Les micro-organismes entomopathogènes sont les ennemis naturels des insectes. Ils infectent leurs hôtes en pénétrant dans leurs corps et/ou en excrétant des composés insecticides. En parallèle, il a été démontré que la plupart des insectes hébergent de multiples micro-organismes symbiotiques qui jouent un rôle dans la nutrition et la défense de leurs hôtes. En conséquence, au cours du processus de colonisation, les micro-organismes entomopathogènes interfèrent avec ces micro-organismes bénéfiques. Ainsi, les interactions entre les insectes et les micro-organismes pathogènes peuvent induire la production d'insecticides et/ou de métabolites antimicrobiens. A partir d'insectes vivants infectés par des champignons entomopathogènes nous avons isolé 57 micro-organismes. Les extraits à l'acétate d'éthyle de ces micro-organismes ont été évalués pour leurs activités antimicrobiennes et insecticides sur quatre micro-organismes pathogènes pour l'Homme et sur les larves du moustique Aedes aegypti. Le criblage biologique a mis en évidence l'activité de plusieurs souches dont 6 ont été sélectionnées pour une étude chimique plus approfondie : deux champignons du genre Mucor, Isaria farinosa, Pestalotiopsis theae et les bactéries des genres Pantoea et Asaia. L'étude de ces extraits a permis l'isolement de 41 composés dont 10 sont nouveaux, parmis lesquels on retrouve des dérivés tétrahydrofuraniques, des dérivés d'acides tétramiques ou encore une macrolactone au squelette original. Des activités insecticides mais aussi antimicrobiennes ont été trouvées pour ces composés. La capacité métabolique de deux souches a également été explorée par une approche OSMAC couplée à des analyses métabolomiques par UHPLC-HRMS2. Si la recherche de composés insecticides et antimicrobiens représente un défi mondial pour la santé publique face au phénomène croissant de résistance aux antibiotiques et de toxicité des insecticides, ce travail montre que l'étude des interactions spécifiques entre les micro-organismes entomopathogènes et leurs insectes cibles peut conduire à la découverte de nouveaux composés prometteurs, d'intérêt pharmaceutique. / Entomopathogenic microorganisms are natural enemies of insects. They infect their hosts by penetrating the body and producing insecticidal compounds. However, it has also been shown that most insects host multiple symbiotic microbes which perform many important functions like nutrition and defense. During the process of colonization, entomopathogenic microorganisms interact with these beneficial microbial species. Thus, we expect that interactions between insects and insect pathogenic microorganisms should trigger the production of insecticides and/or antimicrobial metabolites.In this project, 57 microorganisms were isolated from the cuticles of live, entomopathogen infected insects . Ethyl acetate extracts of each strain were evaluated for their antimicrobial and insecticidal activities on four human pathogenic microorganisms and Aedes agypti mosquito larvae. The screening highlighted several bioactive strains, and 6 were selected for further chemical investigations. Among the selected ones were two fungal strains of the Mucor genus, Pestalotiopsis theae and Isaria farinosa and bacterial strains of the Pantoea sp. and an Asaia sp genera. The chemical study allowed us to isolate 41 compounds, of which 10 were new: tetrahydrofuran and tetramic acids derivatives, or a macrolactone with an original skeleton among others. Some of those presented insecticidal and antimicrobial activities. The biosynthetic potential of two strains was also investigated by an OSMAC approach coupled to metabolomics analyses by UHPLC-HRMS2. The search for insecticidal and antimicrobial molecules represents a global challenge for public health, to face the increasing phenomenon of antibiotic resistance but also insecticide toxicity. This work demonstrated that studying specific interactions between entomopathogenic microorganisms and their target insects may lead to the discovery of new promising compounds of pharmaceutical interest.

Les Nématodes Entomopathogènes (NEP) de la famille des Steinernematidae et Heterorhabditidae sont des parasites pour les insectes. Ils hébergent dans leur intestin un symbiote bactérien (genres Xenorhabdus et Photorhabdus) essentiel au succès parasitaire. Les NEP sont présents dans les sols des cinq continents de la planète. Leur diversité génétique et leurs propriétés biologiques constituent une intéressante ressource biologique. Grâce à leur entomotoxicité, les NEP sont de bons outils de lutte biologique en agriculture et en culture ornementale un peu partout dans le monde. La diversité et la biogéographie des NEP dans les cinq continents de la Terre (à l'exception de l'Antarctique) ont été étudiées partout dans le monde mais le Liban est parmi les rares pays du moyen orient où aucune prospection de ces nématodes n'a été réalisée alors que des NEP en Turquie, Syrie, Jordanie, Palestine et Egypte ont déjà été trouvés et caractérisés. L'objet de la thèse est de procéder à une étude biogéographique dans le but de connaître la diversité des NEP au Liban. L'enjeu scientifique est donc de combler un « vide » dans la connaissance de la répartition et de la biodiversité mondiale des NEP. Pour cela, un échantillonnage à l'échelle des étages de végétation est mené au Liban. Des échantillons de sol sont ainsi prélevés, mis en contact avec des larves de Galleria mellonella pour isoler les nématodes entomopathogènes et leurs symbiotes. Les nématodes et leurs symbiotes sont par la suite identifiés morphologiquement et moléculairement. Par la suite, une approche à l'échelle de l'habitat fait l'objet de cette thèse également pour étudier les interactions biotiques et abiotiques influençant la présence des nématodes entomopathogènes dans le sol. Les enjeux technologiques, exposés au second volet de la thèse, sont liés aux propriétés biologiques des nématodes et de leurs symbiotes afin de valoriser leur entomotoxicité en lutte biologique. Dans ce cadre, la sensibilité des Cephalcia tannourinensis, ravageur des cédraies au Liban, par rapport aux nématodes entomopathogènes est exploitée in vitro ; différentes espèces de nématodes entomopathogènes sont testées pour suivre leur cycle à l'intérieur des Cephalcia. / Entomopathogenic nematodes (EPNs) are parasites of soil-dwelling insects that occur in natural and agricultural soils around the world. Thanks to their entomotoxicity, EPNs are good tools for biological control in agriculture almost everywhere in the world. They are ubiquitous, having been isolated from every inhabited continent (except Antartica) from a wide range of ecologically diverse soil habitats including cultivated fields, forests, grasslands, deserts, and even ocean beaches. Biogeographic assessments of EPNs in the Eastern Mediterranean basin have been conducted in several countries such as Turkey, Syria, Jordan, Israel, Palestine and Egypt. Lebanon is among the few countries of the Middle East for which no survey of EPNs has been done. The scientific stake is thus to fill a gap in our knowledge of EPNs distribution in the Mediterranean basin. Survey of EPNs was conducted in this framework to cover the different vegetation levels defined in Lebanon. Soil samples were removed placed in contact with Galleria mellonella to isolate entomopathogenic nematode and their symbiotic bacteria. EPNs and their bacteria were then identified morphologically and molecularly. On the other hand, despite the different national surveys conducted on EPNs distribution around the world, habitat preferences remain inadequately known for entomopathogenic nematodes. Therefore, a comprehensive understanding of their distribution and the various biotic and abiotic factors influencing their presence is also a second object of our work. Beside a technological approach related to the biological properties of the nematodes and their symbiotics: valorisation of the entomotoxicity in biological control will be part of the third shutter of the thesis. In this framework, the sensibility of cedar pests, Cephalcia tannourinensis against entomopathogenic nematodes is exploited in vitro; different EPNs species were tested to study their life cycle inside Cephalcia larvae.

Les organismes constituant des assemblages d’ennemis naturels des herbivores peuvent interagir de façon variable, influençant ainsi l’efficacité de la lutte biologique. En serriculture, la mouche blanche, Trialeurodes vaporariorum est effectivement contrôlée par une gamme d’ennemis naturels dont le prédateur zoophytophage, Dicyphus hesperus, le champignon entomopathogène Beauveria bassiana et le parasitoïde Encarsia formosa. Cette étude explore les interactions entre ces agents afin d’identifier celles qui sont efficaces. En laboratoire, la capacité discriminatoire du prédateur D. hesperus envers des proies saines, parasitées ou infectées a été étudiée. Le prédateur attaque tant les proies saines que les proies parasitées par E. formosa, mais rejette les proies présentant des symptômes d’infection avancée par B. bassiana. En serre expérimentale, l’impacte de B. bassiana sous sa formule commercialisée de BotaniGard® sur la lutte biologique a été évaluée pendant une saison de production de huit semaines. Une réduction la de prédation des mouches blanches par D. hesperus suggère que ce pathogène interfère avec le prédateur, ce qui pourrait être evité par l’aménagement de refuges dans l’espace et dans le temps pour le prédateur, lors de l’utilisation de B. bassiana. / In Canada, an increasing diversity of natural enemies, which includes generalist predators, is available in the control of greenhouse pests such as the greenhouse whitefly on tomato crops. Successful whitefly suppression is now achieved through the concurrent use of the specialist parasitoid Encarsia formosa, the native zoophytogphagous predatory bug Dicyphus hesperus and products such as biological insecticide BotaniGard®, an entomopathogenic formulation based on the conidia of fungus Beauveria bassiana strain GHA. In this study, experiments conducted in the laboratory and greenhouse evaluated the impact of interactions among these organisms on non-target organisms. In the laboratory, we identified an important decrease in predation of infected whitefly at late infection stages, but not of parasitized whitefly suggesting that D. hesperus may interfere with parasitoid biological control. In the greenhouse, reduced predation of B. bassiana infected whitefly by D. hesperus may be avoided by applying temporal or spatial separation between these two agents.

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