La souche arctique Mesorhizobium sp. N33 est une bactérie psychrotrophe reconnue comme l'un des rhizobiums fixateurs d'azote le mieux adapté au froid. Le profil transcriptomique et métabolomique de la souche arctique N33 a été déterminé en identifiant les patrons d'expression génétique et les changements des metabolites sous différents stress hypothermiques. Des études utilisant des macropuces et des micropuces d'ADN et la PCR quantitative en temps réel ont montré que différentes fonctions cellulaires sont significativement affectées à basse température. Les chaperonnes, les protéines de choc au froid, la transcription, la traduction, les fonctions membranaires, les métabolismes, les systèmes de transport des éléments nutritifs, la génération d'énergie, l'accumulation de cryoprotectants (polyamines et mannitol), la detoxification des espèces réactives à oxygène (ROS), l'activité xylukinase, des facteurs de transcription et des protéines ayant des fonctions inconnues sont significativement régulés à la hausse à basse température. Beaucoup moins de gènes sont régulés à la baisse à basse température et appartiennent à diverses classes dont le métabolisme général, la motilité cellulaire, les systèmes de transport et de sécrétion, qui indiquent dans leur ensemble une baisse du métabolisme et de la dépense énergétique à basse température. Des études métabolomiques, utilisant la Chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse et la résonance magnétique nucléaire, indiquent que la souche arctique N33 régule les niveaux de plusieurs composés. L'acide linoléique polyinsaturé (18:2(9, 12)) et l'acide gras polyinsaturé 18:2 (6, 9) sont les acides gras les plus abondants pour les conditions de cultures à basse température (4 et 10°C). L'acide gras phospho/neutre mono-insaturé 14:1(11) était le plus induit (45 fois plus élevé) lh de choc au froid. Cet acide gras rend la membrane cellulaire plus fluide, permet la detoxification des cellules des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et agit comme source d'énergie pour les cellules. L'isobutyrate était hautement (19.4 fois plus élevé) augmenté à 4°C ce qui suggère que ce composé agit comme précurseur de la modification des acides gras à basses temperatures. Les analyses des voies métaboliques des composées hydrosolubles indiquent la présence de niveaux élevés des metabolites sarcosine et glycine à faible température suggérant que ces composés agissent comme cryoprotectants, ce qui pourrait avoir un impact substantiel sur l'adaptation au froid. La souche N33 démontre plusieurs changements moléculaires reliés à sa capacité de tolérance au froid. Les résultats préliminaires sur le séquençage de la souche N33 et son assemblage en 46 segments (7.13Mbps) sont aussi rapportés dans cette thèse.

La disposition discontinue à l'échelle mondiale des habitats de la cryosphère, définie comme les environnements glacés de la Terre, offre un contexte opportun pour définir la répartition géographique des espèces microbienne sur la planète. Dans le cadre de ce projet de maîtrise, l'abondance et la diversité microbiennes du couvert neigeux et de l'air du Haut-Arctique canadien ont été révélées par des méthodes moléculaires, de microscopie et de cultures. La composition des communautés de bactéries et de protistes de la neige, qui reflétait le transport aérien survenu au cours des huit mois précédant l'échantillonnage, a permis d'identifier les tapis microbiens locaux et l'océan Arctique comme des sources d'inoculum substantielles. L'analyse des séquences d'ADN ribosomique 16S et 18S suggère que les microorganismes habitant les environnements froids comme la neige, la glace marine et les glaciers des régions arctiques, antarctiques et alpines possèdent une distribution globale à travers la cryosphère.

Le diméthylsulfure (DMS) est le principal gaz biogénique sulfuré émis de l'océan vers l'atmosphère. TI peut exercer un effet refroidissant sur le climat en formant des aérosols sulfatés et en intensifiant l'albédo des nuages de basses altitudes, diminuant la quantité d'énergie radiative atteignant la surface de la Terre. Bien que le DMS puisse être produit directement par certaines espèces phytoplanctoniques, il provient principalement des bactéries hétérotrophes via la dégradation de son précurseur, le diméthylsulfoniopropionate (DMSP). Le DMSP est synthétisé par le phytoplancton en différentes concentrations selon les conditions environnementales, incluant la disponibilité du fer. La présente étude porte sur la dynamique microbienne du DMSP dans le Pacifique nord-est le long d'un gradient naturel en fer. Mes résultats montrent qu'une plus grande disponibilité en fer dans cette région océanique limitée en fer favorise la croissance des espèces productrices de DMSP et augmente le taux de conversion bactérien de DMSP en DMS. Ensemble, ces résultats indiquent que les apports en fer peuvent avoir un effet refroidissant sur le climat dans le Pacifique nord-est.

Cette étude s’inscrit dans le cadre d’un programme de recherche destiné à évaluer le potentiel d’utilisation en horticulture des bactéries Bacillus pumilus souche PTB180 et Bacillus subtilis souche PTB185. Elle avait pour objectifs (1) d’évaluer in vitro l’activité antagoniste contre Botrytis cinerea des souches PTB180 et PTB185, (2) d’estimer leur capacité à survivre sur la phyllosphère de la tomate et du concombre et 3) d’évaluer leur effet sur le développement de la pourriture grise (B. cinerea) sur des plants de tomate et de concombre cultivés en serre. L'activité antagoniste de PTB180 et PTB185 a été évaluée en boîtes de Pétri sur géloses, sur tissus foliaires de tomate et de concombre et sur fruits de tomate. Les deux souches ont inhibé très fortement la croissance mycélienne et la germination des spores de B. cinerea sur géloses. Sur feuilles de tomate et sur disques foliaires de concombre, PTB185 et le mélange (1:1) des deux souches ont réduit significativement (p ≤ 0,01) la croissance mycélienne de B. cinerea comparativement aux témoins. PTB180 a réprimé significativement la croissance mycélienne de B. cinerea sur les fruits de tomate. Afin d'estimer la survie de PTB180 et PTB185 sur la phyllosphère, des plants de tomate et de concombre ont été pulvérisés jusqu'à ruissellement avec une suspension (1×107 unités formatrices de colonies [UFC]/mL) de PTB180, PTB185 ou d'un mélange (1:1) des deux souches. Les populations de chaque souche ont ensuite été suivies au cours du temps sur les feuilles. Les résultats obtenus montrent que les souches survivent au moins 21 jours sur les plants de tomate et de concombre avec un taux de survie variant de 43% à 100%. De plus, pratiquement aucune variation dans les proportions de chaque souche n'a été observée au fil du temps lorsque PTB180 et PTB185 étaient appliquées en mélange. Enfin, l’application foliaire de PTB180, PTB185 et du mélange (1:1) des deux souches a permis une réduction significative de l’incidence et de la sévérité de la pourriture grise chez des plants de tomate et de concombre inoculés avec B. cinerea et cultivés en serre. Les souches PTB180 et PTB185 ont montré au cours de cette étude une forte activité antagoniste envers B. cinerea, la capacité de survivre sur la phyllosphère de plants de tomate et de concombre et de réprimer le développement de la pourriture grise chez ces derniers. Ces souches pourraient éventuellement être utilisées comme agents de lutte biologique contre la pourriture grise du concombre et de la tomate de serre.

Largement répandu dans l'Arctique canadien, l'Omble chevalier (Salvelinus alpinus) est une espèce nordique clé pour les Inuits, car il constitue la principale source de protéines et d'acides gras polyinsaturés. Aujourd'hui, avec le changement climatique et les activités anthropiques, cette espèce fait face à de multiples facteurs de stress qui menacent leur santé, leur productivité et les fonctions du microbiote. Chez les Poissons, il existe trois microbiotes dans la peau, les intestins et les branchies, qui participent au maintien de la santé, du système immunitaire et du métabolisme de leur hôte. Ce projet se concentre sur les relations complexes existant entre l'Omble chevalier et son consortium microbien symbiotique dans les branchies, un organe central chez les Poissons. Ce dernier permet la respiration, l'osmorégulation, et il est une barrière semi-perméable qui filtre l'eau, mais aussi les agents pathogènes et les contaminants. Ce sont pour toutes ces raisons que nous nous sommes particulièrement intéressés à la dynamique des populations de bactéries actives vivant dans le microbiote des branchies. De manière générale, ce projet de thèse est la première caractérisation du microbiote des branchies dans des populations sauvages d'Omble chevalier en Arctique . Une approche intégrative a été utilisée pour étudier ces interactions hôte-microbiote afin de déterminer les facteurs environnementaux et génétiques qui expliquent la diversité de composition du microbiote le long d'un gradient latitudinal en Arctique. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la composition des communautés bactériennes actives du microbiote des branchies de population sauvages d'Omble chevalier situées dans cinq communautés inuites différentes : Ekaluktutiak (Nunavut), Salluit, Akulivik, Inukjuak, et Kangiqsualujjuaq (Nunavik). Nous avons trouvé des Protéobactéries et des Bactéroidetes en forte activité dans chacun des groupes, suggérant qu'ils font partie des phylums cœur du microbiote chez l'Omble chevalier. Cependant, au niveau du genre, la composition bactérienne était différente selon les groupes géographiques. La latitude, la température de l'air et le type d'eau (eaux douces ou eaux salées) expliquaient cette distinction. D'un point de vue de la dynamique, les groupes Ekaluktutiak et Kangiqsualujjuaq semblaient avoir une structure stable du microbiote avec beaucoup d' interactions entre les taxons alors qu'Inukjuak et Salluit présentaient plutôt une structure faible avec une potentielle dysbiose détectée. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés aux effets de la pollution aux métaux lourds sur le microbiote des branchies. Le mercure, un contaminant neurotoxique et persistant, se retrouve en Arctique par les courants atmosphériques et, après son dépôt sur les terres, se retrouve dans les lacs par ruissèlements. Nous avons mesuré les concentrations de mercure dans les foies et les muscles et regardé si le mercure exerçait une influence sur le microbiote. Nous n'avons trouvé aucune concentration alarmante dans les tissus des poissons pêchés, cependant, le groupe Ekaluktutiak comprenait des concentrations significativement plus élevées et nos analyses statistiques ont montré que le mercure influençait la composition du microbiote. De surcroit, l'abondance de certains taxons était positivement ou négativement corrélée à la concentration de mercure et nous suspectons plusieurs bactéries trouvées dans les branchies de jouer un rôle dans le cycle du mercure. Finalement, nous avons essayé d'évaluer l'effet du génotype de l'hôte sur la composition du microbiote des branchies de l'Omble chevalier. Les études montrant un effet du génotype de l'hôte sur la composition des microbiotes ou suspectant un recrutement de bactéries bénéfiques de l'hôte augmentent dans ce domaine. Ici aussi, nous avons trouvé une corrélation significative entre le génotype de l'Omble chevalier et la composition bactérienne du microbiote actif des branchies dans l'ensemble de notre jeu de données. Cependant, cette corrélation était assez faible. De plus, aucune corrélation significative n'a été trouvée entre ces deux variables dans le groupe Inukjuak, indiquant que le génotype de l'hôte n'a pas d'influence sur le microbiote dans ce groupe-là alors que des corrélations significatives ont été trouvées dans les autres groupes. Même si un effet génétique a été trouvé dans la plupart des groupes l'effet environnemental pourrait jouer un rôle plus fort sur la modulation des communautés bactériennes dans le microbiote. En conclusion, nous avons mis en évidence dans cette thèse que les facteurs environnementaux et génétiques avaient leurs importances dans la modulation du microbiote des branchies de l'Omble chevalier qui différaient selon les groupes géographiques. / Widespread in the Canadian Arctic, Arctic char (Salvelinus alpinus) is a key northern species for the Inuit, as they are the primary source of protein and polyunsaturated fatty acids. Today, with climate change and anthropogenic activities both local and distant, this species is faced with a rapidly changing environment. They face multiple stressors, such as changes in water chemistry, bioaccumulation of pollutants, and migration of exotic pathogen populations. This threatens their health and productivity and negatively impacts microbiota functions linked to host immune response and metabolism. In fish, there are three microbiota in the skin, intestines, and gills, and all play a part in maintaining the health of their host. This project focuses on the complex relationships between Arctic char and their symbiotic microbial consortium in the gills. Gills are a central organ in fish. They allow respiration and osmoregulation, and they are a semi-permeable barrier that filters water, including pathogens and contaminants, and contain many immune molecules and commensal microorganisms. For all these reasons, we are particularly interested in the population dynamics of active bacteria living in the gill microbiota. Overall, this thesis project is the first characterization of gill microbiota in wild Arctic Arctic char populations. An integrative approach was used to study these host-microbiota interactions to determine the environmental and genetic factors that explain the diversity of microbiota composition across a latitudinal gradient in the Arctic. First, we characterized the composition of the active bacterial communities of the microbiota in five geographic zones located in five different Inuit communities in Nunavut (Ekaluktutiak) and Nunavik (Salluit, Akulivik, Inukjuak, and Kangqisualujjuaq). We found Proteobacteria and Bacteroidetes in high abundance in each group, suggesting that they are part of the core phylum of the Arctic char microbiota. However, at the genus level, bacterial composition differed between geographic groups. This distinction was explained by latitude, air temperature, and water type (freshwater or saltwater). From a dynamic point of view, the Ekaluktutiak and Kangqisualujjuaq groups seemed to have a stable microbiota structure, with many interactions between taxa. In contrast, Inukjuak and Salluit had a weak structure, with potential dysbiosis detected. Secondly, we looked at the correlation between mercury and gill microbiota. Mercury, a neurotoxic and persistent contaminant, reaches the Arctic via atmospheric currents and, once deposited on land, finds its way into lakes via runoff or snow/ice/ice melt. We measured mercury concentrations in the livers and muscles of individuals and looked to see if mercury correlated with microbiota. We found no alarming concentrations in the tissues of the fish caught. Still, the Ekaluktutiak group had significantly higher concentrations, and our statistical analyses showed that mercury was correlated with the microbiota composition. Furthermore, the abundance of specific taxa was positively or negatively correlated with mercury concentration, and several bacteria found in the gills could play a role in mercury cycling. Finally, we attempted to assess the correlation between host genotype and the composition of Arctic char gill microbiota. Studies showing an impact of host genotype on microbiota composition and suspecting recruitment of beneficial host bacteria are increasing in this field. We also found a significant correlation between the Arctic char genotype and the bacterial composition of the active gill microbiota in our entire dataset. However, this correlation was relatively weak. Furthermore, no significant correlation was found between these two variables in the Inukjuak group, indicating that host genotype does not influence microbiota in this group. In contrast, significant correlations were found in the other four groups. Although a genetic correlation was found in most groups, the environmental impact could play a stronger role in modulating bacterial communities in the microbiota. In conclusion, this thesis has demonstrated the importance of environmental and genetic factors in modulating Arctic char gill microbiota, which differed according to geographical group.

Un des impacts les plus frappants du réchauffement climatique dans l'Arctique est la réduction du couvert de glace saisonnier, un processus susceptible d'altérer la dynamique de l'écosystème pélagique et les flux océan-atmosphère de gaz climatiquement actifs tel que le dimethyl sulfure (DMS). Afin de vérifier cette hypothèse, j'ai caractérisé la distribution et le métabolisme bactérien du DMS et de son précurseur algal le diméthylsulfoniopropionate (DMSP) le long d'une radiale longitudinale s'étendant de la baie de Baffin à la mer de Beaufort au cours de l'automne 2007. Mes résultats mettent en évidence des concentrations faibles mais toujours détectables des réservoirs de DMSP et DMS et des temps de renouvellement bactérien du DMSP dissous rapides malgré les températures des eaux extrêmement faibles. L'ensemble de mes résultats suggère que l'extension automnale de la période libre de glace pourrait résulter en une augmentation des flux de DMS vers l'atmosphère et contribuer au refroidissement du climat.

Depuis la découverte d’archées capables d’oxyder l’ammoniac en milieu aérobie, de nombreuses études ont mesuré en simultané les taux de nitrification et la diversité des organismes oxydant l’ammoniac dans la colonne d’eau des milieux marins. Malgré l’importance globale des lacs d’eau douce, beaucoup moins d’études ont fait la même chose dans ces milieux. Dans cette étude, nous avons évalué l’importance de la nitrification et caractérisé la communauté microbienne responsable de la première étape limitante de la nitrification dans un lac tempéré durant une année entière. L’utilisation de traceur isotopique 15NH4 nous a permis de mesurer des taux d’oxydation d’ammoniac à deux profondeurs dans la zone photique tout au long de l’année. Les taux d’oxydation d’ammoniac varient de non détectable à 333 nmol L-1 j-1 avec un pic d’activité sous la glace. De toutes les variables environnementales mesurées, la concentration d’ammonium dans la colonne d’eau semble avoir le plus grand contrôle sur les taux d’oxydation d’ammoniac. Nous avons détecté la présence d’archées (AOA) et de bactéries oxydante d’ammoniac (BOA) à l’aide de tests par réaction en chaîne de la polymérase (PCR) ciblant une partie du gène ammoniac monoxygénase (amoA). Les AOA et les BOA ont été détectées dans la zone photique du lac, cependant seules les AOA étaient omniprésentes durant l’année. Le séquençage du gène amoA des archées révèle que la majorité des AOA dans le lac sont membres du groupe phylogénétique Nitrosotalea (également appelé SAGMGC-1 ou groupe I.1a associé), ce qui confirme la pertinence écologique de ce groupe dans les eaux douces oligotrophes. Globalement, nos résultats indiquent l’hiver comme étant un moment propice pour l’oxydation de l’ammoniac dans les lacs tempérés. Cette étude fournit un point de référence pour la compréhension du processus d’oxydation de l’ammoniac dans les petits lacs oligotrophes. / Since the discovery that some archaea are able to oxidize ammonia aerobically, several studies have focused on measuring nitrification rates and identifying the diversity of planktonic ammonia oxidizers in marine systems. Despite the global importance of freshwater lakes, far fewer studies have done the same in these ecosystems. Here we investigated the importance of nitrification and characterize the microbial community catalyzing the first rate-limiting step of nitrification over an annual cycle in a temperate lake. The measurements of ammonia oxidation rates, using the 15NH4+ isotope tracer method, at two depths in the photic zone show that this process occurred throughout the entire year in the lake. Rates of ammonia oxidation ranged from undetectable to 333 nmol L-1 d-1 with a peak of activity during winter. Off all environmental variables measured, ammonium concentrations in the water-column seem to have the strongest effect on the magnitude of ammonia oxidation rates. We detected the presence of ammonia-oxidizing archaea (AOA) and bacteria (AOB) using polymerase chain reaction (PCR) assays targeting part of the ammonia monooxygenase (amoA) gene. Both AOA and AOB were detected in the photic zone of the lake, although only AOA were omnipresent over the year. The sequencing of archaeal amoA genes reveals that most of the AOA in the lake are members of the Nitrosotalea cluster (also referred as SAGMGC-1 or group I.1a associated), which confirms the ecological relevance of this cluster in oligotrophic freshwaters. Altogether, our results indicate that winter may be a critical time for ammonia oxidation in temperate lakes and provide a baseline for the understanding of ammonia oxidation in small oligotrophic lakes.

L'étude qu'on a entreprise a pour but d'analyser les facteurs de virulence des espèces "Classiques" et "nouvelles" de Brucella. Dans cette perspective, on a analysé les génomes des espèces récemment découvertes : Brucella inopinata BO1 et Brucella inopinata-like BO2, isolés pour la première fois de patients humains sans réservoir animal connu. On a découvert que ces deux espèces possèdent des profils de restriction uniques. De plus, BO2 possède deux chromosomes de taille identique, un profil jamais décrit pour une autre espèce de Brucella. L'analyse de la réplication intracellulaire de ces deux espèces révèle que BO2 ne se réplique pas dans les macrophages humains et murins alors que BO1 se réplique d'une façon similaire à Brucella suis 1330, ce qui confirme la potentielle implication de BO1 dans la pathogenèse chez l'homme. Sur un autre niveau d'analyse, on a été à la recherche de facteurs de virulence potentiels dans d'autres espèces de Brucella notamment Brucella microti et Brucella suis sur les niveaux génomique et post-transcriptionnel. Sur le niveau génomique, on a découvert que le système GAD (glutamate decarboxylase) confère une résistance à l'acidité à Brucella microti lors de son passage dans l'estomac. Sur le niveau post-transcriptionnel, on a isolé, séquencé et identifié les petits ARNs noncodant associés à la protéine chaperone Hfq, qui joue un rôle important dans la virulence de Brucella. / We have undertaken in this study a multidimensional analysis of the virulence factors of "Classical" and new "Brucella species". In this objective, we have analysed the genomes of newly described species Brucella inopinata BO1 and Brucella inopinata-like BO2 isolated for the first time from human patients with no known animal reservoir. We found that these two species have unique restriction profiles. In addition, BO2 has a unique chromosomal distribution with two chromosomes of the same size, never seen before in Brucella. Analysis of the intracellular replication of these strains reveals that BO2 is unable to replicate in neither human nor mouse macrophages while BO1 successfully entered and replicated as efficiently as Brucella suis 1330 confirming the potential virulence of this species for humans. On an other level of analysis, we looked for potential virulence factors in other Brucella species including Brucella microti and Brucella suis at the genomic and post-transcriptional level. At the genomic level we discovered that the glutamate decarboxylase system confers resistance to acidity to Brucella miroti during its transit in the stomach. On the post-transcriptional level, we isolated, sequenced and identified small noncoding RNAs associated to the chaperone protein Hfq, known to play a role in the virulence of Brucella.

Les ATPases F1F0 sont présentes chez la majorité des bactéries, notamment les mycoplasmes qui sont caractérisés par un génome réduit et un mode de vie parasitaire. En plus de l’opéron codant l’ATPase F1F0, des clusters apparentés de sept gènes ont été identifiés dans le génome de nombreux mycoplasmes. Au cours de cette thèse, nous avons cherché à caractériser l’évolution et la fonction de ces clusters supplémentaires. Quatre des protéines codées par ces clusters présentent des similarités structurales avec les sous-unités α, β,  et ε de l’ATPase F1F0, résultant en une potentielle structure F1-like. Les trois autres protéines ne présentent aucune similarité avec des protéines connues. Une localisation transmembranaire est prédite pour deux d’entre elles. Deux types d’ATPase F1-like, Type 2 et Type 3, ont été identifiés. Les clusters de Type 2 et de Type 3 pourraient être originaires du groupe phylogénétique Hominis, les clusters de Type 3 ayant vraisemblablement été disséminés par des transferts horizontaux de gènes entre mycoplasmes colonisant le même hôte. Les gènes du cluster de Type 3 de Mycoplasma mycoides subsp. mycoides sont organisés en opéron et exprimés en milieu axénique. Des études de mutagénèse et de complémentation démontrent que le cluster de Type 3 est associé à une activité ATPase majeure des fractions membranaires. Des analyses biochimiques suggèrent que l’activité ATPase du cluster est sensible au ∆pH mais pas au ∆Ψ. Ces analyses suggèrent que le sodium et le potassium ne sont pas impliqués dans le fonctionnement de l’ATPase F1-likeX0. Les sous-unités des ATPases F1-likeX0 et F1F0 présentent un comportement différent en présence de détergents. L’ensemble de ces expériences suggèrent que l’ATPase F1-likeX0 est un complexe plus fragile que l’ATPase F1F0. Nos résultats montrent qu’en dépit d’une tendance à la réduction de génome, les mycoplasmes ont développé et échangé des ATPases sans équivalent chez d’autres bactéries. Nous proposons un modèle dans lequel une structure F1-like est associée avec un domaine hypothétique X0, enchâssé dans la membrane des mycoplasmes. / F1F0 ATPases have been found in most bacteria, including mycoplasmas that are characterized by drastically reduced genomes and a parasitic lifestyle. In addition to the typical operon of eight genes encoding genuine F1F0 ATPase, related clusters of seven genes were identified in many mycoplasmas. In this work, we investigated the evolution and the function of these supplementary clusters. Four proteins encoded by these clusters present structural similarities with subunits α, β,  and ε of F1F0 ATPases, resulting in potential F1-like structures. The three other encoded proteins did not show any similarity to known proteins. Transmembrane helices were predicted for two of them, suggesting a membrane localisation. Two types of F1-like ATPases, Type 2 and Type 3, were identified. Clusters encoding Type 2 and Type 3 ATPases were assumed to originate from the Hominis group of mycoplasmas. Further spreading of Type 3 ATPases towards other phylogenetic groups by horizontal gene transfers in between mycoplasmas sharing a same host was proposed on the basis of phylogenetic trees and genomic context. Functional analyses indicated that genes of Type 3 cluster in the ruminant pathogen Mycoplasma mycoides subsp. mycoides were organized as an operon. Proteomic analyses indicated that the seven encoded proteins were produced during growth in axenic media. Mutagenesis and complementation assays demonstrated that Type 3 cluster was associated with a major ATPase activity of membrane fractions. Biochemical analyses indicated that this ATPase activity was sensitive to ΔpH but not to ΔΨ. These analyses suggested that Na+ and K+ were not involved in the F1-likeX0 functioning. Our results indicated a behaviour of F1-likeX0 ATPase subunits that is different to that of F1F0 ATPase subunits in presence of detergents. Altogether, these analyses suggest that the F1-likeX0 complex could be more fragile than the F1F0 complex. Our results showed that despite their tendency to genome reduction, mycoplasmas have evolved and exchanged specific F1-like ATPases with no known equivalent in other bacteria. We propose a model in which the F1-like structure is associated with a hypothetical X0 sector embedded in the membrane of mycoplasmal cells.

Ce travail de thèse a permis de décrire la contamination importante des grains du café de (Coffea canephora variété robusta) par des moisissures au cours des traitements post récolte des cerises de café par la voie sèche, dans une zone tropicale humide. La stratégie d’échantillonnage mise en place à consister à faire des prélèvements durant deux années successives (2008 et 2009) sur des sites localisés dans les principales zones de production du café en Côte d’Ivoire. A partir de 31 échantillons de cerises, grains et coques de café, 218 souches sauvages de moisissures ont été isolées sur milieu Potato Dextrose Agar (PDA) et identifiées. Ces champignons filamenteux sont répartis comme suit : Aspergillus section Nigri (52%) ; Aspergillus verts (13%), Penicillium (10%), Mucor (16%), Fusarium (4%), autre (5%). Les Aspergillus section Nigri qui comptent le complexe Aspergillus niger agreggate et Aspergillus carbonarius représentent un peu plus de la moitié de la population fongique soit 52%, soit 30% en 2008 et 70% en 2009, de la flore fongique totale. Ce groupe a fait l’objet d’une caractérisation morphologique. L’étude du potentiel mycotoxinogène des Aspergillus section Nigri isolées du café robusta a démontré qu’en plus de l’OTA, certaines souches d’Aspergillus Nigri produiraient de l’aflatoxine. Cependant l’espèce Aspergillus carbonarius reste la plus ochratoxinogène (0,6 µg et 15µg d’OTA/g de milieu gélosé). En plus des moisissures 44 souches de bactéries lactiques (LAB) ont été isolées à partir de la pulpe fraîche de café. Les caractères morphologiques, biochimiques et culturaux ont été étudiés. L’identification moléculaire des bactéries a permis de les classer dans le groupe de Lactobacillus plantarum sp. Après un criblage orienté, deux souches de LAB avec un effet important d’inhibition de croissance des moisissures mycotoxinogènes ont été sélectionnées. Les deux souches de Lactobacillus plantarum ont démontré une activité antifongique contre les souches d’Aspergillus carbonarius hautement ochratoxinogènes. Par conséquent la prévention de la mycotoxinogenèse sur café robusta, pourrait passer par l’inhibition de la croissance de certaines moisissures ochratoxinogènes. Les résultats acquis au cours de ce travail de thèse serviront de base afin de poursuivre cette étude d’une part avec des essais in situ pour tester l’efficacité des LAB sélectionnées et d’autre part, rechercher les biomolécules actives contre la germination des spores contaminants naturels post récolte en particulier des cerises de café en Côte d’Ivoire et des fruits et légumes en général. / One of the objectives of this thesis was to describe the significant contamination of robusta coffee beans (Coffea canephora) by moulds during the post-harvest processing of coffee cherries in the dry process. The sampling strategy was to take samples for two consecutive years (2008 and 2009) from different areas of coffee production in Ivory Coast and on the other hand, from the same area but from coffee producers using different methods of drying of coffee beans. From 31 samples, 218 wild strains of fungi were isolated on Potato Dextrose Agar (PDA) media and identified. These filamentous fungi were as follows: black Aspergilli (52%); green Aspergilli (13%), Penicillium (10%), Mucor (16%), Fusarium (4%) and others (5%). The black Aspergilli were found to include Aspergillus niger and Aspergillus carbonarius representing 52% of the fungal population, with a proportion of 30% in 2008 and 70% in 2009 of the total fungal flora. This group was selected to study more about their mycotoxin production. Most strains grown on media and at specific incubation conditions, were capable of producing one or more kinds of mycotoxins. Analysis of mycotoxins from fungi isolated from less than a hundred robusta coffee showed that ochratoxin A (OTA) was not the only mycotoxin that may contaminate the robusta coffee in Ivory Coast. Indeed, several strains belonging to the species Aspergillus Nigri group had shown their ability to produce not only ochratoxin A but also aflatoxin. However, the species A. carbonarius remains as the most ochratoxigenic strain but it does not produce aflatoxin.In parallel to the isolation of fungi, 44 strains of lactic acid bacteria (LAB) were also isolated from fresh coffee cherries, harvested in Ivory Coast in 2009. The morphological, biochemical and growth characteristics were studied. Molecular identification of strains ranked them to be in the group of Lactobacillus plantarum sp. After a screening experiment, it was possible to select two strains of LAB with a significant effect of inhibiting fungal growth by producing mycotoxins. The two strains of Lactobacillus plantarum showed antifungal activity against strains of Aspergillus carbonarius which is highly ochratoxigenic. Therefore the prevention of mycotoxigenicity of robusta coffee, could be rised by inhibiting the growth of certain ochratoxigenic fungi. The results achieved in this thesis serve as a basis to continue the study on one hand with field trials to test the effectiveness of selected LAB on the other hand, look for active biomolecules against spore germination of contaminants especially the natural post-harvest coffee beans in Ivory Coast and fruits and vegetables in general.