L’étude des champignons endophytes, ainsi que celle des autres composants du microbiote des plantes, a fortement bénéficié du développement des techniques de séquençage à haut débit à la fin des années 2000. Ces progrès technologiques ont notamment permis la popularisation du métabarcoding, une approche servant à identifier les composants de la biodiversité et d’étudier leur distribution au sein d’échantillons environnementaux grâce à leur contenu en ADN. L’abondance des données produites, ainsi que la standardisation de la préparation des échantillons permises par ces techniques de séquençage ont modifié en profondeur la perception de l’ampleur de la diversité fongique. Cependant, les préceptes de l’endophytologie fongique restent majoritairement dictés par les études basées sur les mises en culture bien qu’elles ne parviennent, comme l’ont démontré les études moléculaires, qu’à récolter une partie de la diversité fongique. Les techniques de séquençage à haut débit ne sont pas sans biais elles aussi puisqu’elles tendent à majorer les estimations de la biodiversité même avec les analyses les plus poussées. Les objectifs principaux de cette thèse étaient tout d’abord de développer une approche analytique rigoureuse afin d’estimer de façon conservatrice la biodiversité associée aux données issues du pyroséquençage 454; puis, de développer une meilleure compréhension de la structure de l’endomycobiote des arbres en milieu forestier tout en remettant en question les conclusions des études basées sur les mises en culture. La surestimation de la biodiversité est essentiellement liée à la conservation de séquences erronées qui participent à la formation du nombre important de singletons et doubletons généralement observés avec les techniques de séquençage à haut débit. Trois sources d’erreurs prédominent: la formation de chimères, la substitution de nucléotides lors de l’amplification et les erreurs de séquençage. Nous avons posé l’hypothèse que la sélection d’un sous fragment du code-barres moléculaire fongique, basée sur des propriétés particulières, pourrait si ce n’est identifier formellement ces séquences comme erronées, du moins limiter leur effet sur l’estimation de la biodiversité. Le fragment que nous avons considéré se compose du résidu de la petite sous-unité ribosomique (pSSU) situé à la suite de l’amorce ITS1F, et de l’espaceur transcrit interne 1 (ITS1). Nous avons montré qu’utiliser ce fragment pour analyser les données permet d’améliorer la sensibilité de la détection des chimères. La substitution de nucléotides ainsi que les erreurs de séquençage sont des phénomènes rares, et les séquences erronées sont donc faiblement représentées et relativement similaires à des séquences réelles et abondantes. Nous avons donc posé l’hypothèse qu’inclure le pSSU, dont la variabilité est plus faible que celle de l’ITS1, puisse étouffer l’impact de ces erreurs. Les séquences potentiellement erronées ont été regroupées avec les séquences réelles et abondantes dont elles déviaient, permettant ainsi de réduire la formation des singletons et des doubletons. Suite à cela, nous avons donc développé une méthode afin d’extraire directement le fragment pSSU-ITS1 des amplicons du code-barres fongique. À partir de l’endomycobiote d’un unique sapin baumier que nous avons analysé afin d’évaluer notre traitement de données dans notre premier chapitre, nous avons observé qu’utiliser le fragment pSSU-ITS1 en lieu et place de seulement l’ITS1 n’affecte pas les conclusions sur la structure de la communauté des champignons endophytes. Bien qu’il faille le considérer dans le cadre d’un échantillonnage limité, nous avons évalué, semble-t-il pour la première fois, l’ampleur de la diversité des champignons endophytes recueillis dans un arbre à un moment donné et extrapolé cette richesse à 2 536 ± 73 mOTUs. Nous avons confirmé dans notre second chapitre que les champignons endophytes présentent une certaine spécificité de tissu puisque l’endomycobiote des branches de sapins baumiers se divise selon le type de tissu considéré plutôt que de former une entité ubiquitaire uniformément répartie dans l’ensemble des branches. Enfin, dans notre dernier chapitre, nous avons montré que les mécanismes impliqués dans la colonisation de la plante hôte par les champignons endophytes se révèlent d’une complexité et d’une dynamique plus importantes que le processus d’accumulation passive suggéré par les études basées sur les mises en culture: les quatre dernières cohortes d’aiguilles de sapins baumiers que nous avons étudiées présentaient une diversité relativement conservée, mais des communautés différentes. / As for the studies of other members of the plant microbiota, fungal endophytology has vastly benefited from the development of High Throughput Sequencing techniques in the late 2000s. This technological progress has notably allowed for the popularization of metabarcoding, i.e. a DNA-based approach to identify biodiversity components from environmental samples and study the community composition and distribution. The massive production of data, and the standardization in the sample preparations associated with such methods, have deeply modified the perception of the extent of the fungal biodiversity. Yet fungal endophytology precepts remain largely inherited from culture-dependent methods which have been shown to yield a more fractioned portion of the biodiversity than the molecular-based approach, as many fungi are not amenable to standard culturing. HTS techniques are not without drawbacks either as they tend to inflate the biodiversity estimates even with state of the art analysis. The main goals of this thesis were first to develop a more rigorous approach to analyse data obtained from 454 pyrosequencing, one of the original HTS techniques, in order to estimate conservatively the biodiversity; and then to develop a better understanding of the structure of forest trees endomycobiota and challenge earlier conclusions based on culture-dependent methods. Inflation of the biodiversity is mostly due to remaining undetected erroneous sequences partially forming the large number of singletons and doubletons generally observed with HTS based studies. Three sources of error are significant: PCR chimeras, PCR single base substitutions, and sequencing error. Here we hypothesized that the selection of a sub-region of the fungal barcode displaying particular characteristics might, if not formally assess erroneous sequences as such, at least limit their impact on the estimation of the diversity. We thus considered a fragment composed of the partial ribosomal small sub-unit immediately following the ITS1F primer in addition of the ITS1 sub-locus (pSSU-ITS1). We showed that basing the analysis on the pSSU-ITS1 fragment enhances the sensitivity of chimera detection. As PCR single base substitutions and sequencing errors remain rare events, spurious sequences are rare too and somewhat similar to true abundant sequences. We hypothesized that the presence of the pSSU, whose variability is lower than that of the ITS1 sub-locus, might buffer these errors. Putative rare spurious sequences were grouped with the true abundant sequences they deviated from, thus reducing the proportion of singletons and doubletons. We then developed an approach to readily extract this pSSU-ITS1 fragment from fungal ITS amplicons. We observed from the endomycobiota of a single balsam fir that we produced to test our data treatment in the first chapter that considering the pSSU-ITS1 fragment did not alter the conclusions on the structure of the fungal endophytic community from ITS1 analysis. While it has to be considered with appropriate reservations due to the limited sampling, we also estimated, for the first time to the best of our knowledge, the extent of the fungal endophyte biodiversity harboured by a single tree at a precise time with an extrapolation of 2 536 ± 73 mOTUs. In the second chapter on the endomycobiota present in the different tissue types of balsam fir branches, we confirm that some tissue specificity is exhibited by fungal endophytes as our results suggest that the aerial endomycobiota of balsam fir trees might be fractioned in distinct communities depending on the tissue types. Finally, in the third chapter, we reveal that the mechanisms of colonization of the host plant by fungal endophytes might be more complex and dynamic that the suggested passive accumulation hinted by culture-dependent methods. The last four cohorts of needles from balsam fir sampled displayed relatively similar diversities, but harboured distinct communities.

Le site minier Aldermac, générateur de drainage minier acide (DMA), entraîne de graves conséquences sur l'environnement et aucune méthode n'a permis jusqu'à maintenant de remédier complètement à la situation. Afin de mettre en place des méthodes de restauration efficaces, il est donc nécessaire d'acquérir des connaissances supplémentaires sur les associations plantes-microorganismes du site à DMA. Tout d'abord, les champignons (Eumycota) cultivables de quatre plantes pionnières présentes sur le site minier ont été énumérés par la méthode du nombre le plus probable (NPP). Puis, les ectomycorhizes et les endophytes racinaires cultivables sur milieu Melin-Norkrans modifié (MNM) ont été isolés et identifiés par biologie moléculaire. Ensuite, la teneur en minéraux du sol et de la biomasse des plantes a été quantifiée par spectrométrie afin de déterminer les principaux facteurs influençant la structure et la composition des champignons racinaires. Finalement, quelques isolats ont été caractérisés afin de déterminer leur production de sidérophores et leur profil métabolique. Les résultats suggèrent que les dénombrements fongiques dans la rhizosphère et le sol et les indices de diversité des champignons racinaires étaient généralement inférieurs sur le site minier comparativement à ceux du site témoin naturel, particulièrement en milieu humide, favorisant l'isolement des endophytes cloisonnés sombres (DSE). L'analyse des teneurs minérales a démontré que les genres fongiques Phialocephala, Cadophora et Mortierella étaient associés à certains minéraux. Les genres Trichoderma, Leptosphaeria, Mortierella, Mucor et Penicillium se sont démarqués par leur production rapide de sidérophores, tandis que les genres Mortierella, Galerina, Tetracladium et Phialocephala se sont démarqués par leur métabolisme du carbone élevé. Les genres Pochonia, Mollisia, Apiotrichum, Trichoderma et Pholiota possèdent un profil métabolique similaire à celui de la communauté fongique du résidu minier. En conclusion, certains isolats fongiques peuvent présenter un intérêt comme inoculant en milieu humide pour la bioremédiation du site minier Aldermac et des essais supplémentaires doivent être envisagés. / The Aldermac mine site, generator of acid mine drainage (AMD), has serious consequences on the environment and no method has so far been able to completely remedy the situation. In order to implement effective restoration methods, it is necessary to acquire additional knowledge on plant-microorganism associations from the AMD site. First, the cultivable fungi of four pioneer plants present on the mine site were enumerated by the most probable number (MPN) method and the ectomycorrhizae and root endophytes cultivable on modified Melin-Norkrans medium (MNM) were isolated and identified by molecular biology. Then, the mineral content of soil and plant biomass was quantified by spectrometry to determine the main factors influencing the structure and composition of root fungi. Finally, some isolates were characterized in order to determine their production of siderophores and their metabolic profile. The results suggest that the fungal counts in the rhizosphere and bulk soil and the indices of root fungal diversity were generally lower in wet environments at the mine site compared to those at the natural site, favoring the isolation of dark septate endophytes (DSE). Analysis of mineral contents showed that fungal genera Phialocephala, Cadophora and Mortierella were associated with certain minerals. Genera Trichoderma, Leptosphaeria, Mortierella, Mucor and Penicillium stood out for their rapid production of siderophores, while Mortierella, Galerina, Tetracladium and Phialocephala stood out for their high carbon metabolism. The genera Pochonia, Mollisia, Apiotrichum, Trichoderma and Pholiota have a metabolic profile similar to that of the fungal community in the mine tailings. In conclusion, some fungal isolates may be of interest as a wetland inoculant for Aldermac mine site bioremediation and further testing should be considered.

Un projet visant à identifier des mycoherbicides pour lutter contre les adventices a été initié entre l’UMR Agroécologie de Dijon et la société DE SANGOSSE® (Agen). Trois volets ont structuré ce projet à l’issue d’une collecte de prélèvement de 475 plantes représentatives de 23 espèces d’adventices symptomatiques et asymptomatiques en Bourgogne et en Beauce. Le 1er volet reposait sur une approche de type metabarcoding (technologie Illumina), pour évaluer et comparer la diversité des communautés fongiques endophytes des plantes symptomatiques et asymptomatiques. 542 genres fongiques ont ainsi été identifiés. Des taxons associés aux plantes symptomatiques ont été identifiés. Parmi ceux-ci, certains sont des pathogènes connus, d’autres non et ils constituent des pistes à exploiter pour la recherche de candidats mycoherbicides. Le deuxième volet repose sur une approche conventionnelle de microbiologie et pathologie. Une collection de 194 champignons associés aux symptômes des adventices a été constituée. La pathogénicité de ces isolats a été testée grâce à une série de screenings de plus en plus sélectifs qui ont abouti à la sélection de cinq souches, identifiées par séquençage de l’ITS ou d’autres marqueurs taxonomiques. Une souche appartient à l’espèce Boeremia exigua var exigua, une autre à l’espèce Alternaria alternata, deux appartiennent à l’espèce A. penicillata et la dernière au genre Alternaria. Le troisième volet visait à identifier le mode d’action d’une souche par une double approche, métabolomique et microscopique. La souche de B. exigua var exigua secrète des métabolites phytotoxiques mais également infeste et semble détruire les tissus végétaux sous-épidermique de la plante hôte.Ce projet exploratoire a fourni des pistes de taxons fongiques associés à des symptômes observés sur adventices en analysant la diversité par une approche moléculaire et a fourni des souches fongiques, mycoherbicides potentiels, par une approche microbiologique dont on voit bien qu’elle reste une méthode incontournable, malgré ses limites, pour obtenir des candidats fongiques à action herbicide. / A project aiming at identifying mycoherbicides to control weeds has been initiated between the UMR Agroécologie (Dijon) and the company DE SANGOSSE® (Agen, France). Three axes structured this project after a sampling collection of 475 plants representative of 23 species of symptomatic and asymptomatic weeds was carried out in Burgundy and Beauce. The first part was based on a metabarcoding approach (Illumina technology), to evaluate end compare the diversity of endophytic fungi communities of symptomatic and asymptomatic weeds. 542 fungal genera have been identified. Taxa associated with symptomatic plants have been identified. Of these, some are known pathogens, others are not, and both constitute avenues to exploit for the research of mycoherbicide candidates. The second axe is based on a conventional approach to microbiology and pathology. A collection of 194 fungi associated with weed symptoms was established. The pathogenicity of these isolates was tested through a series of increasingly selective screenings that resulted in the selection of five strains that were identified by sequencing of ITS or other taxonomic markers. One strain belongs to the species Boeremia exigua var exigua, another species Alternaria alternata, two belong to the species A. penicillata and the last to the genus Alternaria. The third axe aimed at identifying the mode of action of a strain by a dual metabolomics and microscopic approach. The strain of B. exigua var exigua produced phytotoxic secondary metabolites but also infested and apparently destroyed the sub-epidermal plant tissues of the host plant.This exploratory project provided tracks to exploit fungal taxa associated with observed weeds symptoms, by analyzing the diversity, by a molecular approach and provided fungal strains, potential mycoherbicides by a conventional microbiological approach that we can see it remains an unavoidable method, despite its limitations, to obtain fungal candidates with herbicidal action.

Pour la première fois, l’étude de la flore fongique endophytique de cinq plantes médicinales soudanaises : Calotropis procera (Ait.), Catharanthus roseus (L.), Euphorbia prostrata (Ait.), Trigonella foenum-graecum (L.), and Vernonia amygdalina (Del.) a été réalisée. Un total de 23 souches de champignons endophytes ont été isolées à partir des plantes après la stérilisation de surface puis les différentes analyses biologiques ont été effectuées. Les extraits bruts d’acétate d’éthyle de 21 endophytes ainsi que de leurs plantes hôtes ont été évalués pour leur teneur en phénols totaux et leur activité antioxydante en utilisant respectivement la méthode colorimértrique Folin-Ciocalteu et le piégeage des radicaux libres par la méthode 1,1,-diphényl-2-picrylhydrazil (DPPH) in vitro. Une évaluation générale de la cytotoxicité de 16 endophytes sélectionnés ainsi que de leurs plantes hôtes a été réalisée selon le test MTT sur trois types de cellules cancéreuses : carcinome du sein humain (MCF7), adénocarcinome du côlon (HT29 et HCT116). Ces extraits ont été aussi testés, selon la méthode de dilution en bouillon, sur deux souches bactériennes représentatives, Escherichia coli et la souche résistante à la méthicilline de Staphylococcus aureus. La teneur en phénols totaux (89,9 ±7,1 mg Equivalent d’Acide Gallique EAG/g) ainsi que l’activité antioxydante (IC50: 18±0,1 µg/mL) les plus élevées ont été observées pour l’endophyte, Aspergillus terreus 2 isolé à partir des graines de T. foenum-graecum. Byssochlamys spectabilis a montré l’activité cytotoxique la plus importante (1,51 ± 0,2 µg/mL), suivi par Cladosporium cladosporioides 2 (10,5 ± 1,5 µg/mL), puis par Alternaria sp. (13,5 ± 1,8 µg/mL). Seules six souches ont montré une activité contre S. aureus avec des valeurs de MIC qui se situent entre 0,125 et 2 mg/mL dont: Alternaria alternata (0,125 mg/mL), Alternaria sp. (0,250 mg/mL), Byssochlamys spectabilis (0,5 mg/mL). 10 composés purs (0,3 à 40 mg) ont été isolés à partir des extraits bruts d’acétate d’éthyle de Curvularia papendorfii. Le nouveau composé pur (AFB) 3,7,11,15-Tetrahydroxy-18-hydroxymethyl-14,16,20,22,24-pentamethyl-hexacosa-4E,8E,12E,16,18-pentaenoic acid (acide Khartomique) a montré une activité antibactérienne modérée contre S. aureus avec une CIM de 62,5 µg/mL et une faible activité cytotoxique sur les cellules MCF7 avec une IC50 > 100 µM. Le composé pur AF1 a montré une activité cytotoxique modérée sur les cellules HT29 avec une IC50 de 29,78 µM et une très faible activité antibactérienne contre S. aureus. Ces deux composés ne présentent pas d’activité antioxydante. / This study investigated, for the first time, the endophytic fungi flora of five Sudanese medicinal plants: Calotropis procera (Ait.), Catharanthus roseus (L.), Euphorbia prostrata (Ait.), Trigonella foenum-graecum (L.) and Vernonia amygdalina (Del.). A total of 23 endophytic fungal strains were isolated from the plants after surface disinfection and different biological tests were performed. Total phenolic content (TPC) and total antioxidant activity of ethyl acetate crude extracts of 21 endophytes and their host plants were estimated using respectively the Folin-Ciocalteu colorimetric method and 1,1,-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging in vitro method. General evaluation of the cytotoxicity of 16 selected endophytes and their host plants was performed by the MTT assay using cancer cells type: Human breast carcinoma (MCF7) and Colon adenocarcinoma (HT29 and HCT116). Preliminary antibacterial screening was done for the 16 endophytes. These extracts were also tested against two representative bacterial strains, Escherichia coli and methicillin-resistant Staphylococcus aureus, by broth dilution tests. The endophyte, Aspergillus terreus 1 from T. foenum-graecum seeds had the highest TPC in term of Gallic Acid Equivalent (89.9 ± 7.1 mg GAE/g) and antioxidant activity (IC50: 18±0.1µg/mL). Byssochlamys spectabilis showed strong cytotoxicity (1.51 ± 0.2 µg/mL) followed by Cladosporium cladosporioides 2 (10.5 ± 1.5 µg/mL), then Alternaria sp. (13.5 ± 1.8 µg/mL). Only six strains showed activity against methicillin-resistant S. aureus with MIC values ranging between 0.125-2 mg/mL, Alternaria alternata (0.125 mg/mL) Alternaria sp. (0.250 mg/mL) and Byssochlamys spectabilis values (0.5 mg/mL). Ten pure compounds (0.3 to 40 mg) were isolated from ethyl acetate crude extract of Curvularia papendorfii .The new pure compound (AFB) 3,7,11,15-Tetrahydroxy-18-hydroxymethyl-14,16,20,22,24-pentamethyl-hexacosa-4E,8E,12E,16,18-pentaenoic acid (Khartoumic acid) revealed moderate antibacterial activity against S. aureus with MIC value 62.5 µg/mL and weak cytotoxicity with a IC50 > 100 µM against MCF7 cells. The pure compound AF1 showed moderate cytotoxic activity with IC50 value of 29.78 µM against HT29 and weak antibacterial activity with MIC 250 µg/mL against S. aureus. Both compounds displayed no antioxidant activity.

Les essences Julbernardia bifoliolata (Cesalpiniaceae), Desbordesia glaucescens (Irvingiaceae) et Scyphocephalium ochocoa (Myristicaceae) de diamètres exploitables sont abondantes dans les peuplements résiduels et abandonnés à cause de la présence de caries. L’étude des champignons de carie du bois est utile compte tenu de leurs rôles dans la dégradation des composés des parois des cellules vivantes du bois et de la matière organique. L’objectif de cette thèse était d’utiliser les techniques moléculaires pour identifier et étudier les champignons associés aux caries des arbres vivants et du bois mort chez ces trois essences forestières. L’identification des champignons polypores associés à la carie des arbres, aux coursons de bois (bois mort), l’évaluation de leurs capacités à dégrader le bois, ainsi que la comparaison de la diversité fongique endophytique des arbres cariés ont été réalisées dans les concessions forestières appartenant à trois sociétés forestières dans la province de l’Ogooué-Lolo au Gabon. Le nombre de polypores responsables des caries n’était pas exhaustif. Les séquences d’ADN correspondant aux espèces de champignons polypores appartenant aux ordres des Hymenochaetales et Polyporales ont été associées aux polypores responsables de la carie des arbres sur pied. Ceux identifiés à l’espèce étaient représentés par Amauroderma subresinosum, Fomitiporia nobilissima, Fuscoporia gilva, Hymenochaete murina, Phellinus noxius, Rigidoporus ulmarius et Tinctoporellus epimiltinus. Les espèces Perenniporia sp. et Inonotus sp., ont été identifiées au niveau du genre. Ces champignons ont été pour la plupart déjà identifiés au Gabon, mais sont nouvellement identifiés chez les essences de notre étude. Les espèces Hymenochaete murina et une nouvelle espèce d’Inonotus sp., font l’objet d’une première mention au Gabon. Par contre, vingt-huit (28) OTUs ont été obtenues sur le bois mort en utilisant les amorces spécifiques aux Basidiomycètes (ITS1F – ITS4B) à partir des basidiomes. Les polypores obtenus sur les coursons de bois étaient répartis au sein de treize (13) familles, appartenant aux ordres des Corticiales, Hymenochaetales, Polyporales, Russulales et Trechisporales. Quatorze sont de nouvelles espèces rapportées et les genres sont connus pour 9 d’entre elles. Parmi les 28 espèces, seules 4 sont connues au Gabon. La diversité en champignons sur les coursons de bois était plus élevée sur les essences de Béli suivi du Sorro et sur les coursons du site de la SEEF suivi de SBL. Les polypores A. subresinosum et F. gilva étaient communs aux arbres debout et aux coursons de bois des trois essences. Le champignon de carie brune P. noxius suivi de A. subresinosum champignon de carie blanche (tous deux de croissance mycélienne rapide) étaient les plus aptes à dégrader le bois tandis que le Sorro (S. ochocoa) était plus résistant face aux champignons lignivores. Les données obtenues avec l’utilisation des carottes de bois couplées à l’utilisation d’amorces universelles pour les champignons (ITS1F–ITS4) lors de l’amplification en chaine par polymérase (PCR), ont montré l’existence d’une diversité relativement élevée en champignons endophytes dans l’aubier sain des arbres cariés et correspondants à 62 Unités Taxonomiques Opérationnelles (OTUs). Les genres Penicillium et Pestalotiopsis étaient les plus abondants et communs aux trois essences. Le Sorro contenait la plus grande diversité en champignons endophytes, tandis que le site de CEB avait la plus grande diversité. Nos recherches ont montré les différentes communautés fongiques associées aux caries des arbres et du bois mort de ces essences forestières dans les forêts du Sud-est du Gabon ainsi que la capacité des champignons lignivores à dégrader le bois. / The tree species Julbernardia bifoliolata (Cesalpiniaceae), Desbordesia glaucescens (Irvingiaceae) and Scyphocephalium ochocoa (Myristicaceae) with logging diameters are abundant in residual and abandoned stands because of presence of wood rot. The study of wood decay fungi is useful because of their roles in living wood cells and organic matter decomposition. The aim of this thesis was to use molecular techniques to identify and study fungi associated with decay of living trees and dead wood in these three forest species. Identification of polypore fungi associated with tree decay, logs, assessment of wood degradation capacities, and comparison of endophytic fungal diversity were carried out in forest concessions belonging to three forestry companies of Ogooué-Lolo province in Gabon. Polypores fungi responsible of wood decay were not exhaustive. DNA sequences corresponding to polypore fungal species belonging to Hymenochaetales and Polyporales orders were associated to polypores responsible for decay of trees. Those identified at species level were represented by Amauroderma subresinosum, Fomitiporia nobilissima, Fuscoporia gilva, Hymenochaete murina, Phellinus noxius, Rigidoporus ulmarius and Tinctoporellus epimiltinus. Perenniporia sp. and Inonotus sp. have been identified at the genus level. Most of these fungi have already been identified in Gabon but are newly identified in the tree species of our study. The species Hymenochaete murina and a new species of Inonotus sp. are first mentioned in Gabon. On the other hand, twenty-eight (28) OTUs were obtained from dead wood using primers specific to Basidiomycetes (ITS1F - ITS4B) from basidiocarps. The polypores obtained from logs were distributed within thirteen (13) families, belonging to the orders of Corticiales, Hymenochaetales, Polyporales, Russulales and Trechisporales. Fourteen are new species reported and 9 of them are known at the genus level. Among the 28 species, only 4 are known in Gabon. The diversity of fungi on logs was higher on Béli species followed by Sorro and on logs from the SEEF site followed by SBL. The polypores A. subresinosum and Fuscoporia gilvawere common in standing trees and tree species logs. The brown rot fungus Phellinus noxius followed by the white rot fungus Amauroderma subresinosum (both of rapid mycelial growth) were the most agressive to degrade wood while Sorro (S. ochocoa) was more resistant to wood decay fungi. Data obtained from wood cores coupled with the use of fungal universal primers (ITS1F-ITS4) during polymerase chain reaction (PCR) showed a relatively high diversity in endophytic fungi in the healthy sapwood of decayed trees and matched to 62 Operational Taxonomic Units (OTUs). The genera Penicillium and Pestalotiopsis were the most abundant and common to the three species. Sorro exhibited the greatest diversity in endophytic fungi, while the CEB site had the greatest diversity. Research has shown the different fungal communities associated with tree and wood decay of these species in the forests of south-eastern Gabon as well as the ability of wood decay fungi to degrade the wood.

En raison de la nature symbiotique des micro-organismes endophytes, cette étude visait à étudier l'activité antibactérienne, antifongique et cytotoxique chez les métabolites secondaires des extraits endophytes foliaires de plantes de l'Amazonie brésilienne et du Cerrado. Dans ce travail de thèse 147 micro-organismes cultivables ont été isolés (130 champignons, 3 bactéries e 14 champignons non-identifiés ou inconnus) à partir de 28 plantes (4 espèces collectées au Brésil et 24 en Guyane Française). Tous les micro-organismes furent identifiés par analyse moléculaire des régions spécifiques de l'ADNr en utilisant des techniques de séquençage génomique. Des champignons endophytes de l’ordre des Xylariales furent ceux de plus importante fréquence d’isolation dans cette étude, représentés par 25 isolats. Des extraits bruts à l’AcOEt furent produits à partir de cultures de chaque micro-organisme isolé. Une proportion relative signifiante (23,1%) des extraits démontra une activité sur Candida albicans ATCC 10213, pendant que 4% furent actifs sur Staphylococcus aureus ATCC 29213. Le potentiel cytotoxique des extraits fut évalué pour des lignées cellulaires humaines KB (carcinome cervical utérin), MDA-MB-435 (mélanome), et MRC-5 (fibroblastes de poumon normal), résultant en proportion signifiante avec activité d’inhibition de la prolifération cellulaire (24,4%, 23,1% e 16,3%, respectivement).Dix-huit métabolites secondaires furent isolés et identifiés à partir du fractionnement des extraits bruts de huit endophytes. Dix-sept de ces substances furent déjà décrites précédemment dans la littérature: l’acide piliformique (24) et la griséofulvine (25) isolés à partir de Xylaria cubensis SNB-GCI02; La phomopirone (26), la pyrenocine (27), l’alterpérilenol (28) et la novae-zelandine (29), isolés de Lewia infectoria SNB-GTC2402; 5-métilmelleina (31) et la dihidrosporothrioride (32) isolées à partir de Xylaria sp. SNB-GTC2501; La mycoleptodiscine (34) et la mycoleptodiscine B (35) isolées à partir de Mycoleptodiscus sp. SNB-GTC2304; le mycoepoxidiène (36) et la altiloxina A (37) isolés à partir de Diaporthe pseudomangiferae SNB-GSS10; L’acremonisol (40), le semicochliodinol (41) et le cochliodinol (42) isolés à partir de Chaetomium globosum SNB-GTC2114; la colletofragarone A2 (43) isolée à partir de Colletotrichum sp. SNB-GTC0201; la flavoglaucine (44) isolée à partir de Eurotium rubrum BBS01. Parmi ces substances, la flavoglaucine (44) isolée à partir de E. rubrum BBS01 démontra une activité comparable au contrôle fluconazol en C. albicans (CIM de 4 µg.mL-1). La substance (44) présenta IC50 >10 µM sur cellules normales MRC-5, ce qui en fait un candidat pour des études ultérieures. Dans ce travail, fut identifié pour la première fois l’activité de la colletofragarone A2 (43) isolée à partir de Colletotrichum sp. SNB-GTC0201. La substance inédite nommée pyrrocidine C (30) fut isolée à partir de L. infectoria SNB-GTC2402 et identifiée par des analyses spectroscopiques (Casella et al., 2013). La pyrrocidine C (30) fut active en S. aureus ATCC 10213 (CIM de 2 µg.mL-1) et ne fut pas considérées cytotoxique pour les cellules normales MRC-5 (IC50 >10 µM), démontrant une sélectivité dans l’action antimicrobienne. Ces résultats démontrent la grande diversité des endophytes fongiques chez les plantes de l'Amazonie brésilienne et du Cerrado et la grande chimiodiversité associée aux métabolites secondaires de ces micro-organismes. Des champignons endophytes tropicaux, comme ceux présentés dans cette étude, peuvent apparaître comme une nouvelle source de substances antimicrobiennes et cytotoxiques. / Because of the symbiotic nature of endophytes, this survey aims to investigate the probality of discovering antibacterial, antifungal and cytotoxic activities in secondary metabolites of leaf endophytes isolated from plants of Amazon and Cerrado biomes. In this study, 147 cultivable microorganisms were isolated (130 fungi, 3 bacteria and 14 unidentified or unknown microbes) from 28 plant species (4 species collected in Brazil and 24 in French Guyana). All endophytes were identified by molecular analyses of specific rDNA regions, with genomic sequencing techniques. Fungal endophytes belonging to Xylariales order were the most frequently isolated in this study, represented by 25 isolates. Crude AcOEt extracts were produced from cultures of each isolated endophyte. A significant relative proportion (23,1%) of extracts showed activity in Candida albicans ATCC 10213, while 4% were active in Staphylococcus aureus ATCC 29213. The cytotoxic potencial of the extracts was evaluated for human cell lines KB (uterin cervical carcinome), MDA-MB-435 (melanoma) and MRC-5 (normal lung fibroblasts), and a significant proportion of them showed cellular proliferation inhibition (24,4%, 23,1% e 16,3%, respectively).Eighteen secondary metabolites were isolated by the fractionation of eight endophytic extracts. Seventeen of these substances had already been previously described in the literature: piliformic acid (24) and griseofulvin (25) isolated from Xylaria cubensis SNB-GCI02; phomopiron A (26), pyrenocin A (27), alterperilenol (28) and novae-zelandin A (29) isolated from Lewia infectoria SNB-GTC2402; 5-metilmellein (31) and dihidrosporothriorid (32) isolated from Xylaria sp. SNB-GTC2501; mycoleptodiscin A (34) and mycoleptodiscin B (35) isolated from Mycoleptodiscus sp. SNB-GTC2304; mycoepoxidien (36) and altiloxin A (37) isolated from Diaporthe pseudomangiferae SNB-GSS10; acremonisol A (40), semicochliodinol A (41) and cochliodinol (42) isolated from Chaetomium globosum SNB-GTC2114; colletofragaron A2 (43) isolated from Colletotrichum sp. SNB-GTC0201; flavoglaucin (44) isolated from Eurotium rubrum BBS01. Among these substances, flavoglaucin (44), isolated from E. rubrum BBS01, showed comparable antifungal activity with the positive control fluconazol in C. albicans (MIC of 4 µg.mL-1). Flavoglaucin (44) also showed IC50 >10 µM in normal MRC-5 cells, becoming a good candidate for further studies. In this work, the cytotoxic activity of colletofragaron A2 (43), isolated from Colletotrichum sp. SNB-GTC0201 was described for the first time. The unpublished substance named pyrrocidin C (30) isolated from L. infectoria SNB-GTC2402 was identified by spectroscopic analyses (Casella et al., 2013). The pyrrocidin C (30) was active in S. aureus ATCC 10213 (MIC of 2 µg.mL-1), and was not considered cytotoxic for normal MRC-5 cells (IC50 >10 µM), showing selectivity in antimicrobial activity. These results demonstrate the great endophytic fungal diversity in plants of Amazon and Cerrado biomes, along with the chemodiversity associated to the secondary metabolites of these endophytes. Tropical fungal endophytes, like those seen in this work, may emerge as a new source of antimicrobial and cytotoxic substances. / Devido à natureza simbiótica dos micro-organismos endofíticos, este estudo teve como objetivo investigar a atividade antibacteriana, antifúngica e citotóxica em metabólitos secundários de extratos de fungos endofíticos foliares de plantas do bioma Amazônia e Cerrado. Neste trabalho de tese foram isolados 147 micro-organismos cultiváveis (130 fungos, 3 bactérias e 14 fungos não-identificados ou desconhecidos) a partir de 28 plantas (4 espécies coletadas no Brasil e 24 na Guiana Francesa). Todos os micro-organismos foram identificados por análise molecular de regiões específicas de DNAr, com uso de técnicas de sequenciamento genômico. Fungos endofíticos da ordem Xylariales foram os de maior frequência de isolamento neste estudo, representados por 25 isolados. Extratos brutos em AcOEt foram produzidos a partir de culturas de cada micro-organismo isolado. Uma proporção relativa significante (23,1%) dos extratos demonstrou atividade em Candida albicans ATCC 10213, enquanto 4% foram ativos em Staphylococcus aureus ATCC 29213. O potencial citotóxico dos extratos foi avaliado para as linhagens celulares humanas KB (carcinoma cervical uterino), MDA-MB-435 (melanoma), e MRC-5 (fibroblastos de pulmão normal), resultando em proporção significante com atividade de inibição da proliferação celular (24,4%, 23,1% e 16,3%, respectivamente). Dezoito metabólitos secundários foram isolados a partir do fracionamento de oito extratos brutos endofíticos. Dezessete destas substâncias já tinham sido descritas anteriormente na literatura: ácido pilifórmico (24) e griseofulvina (25) isoladas de Xylaria cubensis SNB-GCI02; phomopirona A (26), pyrenocina A (27), alterperilenol (28) e novae-zelandina A (29) isoladas de Lewia infectoria SNB-GTC2402; 5-metilmelleina (31) e Dihidrosporothriolida (32) isoladas de Xylaria sp. SNB-GTC2501; mycoleptodiscina A (34) e mycoleptodiscina B (35) isoladas de Mycoleptodiscus sp. SNB-GTC2304; mycoepoxidieno (36) e altiloxina A (37) isoladas de Diaporthe pseudomangiferae SNB-GSS10; acremonisol A (40), semicochliodinol A (41) e cochliodinol (42) isoladas de Chaetomium globosum SNB-GTC2114; colletofragarona A2 (43) isolada de Colletotrichum sp. SNB-GTC0201; flavoglaucina (44) isolada de Eurotium rubrum BBS01. Dentre estas substâncias, a flavoglaucina (44) isolada de E. rubrum BBS01, demonstrou atividade comparável ao controle fluconazol em C. albicans (CIM de 4 µg.mL-1). Esta substância (44) apresentou IC50 >10 µM em células normais MRC-5, tornando-se candidata para estudos posteriores. Neste trabalho foi identificado pela primeira vez a atividade citotóxica da colletofragarona A2 (43), isolada de Colletotrichum sp. SNB-GTC0201. A substância inédita nomeada pyrrocidina C (30) foi isolada a partir de L. infectoria SNB-GTC2402 e identificada através de análises espectroscópicas (Casella et al., 2013). A pyrrocidina C (30) foi ativa em S. aureus ATCC 10213 (CIM de 2 µg.mL-1), e não foi considerada citotóxica para as células normais MRC-5 (IC50 >10 µM), demonstrando seletividade na ação antimicrobiana. Estes resultados demonstram a grande diversidade fúngica endofítica em plantas do bioma Amazônia e Cerrado, e a quimiodiversidade associada aos metabólitos secundários destes micro-organismos. Fungos endofíticos tropicais, como os vistos neste trabalho, podem emergir como uma nova fonte de substâncias antimicrobianas e citotóxicas.

réalisé en cotutelle avec la Faculté des Sciences de Tunis, Université Tunis El Manar. / Le pois chiche (Cicer arietinum L.) a l’avantage de pouvoir assimiler l'azote atmosphérique grâce à son association symbiotique avec des bactéries du genre Mesorhizobium. Malgré cet effet bénéfique sur les systèmes culturaux, le pois chiche réduit parfois la productivité du blé qui la suit. Cet effet négatif du pois chiche pourrait provenir d’une réaction allélopathique à ses exsudats racinaires ou résidus, ou de changements inopportuns dans la communauté microbienne du sol induits par la plante. L'amélioration des interactions symbiotiques du pois chiche pourrait améliorer la performance économique et environnementale des systèmes culturaux basés sur le blé. L’objectif à long terme de ce travail est d'améliorer l’influence du pois chiches sur son environnement biologique et sur la productivité du système cultural. À court terme, nous voulons 1) vérifier l'effet des champignons endophytes sur la performance de cultivars de pois chiche de type desi et kabuli, particulièrement en conditions de stress hydrique, ainsi que sur celle d’une culture subséquente de blé dur, 2) identifier des cultivars de pois chiche capables d’améliorer la qualité biologique de sols cultivés, 3) vérifier que des composés biologiquement actifs sont présents dans les racines des différents cultivars de pois chiches et 4) définir la nature de l’activité (stimulation ou inhibition) des ces composés sur les champignons endomycorhiziens à arbuscules (CMA), qui sont des microorganismes bénéfiques du sol reconnus. L’inoculation du pois chiche avec des champignons endophytes indigènes en serre a augmenté la tolérance à la sécheresse du cultivar de type kabuli à feuille simple CDC Xena et amélioré la nutrition azotée et phosphatée d’un cultivar de type desi, cv. CDC Nika, cultivé en conditions de stress hydrique. La germination des graines de blé dur fut meilleure lorsque celles-ci étaient semées dans les débris de pois chiche inoculé de type kabuli. Le sol dans lequel le génotype de pois chiche à feuille simple CDC Xena fut cultivé mais duquel tout le matériel végétal de pois chiche fut retiré a fortement inhibé la germination des semences de blé dur, ce qui suggère un effet des exsudats racinaires sur la communauté microbienne du sol associée à cette variété de pois chiche. En champ, les cultivars de pois chiche ont influencé différemment la composition des communautés de champignons de la rhizosphère. Les espèces de champignons pathogènes étaient infréquentes et les espèces saprotrophiques et de CMA étaient fréquentes dans la zone des racines du cultivar de type desi CDC Anna. L’effet des composés contenus dans les fractions séparées par HPLC et solubles en solution de méthanol à 25% et 50% de l’extrait racinaire de ce cultivar sur la germination de spores de CMA a été testé in vitro. Les deux espèces de CMA utilisées ont répondu différemment à l’exposition aux composés testés, révélant un mécanisme impliqué dans l’association préférentielle entre les plantes hôtes et les CMA qui leurs sont associés. Nous concluons que le génotype de pois chiche influence la composition de la communauté microbienne qui lui est associée et que cette influence est reliée au moins en partie aux molécules bioactives produites par les racines de la plante. D’autre part, la productivité du pois chiche et de la culture subséquente pourrait être favorisée par la manipulation de leurs champignons endophytes par inoculation. / Chickpea (Cicer arietinum L.) has the ability to bring free N into cropping systems, but is only a fair rotation crop, leading to lower yield in following wheat crops, as compared to medic, vetch or lentil. The negative effects of a chickpea plant on the following wheat crops could come from chickpea root exudates, their residues or their influence on the soil microbial community. The identification of chickpea cultivars best able to promote soil biological quality and the growth of a subsequent crop in rotation will help farmers in selecting better crop rotations and, thus, will improve crop management in soil zone growing chickpea. The global objective of this research is to improve the fitness of chickpea crops to their biological environment and to improve the ability of the plant to enhance soil biological quality. The specific objectives were (1) to verify that the productivity of chickpea and subsequent crops could be promoted through the inoculation by some indigenous endophytic fungi particularly under drought stress conditions (2) to verify the existence of variation in the rhizospheric associations of field-grown chickpea, as it is a necessary condition for the selection of genotypes with improved compatibility with beneficial microorganisms. (3) to identify the biologically active compounds present in the root extracts of chickpea cultivars with contrasting phenotypes, and assess their effect on beneficial and pathogenic soil microorganisms. The greenhouse experiments show that inoculation with indigenous endophytes increased drought tolerance of the unifoliate Kabuli chickpea CDC Xena and the N and P nutrition of the drought stressed Desi chickpea CDC Nika. Inoculation of both Kabuli chickpea varieties with indigenous endophytes improved wheat seeds germination in tissues amended soil. Residue-free soil previously growing the unifoliate Kabuli chickpea CDC Xena strongly inhibited durum seed germination suggesting an effect of root exudates on the soil microbial community, with this Kabuli chickpea variety. In a field experiment, the fungal diversity in cultivated Prairie dryland appeared to host a large array of fungal groups known to reduced plant nutrient, water and biotic stresses, and chickpea genotypes influenced differently the composition and biomass of the soil microbial community. The Desi chickpea CDC Anna was associated with high diversity of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and culturable fungi, favored the proliferation of soil bacteria and fungal genus hosting biocontrol agents, and developed high AM root colonization level, as compared to the three Kabuli genotypes examined. The HPLC fractions of the roots of chickpea cultivar CDC Anna were recovered and the effects of these fractions on AM fungal spore germination were assayed in multi-well plates. Root extract fractions affect in a different ways the percentage of spores’ germination of Glomus etunicatum and Gigaspora Rosea. We concluded that the genotype of chickpea plants influences the composition of the associated microbial community, and this influence may be related to molecular signals produced by the plants. Furthermore, the productivity of chickpea and subsequent crops could be promoted through the inoculation with indigenous endophytic fungi.

Le pois chiche (Cicer arietinum L.) a l’avantage de pouvoir assimiler l'azote atmosphérique grâce à son association symbiotique avec des bactéries du genre Mesorhizobium. Malgré cet effet bénéfique sur les systèmes culturaux, le pois chiche réduit parfois la productivité du blé qui la suit. Cet effet négatif du pois chiche pourrait provenir d’une réaction allélopathique à ses exsudats racinaires ou résidus, ou de changements inopportuns dans la communauté microbienne du sol induits par la plante. L'amélioration des interactions symbiotiques du pois chiche pourrait améliorer la performance économique et environnementale des systèmes culturaux basés sur le blé. L’objectif à long terme de ce travail est d'améliorer l’influence du pois chiches sur son environnement biologique et sur la productivité du système cultural. À court terme, nous voulons 1) vérifier l'effet des champignons endophytes sur la performance de cultivars de pois chiche de type desi et kabuli, particulièrement en conditions de stress hydrique, ainsi que sur celle d’une culture subséquente de blé dur, 2) identifier des cultivars de pois chiche capables d’améliorer la qualité biologique de sols cultivés, 3) vérifier que des composés biologiquement actifs sont présents dans les racines des différents cultivars de pois chiches et 4) définir la nature de l’activité (stimulation ou inhibition) des ces composés sur les champignons endomycorhiziens à arbuscules (CMA), qui sont des microorganismes bénéfiques du sol reconnus. L’inoculation du pois chiche avec des champignons endophytes indigènes en serre a augmenté la tolérance à la sécheresse du cultivar de type kabuli à feuille simple CDC Xena et amélioré la nutrition azotée et phosphatée d’un cultivar de type desi, cv. CDC Nika, cultivé en conditions de stress hydrique. La germination des graines de blé dur fut meilleure lorsque celles-ci étaient semées dans les débris de pois chiche inoculé de type kabuli. Le sol dans lequel le génotype de pois chiche à feuille simple CDC Xena fut cultivé mais duquel tout le matériel végétal de pois chiche fut retiré a fortement inhibé la germination des semences de blé dur, ce qui suggère un effet des exsudats racinaires sur la communauté microbienne du sol associée à cette variété de pois chiche. En champ, les cultivars de pois chiche ont influencé différemment la composition des communautés de champignons de la rhizosphère. Les espèces de champignons pathogènes étaient infréquentes et les espèces saprotrophiques et de CMA étaient fréquentes dans la zone des racines du cultivar de type desi CDC Anna. L’effet des composés contenus dans les fractions séparées par HPLC et solubles en solution de méthanol à 25% et 50% de l’extrait racinaire de ce cultivar sur la germination de spores de CMA a été testé in vitro. Les deux espèces de CMA utilisées ont répondu différemment à l’exposition aux composés testés, révélant un mécanisme impliqué dans l’association préférentielle entre les plantes hôtes et les CMA qui leurs sont associés. Nous concluons que le génotype de pois chiche influence la composition de la communauté microbienne qui lui est associée et que cette influence est reliée au moins en partie aux molécules bioactives produites par les racines de la plante. D’autre part, la productivité du pois chiche et de la culture subséquente pourrait être favorisée par la manipulation de leurs champignons endophytes par inoculation. / Chickpea (Cicer arietinum L.) has the ability to bring free N into cropping systems, but is only a fair rotation crop, leading to lower yield in following wheat crops, as compared to medic, vetch or lentil. The negative effects of a chickpea plant on the following wheat crops could come from chickpea root exudates, their residues or their influence on the soil microbial community. The identification of chickpea cultivars best able to promote soil biological quality and the growth of a subsequent crop in rotation will help farmers in selecting better crop rotations and, thus, will improve crop management in soil zone growing chickpea. The global objective of this research is to improve the fitness of chickpea crops to their biological environment and to improve the ability of the plant to enhance soil biological quality. The specific objectives were (1) to verify that the productivity of chickpea and subsequent crops could be promoted through the inoculation by some indigenous endophytic fungi particularly under drought stress conditions (2) to verify the existence of variation in the rhizospheric associations of field-grown chickpea, as it is a necessary condition for the selection of genotypes with improved compatibility with beneficial microorganisms. (3) to identify the biologically active compounds present in the root extracts of chickpea cultivars with contrasting phenotypes, and assess their effect on beneficial and pathogenic soil microorganisms. The greenhouse experiments show that inoculation with indigenous endophytes increased drought tolerance of the unifoliate Kabuli chickpea CDC Xena and the N and P nutrition of the drought stressed Desi chickpea CDC Nika. Inoculation of both Kabuli chickpea varieties with indigenous endophytes improved wheat seeds germination in tissues amended soil. Residue-free soil previously growing the unifoliate Kabuli chickpea CDC Xena strongly inhibited durum seed germination suggesting an effect of root exudates on the soil microbial community, with this Kabuli chickpea variety. In a field experiment, the fungal diversity in cultivated Prairie dryland appeared to host a large array of fungal groups known to reduced plant nutrient, water and biotic stresses, and chickpea genotypes influenced differently the composition and biomass of the soil microbial community. The Desi chickpea CDC Anna was associated with high diversity of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and culturable fungi, favored the proliferation of soil bacteria and fungal genus hosting biocontrol agents, and developed high AM root colonization level, as compared to the three Kabuli genotypes examined. The HPLC fractions of the roots of chickpea cultivar CDC Anna were recovered and the effects of these fractions on AM fungal spore germination were assayed in multi-well plates. Root extract fractions affect in a different ways the percentage of spores’ germination of Glomus etunicatum and Gigaspora Rosea. We concluded that the genotype of chickpea plants influences the composition of the associated microbial community, and this influence may be related to molecular signals produced by the plants. Furthermore, the productivity of chickpea and subsequent crops could be promoted through the inoculation with indigenous endophytic fungi. / réalisé en cotutelle avec la Faculté des Sciences de Tunis, Université Tunis El Manar.