égard de 8 moisissures post-récolte a montré une bonne aptitude de Lb. plantarum à inhiber la croissance de ces moisissures. L’étude du pouvoir anti-ochratoxinogène de Lb. plantarum LabN10, Lb. graminis LabN11 and P. Pentosaceus LabN12 ont montré un effet significatif de la température, du pH et de la biomasse bactérienne sur l’inhibition de la biomasse fongique ainsi que sur la réduction d’OTA. / During storage and under bad storage conditions, wheat grains can undergo various alterations caused by fungal growth. Molds can produce toxins that can have an impact on consumer health. Assessment of fungal diversity on wheat storage locally produced cereal in northern Tunisia during two successive years (2010-2011 and 2011-2012) showed a dominance of the genus Alternaria. Study of kinetics evolution of mycoflora during storage is characterized by a particular pattern depending on geographic and temporal parameters and ecophysiological conditions. Evaluation of toxigenic fungal revealed a low percentage of ochratoxinogenic isolates. Occurence of OTA in wheat showed contamination levels under European standards. The study on sporulation physiology and production of OTA by Solid State Fermentation by A. carbonarius shown amplification and production of conidiospores OTA wet forced by aeration. The evaluation of the antifungal activity of lactic acid bacteria (LAB) isolated from the 15 wheat storage against 8 post-harvest molds showed good ability of Lb. plantarum to inhibit the growth of these fungi. The study of anti-ochratoxinogène activity Lb. LabN10 plantarum, Lb. and P. graminis LabN11 LabN12 pentosaceus showed a significant effect of temperature, pH and the bacterial biomass on the inhibition of the fungal biomass and on the reduction of OTA.

Ce travail de doctorat porte sur la synthèse et utilisation de bicyclolactones glycidiques, de façon à accéder des dérivés de sucres contenant un système carbonylé α,β-insaturé. Trois types de bicyclolactones ont été étudiés: butenolides liés à des cycles furanose, butenolides fusionnés à des cycles pyranose, comprenant S- et NH-analogues et carboxyméthyle glycosides lactones (CMGLs). La méthodologie de synthèse de butenolides sur motif sucre est basée sur l’oléfination de Wittig de 3 ou 5-cétosucres et lactonisation intramoléculaire spontanée de gamma-hydroxyesters α,β-insaturés intermédiaires. Pour la synthèse des systèmes fusionnés, des furano-3-uloses protégés ont été convertis en 3-C-(éthoxycarbonyl)méthylène furanoses. Une hydrolyse acide finale permet la transestérification intramoléculaire et aussi l’isomérization du cycle en forme pyranose. Des précurseurs 5-S et 5-aminofuranosidiques ont conduit à des analogues thiosucres ou à des dérivés glycidiques ayant une fonction amide et un système carbonylé α,β-insaturé, respectivement. Les CMGLs ont été converties en 3-enopyranosid-2-uloses par l’ouverture de la lactone avec une amine et oxydation/élimination du 2-hydroxy pyranoside tri-O-acétylé obtenu. L’oléfination de Wittig subséquente a conduit aux diènes conjugués pyranosidiques ramifiés en C-2. Les glycosides contenant un groupement propargyle ont permis de préparer des 1,2,3-triazoles par ‘click’ chemistry. Quelques molécules ont été soumises à évaluation antimicrobienne et les énulosides de (N-dodécylcarbamoyl)méthyle ont montré les meilleures activités. Le composé le plus actif est l’énuloside-α qui a montré un très fort effet contre des espèces de Bacillus et une forte activité contre Enterococcus faecalis et Penicillium aurantiogriseum. Les diènepyranosides ont révélé une activité forte et sélective contre E. faecalis. Les dérivés triazolés n'ont montré aucune activité. Parmi les composés bioactifs, trois sont avérés peu toxiques chez les cellules eucaryotes. / This PhD work was focused on the synthesis and the uses of carbohydrate bicyclic lactones for the access to sugar derivatives comprising an alpha, beta-unsaturated carbonyl function. Three types of bicyclic lactones were investigated: furanose C-C-Iinked butenolides, pyranose-fused butenolides, including S-or NH-analogues and carboxymethyl glycoside lactones (CMGLs). The synthetic methodology for butenolide containing-sugars was based on the Wittig olefination of 3- or 5-keto sugars and spontaneous intramolecular lactonization of the intermediate gamma-hydroxy axy alpha,beta-unsaturated esters. In the case of the fused systems, protected furanos-3-uloses were converted into 3-C-(ethoxycarbonyl)methylene furanoses. Further acid hydrolysis elicited both intramolecular transesterification and isomerization to the pyranose ring. Introduction of a sulfur or a nitrogen function at C-5 of the furanose precursors led to thiosugar analogues or to carbohydrate derivatives comprising both an amide function and an alpha,beta-unsaturated system, respectively. CMGLs were converted into 3-enopyranosid-2-uloses by a sequence involving opening of the lactone moiety by amines and oxidation/elimination of the resulting tri-0-acetylated 2-hydroxy pyranosides. Further Wittig olefination afforded 2-C-branched-chain conjugated dienepyranosides. Glycosides bearing a propargyl moiety were engaged in "click" chemistry reactions leading to 1,2,3-triazoles. Some of the new molecules were submitted to antimicrobial evaluation and (N-dodecylcarbamoyl)methyl enulosides proved to display the best efficacy. The most active one was the a-enuloside which showed very strong effect towards Bacillus species and strong activity against Enterococcus faecalis and the fungal pathogen Penicillium aurantiogriseum. Dienepyranosides exhibited a strong activity selectively towards E. faecalis. Triazole derivatives were virtually ineffective. Three of the bioactive compounds showed low acute toxicity in eukaryotic cells.

Différents extraits ont été préparés à partir de racines de H. johannis et différents tests biologiques ont été appliqués en vue de rechercher différentes activités. L'extrait aqueux s'est montré particulièrement actif sur Enterococcus fecalis, Staphylococcus aureus et Bacillus. Les extraits aqueux dépourvus de tanins et les tanins isolés ne présentent pas d'activité antibactérienne. L'effet synergétique des composés serait donc responsable de l'activité antibactérienne de la plante. Une activité antifongique sur Microsporum canis, une propriété antiradicalaire et une activité antiglycation ont été constatées avec les deux extraits. Une étude toxicologique de la poudre de plante et de l'extrait éthanolique sur des rats révèle une toxicité au niveau du foie et de la rate. Cinq composés ont été isolés puis identifiés. Il s'agit de 3',4',5-Trihydroxy-6,7-diméthoxyflavone ; 3,5-Dihydroxy-4,7-diméthoxy dihydroflavonol, Catéchine, Vanilline et l'acide Protocatechuic. Du stigmastérol, de l'acide oléique, de l'acide myristique et de l'acide palmitique ont été également identifiés. Le travail sur C. lanatus var. citroides a montré que l'extrait méthanolique (70%) des pulpes de fruits possède une activité contre B. subtilis, S. aureus et E. coli. Les extraits butanolique et à l'acétate d'éthyle ne sont pas toxiques contre les larves de crevettes. L'extrait butanolique possède une propriété significative antiradicalaire. Deux composés ont été isolés et identifiés. Ce sont la Cucurbitacine E 2-O-[bêta]-glucopyranoside et la Cucurbitacine L 2-O-[bêta]-glucopyranoside. Ces composés montrent une activité antibacterienne contre E. coli. La Cucurbitacine L 2-O-[bêta]-glucopyranoside possède une activité antibactérienne contre P. aeruginosa et une propriété modérée anti-radicaux libres / Different extracts were prepared from the roots of H. johannis and different biological tests were performed. Water extract exhibited significant activity against Enterococcus fecalis, Staphylococcus aureus and Bacillus. Water extract devoid from tannin or the tannin fraction did not show any antibacterial activity reflecting the synergistic property of active compounds. Both extracts showed antifungal, antiradical capacity as well as antiglycation activity. Toxicological study of the powder and ethanol extract on rats showed toxicity to the liver and kidney tissues. Five compounds were isolated namely; 3,4,5- Trihydroxy- 6,7-dimethoxy flavone ; 3,5-Dihydroxy- 4,7- dimethoxy dihydroflavonol, Catechin, Vanillin and Protocatechuic acid. Stigmasterol, Oleic acid, Myristic acid and Palmitic acid were also identified. A study on the fruit pulps of C. lanatus var. citroides revealed that the methanolic extract displayed an antibacterial activity against B. subtilis, S. aureus and E. coli. The butanolic extract showed antiradical capacity and was not toxic to brine shrimps larvae. Two compounds were isolated namely; Cucurbitacine E 2-O-[bêta]-glucopyranoside and Cucurbitacine L 2-O- [bêta] -glucopyranoside. Both compounds showed antibacterial activity against E.coli whereas, Cucurbitacine L 2-O-[bêta]-glucopyranoside showed antibacterial activity against P. aeruginosa as well as antiradical activity

Les endophytes sont des microorganismes (généralement des bactéries et des champignons) qui vivent dans les tissus végétaux mais n'activent pas le système immunitaire/défense des plantes, contrairement aux pathogènes végétaux qui activent généralement les réponses immunitaires des plantes. Des recherches récentes ont montré que pratiquement toutes les plantes cultivées en plein champ contiennent un certain nombre d'endophytes, et que certains endophytes stimulent la croissance des plantes et renforcent la résistance contre les agents pathogènes. Les endophytes sécrètent des composés chimiques (métabolites secondaires) qui suppriment la croissance des agents pathogènes, un processus connu sous le nom de biocontrôle. En raison de ces propriétés de biocontrôle, les endophytes sont une alternative potentielle aux pesticides chimiques pour lutter contre les maladies des plantes. En conséquence, le biocontrôle est devenu un domaine de recherche important. Mon projet de recherche comportait les objectifs spécifiques suivants : (i) isoler les endophytes des plants de canneberges acquis auprès de deux producteurs commerciaux de canneberges de la variété Stevens situés au Québec, Canada (Bieler Cranberries Inc, et Gillivert Inc.) ; (ii) tester l'activité de biocontrôle des endophytes contre une collection de champignons pathogènes et ensuite inoculer les endophytes les plus actifs dans des plants de canneberges obtenus par germination de la variété Stevens (Bieler Cranberries Inc. ) et Scarlet Knight (Daniele Landreville) ; et (iii) identifier des groupes de gènes de métabolites secondaires en séquençant, assemblant et annotant le génome d'un endophyte qui présentait de fortes caractéristiques de biocontrôle. Dans le cadre de ce projet de recherche, des tests antagonistes in vitro ont été réalisés avec des endophytes de la canneberge et un champignon pathogène, qui ont montré que Pseudomonas sp. CSWB3, Pseudomonas sp. CLWB12 et la souche fongique Lachnum sp. EFK28 étaient les plus actifs et ces souches ont donc été sélectionnées pour des études plus approfondies. Des expériences de germination de semis in vitro et d'inoculation d'endophytes ont montré que les souches bactériennes Pseudomonas sp. CSWB3 et Pseudomonas sp. CLWB12 amélioraient la croissance des semis de canneberges de la variété Stevens. Comme les Pseudomonas sp. CSWB3 et Pseudomonas sp. CLWB12 ont tous deux un effet antagoniste élevé sur les champignons pathogènes, un seul (Pseudomonas sp. CSWB3) a été soumis à une analyse du génome. Le séquençage, l'assemblage, l'annotation et l'analyse du génome de Pseudomonas sp. CSWB3 a révélé que cette souche possède cinq groupes de gènes biosynthétiques de métabolites secondaires qui codent pour les protéines responsables de la biosynthèse des composés antifongiques/antimicrobiens : pyrrolnitrine, pyoluteorine, putisolvine, 2,4-diacétylephloroglucinol, bicornutine A1 et bicornutine A2. Sur la base des résultats de ces travaux, nous concluons que certains endophytes de la canneberge qui possèdent des groupes de gènes codant pour des métabolites secondaires antifongiques peuvent supprimer les pathogènes fongiques et améliorer la croissance des plantes. / Endophytes are microorganisms (typically bacteria and fungi) that live within plant tissue but do not activate the plant defense/immune system, unlike plant pathogens that typically do activate plant immune responses. Recent research has shown that virtually all plants grown under field conditions contain a number of endophytes, and that certain endophytes stimulate plant growth and enhance resistance against pathogens. Endophytes secrete chemical compounds (secondary metabolites) that suppress pathogen growth, a process known as biocontrol. Because of these biocontrol properties, endophytes are a potential alternative to chemical pesticides for combatting plant disease. Accordingly, biocontrol has become an important field of research. My research project was comprised of the following specific aims: (i) isolate endophytes from cranberry plants that were acquired from two commercial producers of cranberries of the Stevens variety located in Quebec, Canada (Bieler Cranberries Inc, and Gillivert Inc.); (ii) test the biocontrol activity of endophytes against a collection of fungal pathogens and then inoculate the most active endophytes into cranberry seedlings that were obtained by germinating Stevens (Bieler Cranberries Inc.) and Scarlet Knight (Daniele Landreville) seeds; and (iii) identify secondary metabolite gene clusters by sequencing, assembling, and annotating the genome of one endophyte that exhibited strong biocontrol characteristics. As part of this research project, in vitro antagonistic tests were conducted with cranberry endophytes and fungal pathogen, which showed that Pseudomonas sp. CSWB3, Pseudomonas sp. CLWB12, and the fungal strain Lachnum sp. EFK28 were the most active and therefore these strains were selected for further studies. In vitro seedling germination and endophyte inoculation experiments showed that the bacterial strains Pseudomonas sp. CSWB3 and Pseudomonas sp. CLWB12 enhanced the growth of cranberry seedlings of the Stevens variety. Since Pseudomonas sp. CSWB3 and Pseudomonas sp. CLWB12 both had a high antagonistic effect on fungal pathogens, only one (Pseudomonas sp. CSWB3) was subjected to genome analysis. Sequencing, assembly, annotation, and analysis of the Pseudomonas sp. CSWB3 genome revealed that this strain possesses five secondary metabolite biosynthetic gene clusters that encode proteins responsible for the biosynthesis of the antifungal/antimicrobial compounds pyrrolnitrin, pyoluteorin, putisolvin, 2,4-diacetylephloroglucinol, bicornutin A1, and bicornutin A2. Based on the results of this work, we conclude that certain cranberry endophytes that possess gene clusters encoding antifungal secondary metabolites can suppress fungal pathogens and enhance plant growth.