Le champignon filamenteux Podospora anserina constitue un système modèle pour l’étude de plusieurs processus biologiques, notamment le vieillissement. Une relation de causalité entre le fonctionnement de la chaine respiratoire et la longévité a été établie pour la première fois chez P. anserina et cette relation de causalité semble conservée. Le lien entre fonctionnement de la chaîne respiratoire et longévité pourrait se faire en partie par l’induction d’une régulation rétrograde en réponse à un dysfonctionnement mitochondrial. Les études des régulations rétrogrades mitochondriales et chloroplastiques montrent qu’en réponse à un dysfonctionnement de ces organites, il y a une reprogrammation de l’expression génique qui participe à la plasticité adaptative des espèces en réponse à l’environnement. Un gène cible d’une régulation rétrograde mitochondriale a été identifié chez P. anserina: le gène aox. L’oxydase alternative appartient à une voie respiratoire alternative en conditions de dysfonctionnement de la voie des cytochromes. Deux facteurs de transcription acteurs de cette régulation rétrograde mitochondriale ont été identifiés par une approche génétique. Ces protéines, RSE2 et RSE3, appartiennent à la famille des protéines Zn2Cys6 et sont les régulateurs majeurs du gène aox. Outre le gène aox, ces deux facteurs de transcription corégulent les deux enzymes de la néoglucogenèse FBP (Fructose-1,6-biphosphatase) et PCK (Phosphoénolpyruvate carboxykinase). Des allèles gain de fonction des gènes rse2 et rse3 ont été isolés et le crible pratiquement saturé. L’analyse de ces mutations ainsi que des approches de mutagenèse dirigée, ont permis de proposer l’existence de régions régulatrices dans les séquences protéiques RSE2 et RSE3. Une approche transcriptomique a permis d’identifier de nouvelles cibles de RSE2 et RSE3 activées lors d’un dysfonctionnement mitochondrial : le gène fhb (codant une flavohémoglobine) et le gène Pa_6_4030 (codant une α/β hydrolase). Une approche métabolomique a permis une meilleure compréhension de la reprogrammation métabolique en réponse à un dysfonctionnement de la chaîne respiratoire et du rôle de RSE2/RSE3 dans cette reprogrammation.RSE2 et RSE3 sont donc des acteurs d’une régulation rétrograde mitochondriale responsables de l’activation de voies respiratoires alternatives mais aussi d’une reprogrammation du métabolisme de P. anserina qui permettrait de maintenir une homéostasie cellulaire en condition de dysfonctionnement mitochondrial. / The filamentous fungus Podospora anserina is a model system for the study of many biological processes, including aging. A causal relationship between the respiratory chain efficiency and longevity has been established for the first time in P. anserina. This causal relationship seems to be conserved between species. The link between the respiratory chain efficiency and longevity could be in part explained by the induction of retrograde regulation in response to mitochondrial dysfunction. Studies of mitochondrial and chloroplast retrograde regulation show that in response to a dysfunction of these organelles, there is a reprogramming of gene expression involved in the adaptive plasticity of organisms in response to the environment.A target gene of mitochondrial retrograde regulation was identified in P. anserina: the aox gene. The alternative oxidase belongs to the respiratory alternative pathway induced when the mitochondrial electron transport chain is impaired. Two transcription factors involved in mitochondrial retrograde regulation were identified by a genetic approach. These proteins, RSE2 and RSE3 belong to the family of Zn2Cys6 proteins and are major regulators of aox. Besides the aox gene, these two transcription factors are responsible for the coregulation of two gluconeogenic enzymes: FBP (fructose-1,6-bisphosphatase) and PCK (phosphoenolpyruvate carboxykinase). By a genetic approach, several gain-of-function mutations were isolated in RSE2 and RSE3 and our screen was likely to be saturated. Analysis of these mutations, together with other mutagenesis approaches allowed us to propose the existence of regulatory regions in RSE2 and RSE3 sequences.Microarray transcriptional profiling was conducted on rse2 and rse3 gain of function mutants. This identified new targets of RSE2 and RSE3 activated during mitochondrial dysfunction: FHB (a gene encoding a flavohemoglobin) and Pa_6_4030 (a gene encoding an α / β hydrolase). A metabolomic approach was also used and it gave new insight to the metabolic reprogramming in response to a malfunction of the respiratory chain and the role of RSE2/RSE3 in this reprogramming.Thus we showed that RSE2 and RSE3 play a role in mitochondrial retrograde regulation that is responsible for the activation of the respiratory alternative pathway, and also for the activation of metabolic reprogramming of P. anserina that would maintain cellular homeostasis under conditions of mitochondrial dysfunction.

De nombreux champignons peuvent présenter des instabilités phénotypiques. Chez le champignon filamenteux modèle Podospora anserina, la dégénérescence cellulaire épigénétique Crippled Growth (CG) se caractérise par un ralentissement de la croissance, une pigmentation altérée, un défaut de production de fructifications et d’hyphes aériens. CG est dû à un élément C, infectieux et cytoplasmique, produit durant la phase stationnaire. Deux types de mutants ont été isolés au laboratoire : les mutants IDC, incapables de présenter CG, et les mutants PDC développant plus fréquemment CG. Les premiers ont été particulièrement étudiés et ont permis d’identifier plusieurs acteurs impliqués dans CG : la voie MAPK PaMpk1 et son auto-activation est au coeur du système, la voie MAPK PaMpk2, le complexe NADPH oxydase Nox1 et d’autres petites protéines participent aussi à la régulation de CG en activant la voie PaMpk1. Les travaux présentés ici caractérisent pour la première fois deux mutants PDC : les mutants PDC2205 et PDC2209. PDC2205 est affecté dans le gène PDC1 et code pour une protéine, PDC1, conservée chez les ascomycètes. Cette protéine module CG en inhibant la voie PaMpk1. L’étude du mutant PDC2209, quant à elle, a permis d’identifier un cluster très particulier nommé cluster 2209. Ce dernier code d’une part pour les constituants de la boucle d’activation de PaMpk1, et d’autre part pour des répresseurs de cette boucle. Ces deux types d’éléments, activateurs et répresseurs, semblent s’organiser en au moins deux systèmes toxine/antitoxine. Par ailleurs, ce cluster s’est conservé chez les Sordariales et les Chaetosphaeriales, même s’il présente une histoire évolutive très particulière, subissant de nombreux réarrangements. Ce cluster est donc très important mais sa fonction reste inconnue. / Many fungi display epigenetic instability. In Podospora anserina, the epigenetic cell degeneration “Crippled Growth” (CG) is characterized by slow growth, alteration of pigmentation and inability to differentiate fructifications and aerial hyphae. CG is due to a cytoplasmic and infectious element called C produced during stationary phase. Two types of CG mutants were isolated: IDC mutants impaired in the development of CG and PDC mutants promoting the development of CG. The former have been well studied and all mutants are affected in the MAPK1 pathway, the MAPK2 pathway, the Nox1 NADPH oxidase complex, or in small cysteine-containing proteins probably involved in signal transduction. Here, we present for the first time an analysis of two PDC mutants, the PDC2205 and the PDC2209 strains. PDC2205 is mutated in the PDC1 gene and encodes the PDC1 protein which is conserved in most Ascomycota. This protein regulates CG by inhibiting the PaMpk1 pathway. As for the mutant PDC2209, its analysis has allowed to identify the cluster 2209. This cluster encodes the component of the activation loop of the PaMpk1 and the repressors of the loop. These two types of elements, activators and repressors, seem to be organized in two toxin/antitoxin systems. Besides, this cluster is conserved in the Sordariales and the Chaetosphaeriales with a very specific evolutionary story. So, this cluster is very important, but its function is still unknown.

No description available.

Les mitochondries jouent un rôle majeur dans le métabolisme de l'ATP des cellules eucaryotes. Le maintien de l'ADN mitochondrial (ADNmt) est fondamental pour la production d'énergie chez les organismes aérobie stricte. De grandes délétions de ADNmt sont à l'origine d'anomalies mitochondriales entrainant des maladies chez l'homme. Plusieurs gènes nucléaires impliqués dans le métabolisme de l’ADNmt ont été identifiés et caractérisés chez l'homme. Cependant, l’ensemble des facteurs et leurs activités requis pour le maintien de l'ADNmt reste largement inconnu. L'identification de ces facteurs et la détermination de leurs activités dans des systèmes modèles simples peuvent contribuer à l’étude du maintien de l'ADNmt et à la compréhension des mécanismes induisant des délétions de l’ADNmt chez l'homme. Le champignon filamenteux Podospora anserina est un modèle d'étude du maintien de l’ADNmt. Chez P. anserina, l’accumulation de délétions région-spécifiques de l’ADNmt (Δmt) est corrélée à la présence de la mutation AS1-4 dans le gène nucléaire codant la protéine cytosolique ribosomale S15. L'altération de la protéine S15 pourrait modifier la traduction de transcrits codant des protéines impliquées dans le maintien de l'ADNmt et indirectement causer l'accumulation des Δmt. Par une approche globale (translatome), nous avons analysé l’ensemble des transcrits associés aux ribosomes AS1-4 en cours de traduction. A partir des données obtenues, deux gènes candidats, PaIML2 et PaYHM2 potentiellement impliqués dans le maintien de l'ADNmt, ont été identifiés et étudiés. L'analyse fonctionnelle a été principalement développée pour PaYHM2. La protéine PaYHM2 partage 68% d’identité avec la protéine mitochondriale bi-fonctionnelle Yhm2 de levure, impliquée dans le transport de métabolites dans la mitochondrie et possèdant un domaine de liaison à l'ADN. J'ai démontré que le gène PaYHM2 est essentiel pour P. anserina, un organisme aérobie stricte et que la protéine PaYHM2 est mitochondriale. Par mutagénèse, j'ai montré que c'est la fonction de transport qui est essentielle à la survie du champignon et non pas la putative capacité à se lier à l'ADN. Les résultats obtenus suggèrent également que PaYHM2 participe au métabolisme de l'acétyl-CoA chez P. anserina. / Mitochondria play main role as adenosine triphosphate (ATP)-energy factories of the eukaryotic cells. To ensure energy production, mitochondrial DNA (mtDNA) maintenance is essential for all obligate-aerobe eukaryotic organisms. Large-scale mtDNA deletions are major causes of mitochondrial dysfunction in human diseases. Several nuclear genes implicated in mtDNA metabolism were identified and characterized in human. Nuclear-encoded factors and their activities required for mtDNA maintenance are, however largely unknown. Identification of these factors and discovery of their activities in simple model systems can contribute to the comprehension of mtDNA maintenance and of the mechanisms leading to mtDNA deletions in human. The filamentous fungus Podospora anserina is a useful model system for studying mtDNA maintenance. An S15 cytosolic ribosomal protein mutant in P. anserina, named AS1-4 mutant, shows a positive correlation with the accumulation of specific large mtDNA deletion (Δmt) at the time of death. Alteration of S15 protein might modify translation of transcripts encoding proteins related to mtDNA maintenance and indirectly cause Δmt accumulation. Polysome profiling (called translatome), a global approach giving genome-wide informations about modified transcripts on translation, was performed on AS1-4 mutant. From the data of this translatome, two candidate genes potentially related to mitochondrial DNA maintenance, the PaIML2 gene and PaYHM2 gene has been identified and functionally analyzed. The function of the PaYHM2 gene has been especially characterized in this project. This gene encodes a protein sharing 68% of identity with yeast Yhm2, a bi-functional protein as a mitochondrial carrier and as a protein with DNA-binding activity. I demonstrated that the PaYHM2 gene is essential for P. anserina, an obligate-aerobe organism and that the PaYHM2 protein localizes to mitochondria. Through mutagenesis approach, I showed that the transport function decides the essentiality of mitochondrial carrier PaYHM2 while the putative DNA binding activity of PaYHM2 protein is important for P. anserina. Furthermore, I found that the function of PaYHM2 probably participates in the cytosolic acetyl-CoA metabolism.

Le champignon filamenteux, Podospora anserina, possède deux types sexuels, mat+ et mat-, caractérisés chacun par une séquence spécifique. La séquence mat+ contient un seul gène FPR1; la séquence mat- contient trois gènes : FMR1, SMR1 et SMR2. La fonction moléculaire de SMR1 est inconnue, les autres gènes codent des facteurs de transcription qui contrôlent la fécondation (reconnaissance intercellulaire), et le passage d’un syncytium à un hyphe spécialisé binucléé contenant un noyau mat+ et un noyau mat- (reconnaissance internucléaire). Il n’y a pas eu d’analyse exhaustive des gènes impliqués dans la reconnaissance intercellulaire et le mécanisme de la reconnaissance internucléaire est encore inconnu. Afin de déterminer les cibles de FPR1 et FMR1, et les différents mécanismes impliqués, nous avons utilisé une approche microarray. Le profil transcriptomique des souches mat+ et mat- compétentes pour la fécondation a permis d’identifier 157 gènes cibles, et l’analyse transcriptomique des souches mutantes fpr1- et fmr1- a révélé que ces cibles peuvent être soit réprimées, soit activées par FMR1 ou FPR1, ou être sous le contrôle de ces deux facteurs. Ces expériences ont aussi détecté l’existence de 10 gènes activés ou réprimés au même niveau dans mat+ et mat-. La délétion de 32 gènes choisis parmi ces 167 gènes cibles n’a permis de mettre en évidence que deux gènes impliqués dans la fécondation. Les comparaisons des gènes cibles des facteurs de transcription MAT de Gibberella moniliformis et Sordaria macrospora avec ceux de P. anserina révèlent un nombre significatif de gènes cibles communs entre ces espèces, mais ces gènes ont des profils transcriptomiques différents, soulevant la question du rôle de ces gènes cibles. La recherche des gènes cibles de FPR1, FMR1 et SMR2 impliqués dans la reconnaissance internuléaire a été effectuée en comparant le transcriptome des périthèces issus de deux croisements, l’un n’exprimant que les gènes spécifiques mat+, l’autre que les gènes spécifiques mat-. Les résultats ont été interprétés selon le modèle d’identité nucléaire et le modèle de ségrégation aléatoire. Le premier modèle a conduit à l’identification de 27 gènes cibles, tandis que 154 gènes cibles ont été identifiés en appliquant le deuxième modèle. Au total 46 souches mutantes ont été construites. Cependant aucune délétion n’a affecté le développement sexué. En parallèle de ces expériences transcriptomiques, nous avons invalidé tous les gènes à HMG-box de P. anserina. Les résultats montrent que ces derniers ont un rôle très important dans le développement sexué, particulièrement Pa_1_13940 qui code un régulateur des gènes des types sexuels, le premier identifié chez les Pezizomycotina. / The filamentous fungus, Podospora anserina, has two mating-type idiomorphs, mat+ and mat-. The mat+ sequence contains one gene FPR1, while mat- contains three genes: FMR1, SMR1 and SMR2. The molecular function of SMR1 is unknown, FPR1, FMR1 and SMR2 encode transcriptional regulators which control the fertilization (intercellular recognition) and the transition from a syncytium to a specialized dikaryotic hypha which contains one mat+ and one mat- nucleus (internuclear recognition). No exhaustive analysis is available for the genes involved in the intercellular recognition, while the mechanism of the internuclear recognition is unknown. In order to understand the mechanism of these events and to identify the target genes of mating-type transcription factors, we used a microarray approach. The transcriptomic profiles of the mat+ and mat- strains that are competent for fertilization revealed 157 differentially transcribed genes, and transcriptomic analysis of fmr1- and fpr1- mutant strains was used to determine the regulatory actions exerted by FMR1 and FPR1 on these differentially transcribed genes. All possible combinations of transcription repression and/or activation by FMR1 and/or FPR1 were observed. Furthermore, 10 additional mating-type target genes were identified that were up- or down-regulated to the same level in mat+ and mat- strains. Of the 167 genes identified, 32 genes were selected for deletion, which resulted in the identification of two genes essential for the sexual cycle. A comparison with similar data set from the two ascomycetes, Gibberella moniliformis and Sordaria macrospora, reveals significant numbers of orthologous pairs, although transcriptional profiles were not conserved between species, questioning the function of these target genes. Internuclear recognition was investigated by the transcriptomic analysis of perithecia from two crosses expressing mat+ and mat- genes, respectively. The tow internuclear recognition models: nuclear identity and random segregation, were used to interpret our results. According to the former model, 27 target genes have been identified, while 154 target genes were identified with the latter model. A total of 46 mutant strains were constructed. However, these strains showed no defects in sexual development. Besides this microarray experiences, we have invalidated all HMG-box genes of P. anserina. The results show that the HMG-box genes have a very important role in sexual development, especially Pa_1_13940 which encodes the first identified regulator of Pezizomycotinan mating-type genes.

Dans le contexte actuel, il devient nécessaire de rendre les alternatives au pétrole, tel que le bioéthanol 2G, disponibles à grande échelle. Cependant, l’étape d’hydrolyse par les enzymes de Trichoderma reesei reste un verrou à un procédé économiquement stable et rentable. Ces travaux de thèse, s'intègrent dans le cadre du projet Futurol et ont pour objectifs d'identifier et de caractériser de nouvelles enzymes fongiques pour améliorer l'hydrolyse de la biomasse lignocellulosique. A partir des données protéomiques disponibles pour Podospora anserina et Fusarium verticillioides, une douzaine d'enzymes candidates ont été identifiées dans leurs sécrétomes. Ce travail de thèse s'est plus particulièrement focalisé sur les AA9s « Lytic Polysaccharide Monooxygenases » (LPMOs) de P. anserina. Parmi les LPMOs étudiées, PaLPMO9A, PaLPMO9E et PaLPMO9H, qui possèdent un CBM1, sont les plus actives sur la cellulose. La détermination de la régiosélectivité d'action a mis en évidence que PaLPMO9A et PaLPMO9H clivent la cellulose en position C1 et C4 alors que la PaLPMO9E génère uniquement des produits oxydés en C1. La PaLPMO9H est la plus versatile puisqu’elle est active sur les cello-oligosaccharides solubles et sur les polysaccharides hémicellulosiques liés en β-(1,4) (i.e., xyloglucane, glucomannane). La supplémentation du cocktail de T. reesei avec PaLPMO9E ou PaLPMO9H a permis de doubler les rendements d'hydrolyse du miscanthus prétraité. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont permis de démontrer l'importance de ces enzymes oxydatives dans les phénomènes de déconstruction de la lignocellulose chez les champignons filamenteux. / In the current context, it becomes essential to make alternative to oil, such as the 2G bioethanol, available at large scale. However, the hydrolysis step by Trichoderma reesei enzymes remains the major bottleneck for an economically sustainable process. The present work is part of the Futurol project, and aims at identifying and characterizing new fungal enzymes to improve the hydrolysis of lignocellulosic biomass. From the proteomic data available for Podospora anserina and Fusarium verticillioides, a dozen of interesting enzymes were identified in their secretomes. This work focuses, mainly, on the AA9s « Lytic Polysaccharide Monooxygenases » (LPMOs) from P. anserina. Among all the LPMOs studied, PaLPMO9A, PaLPMO9E and PaLPMO9H that harbored a CBM1 were the most active on cellulose. Investigation of their regioselective mode of action revealed that PaLPMO9A and PaLPMO9H oxidatively cleaved at both C1 and C4 positions while PaLPMO9E released only C1-oxidized products. PaLPMO9H that was the most versatile in terms of substrate specificity as it also displayed activity on cello-oligosaccharides and β-(1,4)-linked hemicellulose polysaccharides (e.g., xyloglucan, glucomannan). The hydrolysis yield of the pretreated miscanthus was significantly improved up to 2 fold, when the PaLPMO9E, or PaLPMO9H were supplemented to the T. reesei cocktail. This work demonstrated the importance of these oxidative enzymes for lignocellulose deconstruction by fungi. These biocatalysts open new prospects to improve the enzymatic conversion of plant biomass for 2G bioethanol production.

Le champignon filamenteux, Podospora anserina, possède deux types sexuels, mat+ et mat-, caractérisés chacun par une séquence spécifique. La séquence mat+ contient un seul gène FPR1; la séquence mat- contient trois gènes : FMR1, SMR1 et SMR2. La fonction moléculaire de SMR1 est inconnue, les autres gènes codent des facteurs de transcription qui contrôlent la fécondation (reconnaissance intercellulaire), et le passage d'un syncytium à un hyphe spécialisé binucléé contenant un noyau mat+ et un noyau mat- (reconnaissance internucléaire). Il n'y a pas eu d'analyse exhaustive des gènes impliqués dans la reconnaissance intercellulaire et le mécanisme de la reconnaissance internucléaire est encore inconnu. Afin de déterminer les cibles de FPR1 et FMR1, et les différents mécanismes impliqués, nous avons utilisé une approche microarray. Le profil transcriptomique des souches mat+ et mat- compétentes pour la fécondation a permis d'identifier 157 gènes cibles, et l'analyse transcriptomique des souches mutantes fpr1- et fmr1- a révélé que ces cibles peuvent être soit réprimées, soit activées par FMR1 ou FPR1, ou être sous le contrôle de ces deux facteurs. Ces expériences ont aussi détecté l'existence de 10 gènes activés ou réprimés au même niveau dans mat+ et mat-. La délétion de 32 gènes choisis parmi ces 167 gènes cibles n'a permis de mettre en évidence que deux gènes impliqués dans la fécondation. Les comparaisons des gènes cibles des facteurs de transcription MAT de Gibberella moniliformis et Sordaria macrospora avec ceux de P. anserina révèlent un nombre significatif de gènes cibles communs entre ces espèces, mais ces gènes ont des profils transcriptomiques différents, soulevant la question du rôle de ces gènes cibles. La recherche des gènes cibles de FPR1, FMR1 et SMR2 impliqués dans la reconnaissance internuléaire a été effectuée en comparant le transcriptome des périthèces issus de deux croisements, l'un n'exprimant que les gènes spécifiques mat+, l'autre que les gènes spécifiques mat-. Les résultats ont été interprétés selon le modèle d'identité nucléaire et le modèle de ségrégation aléatoire. Le premier modèle a conduit à l'identification de 27 gènes cibles, tandis que 154 gènes cibles ont été identifiés en appliquant le deuxième modèle. Au total 46 souches mutantes ont été construites. Cependant aucune délétion n'a affecté le développement sexué. En parallèle de ces expériences transcriptomiques, nous avons invalidé tous les gènes à HMG-box de P. anserina. Les résultats montrent que ces derniers ont un rôle très important dans le développement sexué, particulièrement Pa_1_13940 qui code un régulateur des gènes des types sexuels, le premier identifié chez les Pezizomycotina.

Le champignon filamenteux Podospora anserina constitue un système modèle pour l'étude de plusieurs processus biologiques, notamment le vieillissement. Une relation de causalité entre le fonctionnement de la chaine respiratoire et la longévité a été établie pour la première fois chez P. anserina et cette relation de causalité semble conservée. Le lien entre fonctionnement de la chaîne respiratoire et longévité pourrait se faire en partie par l'induction d'une régulation rétrograde en réponse à un dysfonctionnement mitochondrial. Les études des régulations rétrogrades mitochondriales et chloroplastiques montrent qu'en réponse à un dysfonctionnement de ces organites, il y a une reprogrammation de l'expression génique qui participe à la plasticité adaptative des espèces en réponse à l'environnement. Un gène cible d'une régulation rétrograde mitochondriale a été identifié chez P. anserina: le gène aox. L'oxydase alternative appartient à une voie respiratoire alternative en conditions de dysfonctionnement de la voie des cytochromes. Deux facteurs de transcription acteurs de cette régulation rétrograde mitochondriale ont été identifiés par une approche génétique. Ces protéines, RSE2 et RSE3, appartiennent à la famille des protéines Zn2Cys6 et sont les régulateurs majeurs du gène aox. Outre le gène aox, ces deux facteurs de transcription corégulent les deux enzymes de la néoglucogenèse FBP (Fructose-1,6-biphosphatase) et PCK (Phosphoénolpyruvate carboxykinase). Des allèles gain de fonction des gènes rse2 et rse3 ont été isolés et le crible pratiquement saturé. L'analyse de ces mutations ainsi que des approches de mutagenèse dirigée, ont permis de proposer l'existence de régions régulatrices dans les séquences protéiques RSE2 et RSE3. Une approche transcriptomique a permis d'identifier de nouvelles cibles de RSE2 et RSE3 activées lors d'un dysfonctionnement mitochondrial : le gène fhb (codant une flavohémoglobine) et le gène Pa_6_4030 (codant une α/β hydrolase). Une approche métabolomique a permis une meilleure compréhension de la reprogrammation métabolique en réponse à un dysfonctionnement de la chaîne respiratoire et du rôle de RSE2/RSE3 dans cette reprogrammation.RSE2 et RSE3 sont donc des acteurs d'une régulation rétrograde mitochondriale responsables de l'activation de voies respiratoires alternatives mais aussi d'une reprogrammation du métabolisme de P. anserina qui permettrait de maintenir une homéostasie cellulaire en condition de dysfonctionnement mitochondrial.

The use of biological control agents (BCAs) in the past has shown limited success as its application has often been done incorrectly, and in addition, management practices are rarely altered to incorporate BCAs. Criteria for the correct application of BCAs have been devised as part of the research, and companies selling these products may use the said criteria. Such application will ensure the correct BCAs are used and, more specifically, used under the correct conditions. The powdery mildew (PM) fungus is often seen to develop resistance to synthetic fungicides and, therefore, alternative control measures are required. BCAs as an alternative pose less risk to the environment, workers and the consumer. A pre-trial has been conducted with a range of BCAs to see if they can control powdery mildew (PM) in a greenhouse environment on hydroponically grown cucumber (Cucumis sativus L.) plants using the variety Baccara that has only a moderate tolerance to PM. The BCAs have been compared to the control (synthetic fungicide: Bravo). Comparative work includes Coyier's model, which has been modified and adapted for these trials to determine the percentage of leaf area covered by the PM infection. Furthermore, the number of fruit harvested per treatment, kilogram yield, total mass of yield and average fruit mass is also used to determine the efficacy of the BCAs as these factors have economic significance to commercial growers. The pre-trial showed promise until the fertigation computer failed, resulting in a nutrient shortage and imbalance, confirming that BCAs alone cannot control PM. Synthetic fungicides were applied until control of PM and plant nutrition was regained. BCAs were re-introduced and used until the end of crop production. The confirmation from the pre-trial has led to the inclusion of silicon in conjunction with the BCAs in the two subsequent trials (Trials 1 & 2). Silicon was applied with the BCAs as a foliar spray on a weekly basis. In trials 1 and 2, the cucumber variety, Palladium, with a high genetic tolerance to PM is used, as this variety is suited to form part of the holistic approach used for trials 1 and 2. Trial 1 showed that treatment A, containing Streptomyces griseovirdis and Streptomyces aureofaciens, had the highest yield. Both of these are bacterial BCAs and demonstrated their adaptability to varied climatic conditions, notably when low humidity was experienced. In treatment B, Trichoderma harzianum strains, Rifai and Uppington, show the slowest rate of PM development. In trials 1 and 2, the best actual PM control was obtained by two fungal based BCAs (Trial 1, treatment C was Ampelomyces quisqualis) and (Trial 2, treatment B was Trichoderma harzianum strains, Rifai and Uppington), showing that fungal BCAs have a place for this application, but the growth-enhancing properties of bacterial based BCAs make economic sense and would make them attractive to growers. Treatment A (Streptomyces spp.) had the most number of fruit for the entire growing period and the best overall yield (kg yield) again. Two of the BCA / silicon treatments have marginally better PM control compared to that of the control (E) treatment, although not statistically significant. Treatment E (control) has the highest average fruit mass in this instance but does not have the highest yield (kg yield) when compared to treatments A and B, possibly due to the growth-enhancing properties of most of these BCAs. Therefore, most of these BCA treatments give fairly inconsistent results that vary possibly according to season, humidity and temperature, making it difficult to predict their efficacy. Using combinations or weekly alternations of these BCAs with extremes of climatic adaptation will probably be the most reliable method of obtaining consistent results. Bacterial BCAs are shown to have lower humidity requirements and produce the most consistent results in terms of fruit number, yield and fruit mass and a combination of bacterial and fungal based BCAs would possibly be the best as this would control PM and yet still have the growth enhancing properties from the bacterial based BCAs. From the research, it can be said that some BCAs in trials 1 and 2 produce results similar to that of the control in terms of percentage leaf area covered by PM and some are shown to have improved yields. Results produced from certain BCA treatments are thus equal to the control; yet provide an environmentally friendly alternative to synthetic fungicides. Silicon is listed as a beneficial element rather than an essential element; however, literature claims it to be highly effective in treating PM in cucurbits. Results from trials 1 and 2 show that control of PM is possible in most cases, when a holistic approach is used. This approach includes a cucumber variety with a high PM tolerance, optimum nutrition, cultural practices and silicon in combination with the BCAs. A complete change of management practices is necessary to implement such a BCA program. / Agriculture, Animal Health & Human Ecology / M. Tech. (Nature Conservation)

The use of biological control agents (BCAs) in the past has shown limited success as its application has often been done incorrectly, and in addition, management practices are rarely altered to incorporate BCAs. Criteria for the correct application of BCAs have been devised as part of the research, and companies selling these products may use the said criteria. Such application will ensure the correct BCAs are used and, more specifically, used under the correct conditions. The powdery mildew (PM) fungus is often seen to develop resistance to synthetic fungicides and, therefore, alternative control measures are required. BCAs as an alternative pose less risk to the environment, workers and the consumer. A pre-trial has been conducted with a range of BCAs to see if they can control powdery mildew (PM) in a greenhouse environment on hydroponically grown cucumber (Cucumis sativus L.) plants using the variety Baccara that has only a moderate tolerance to PM. The BCAs have been compared to the control (synthetic fungicide: Bravo). Comparative work includes Coyier's model, which has been modified and adapted for these trials to determine the percentage of leaf area covered by the PM infection. Furthermore, the number of fruit harvested per treatment, kilogram yield, total mass of yield and average fruit mass is also used to determine the efficacy of the BCAs as these factors have economic significance to commercial growers. The pre-trial showed promise until the fertigation computer failed, resulting in a nutrient shortage and imbalance, confirming that BCAs alone cannot control PM. Synthetic fungicides were applied until control of PM and plant nutrition was regained. BCAs were re-introduced and used until the end of crop production. The confirmation from the pre-trial has led to the inclusion of silicon in conjunction with the BCAs in the two subsequent trials (Trials 1 & 2). Silicon was applied with the BCAs as a foliar spray on a weekly basis. In trials 1 and 2, the cucumber variety, Palladium, with a high genetic tolerance to PM is used, as this variety is suited to form part of the holistic approach used for trials 1 and 2. Trial 1 showed that treatment A, containing Streptomyces griseovirdis and Streptomyces aureofaciens, had the highest yield. Both of these are bacterial BCAs and demonstrated their adaptability to varied climatic conditions, notably when low humidity was experienced. In treatment B, Trichoderma harzianum strains, Rifai and Uppington, show the slowest rate of PM development. In trials 1 and 2, the best actual PM control was obtained by two fungal based BCAs (Trial 1, treatment C was Ampelomyces quisqualis) and (Trial 2, treatment B was Trichoderma harzianum strains, Rifai and Uppington), showing that fungal BCAs have a place for this application, but the growth-enhancing properties of bacterial based BCAs make economic sense and would make them attractive to growers. Treatment A (Streptomyces spp.) had the most number of fruit for the entire growing period and the best overall yield (kg yield) again. Two of the BCA / silicon treatments have marginally better PM control compared to that of the control (E) treatment, although not statistically significant. Treatment E (control) has the highest average fruit mass in this instance but does not have the highest yield (kg yield) when compared to treatments A and B, possibly due to the growth-enhancing properties of most of these BCAs. Therefore, most of these BCA treatments give fairly inconsistent results that vary possibly according to season, humidity and temperature, making it difficult to predict their efficacy. Using combinations or weekly alternations of these BCAs with extremes of climatic adaptation will probably be the most reliable method of obtaining consistent results. Bacterial BCAs are shown to have lower humidity requirements and produce the most consistent results in terms of fruit number, yield and fruit mass and a combination of bacterial and fungal based BCAs would possibly be the best as this would control PM and yet still have the growth enhancing properties from the bacterial based BCAs. From the research, it can be said that some BCAs in trials 1 and 2 produce results similar to that of the control in terms of percentage leaf area covered by PM and some are shown to have improved yields. Results produced from certain BCA treatments are thus equal to the control; yet provide an environmentally friendly alternative to synthetic fungicides. Silicon is listed as a beneficial element rather than an essential element; however, literature claims it to be highly effective in treating PM in cucurbits. Results from trials 1 and 2 show that control of PM is possible in most cases, when a holistic approach is used. This approach includes a cucumber variety with a high PM tolerance, optimum nutrition, cultural practices and silicon in combination with the BCAs. A complete change of management practices is necessary to implement such a BCA program. / Agriculture, Animal Health and Human Ecology / M. Tech. (Nature Conservation)