Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Dans le cadre des recherches présentées ici, nous avons tout d'abord étudié les limitations de la fixation d'azote non-symbiotique en nutriments dans les milieux tempérés froids. Des études similaires en milieux tropicaux ont démontré que la fixation d'azote pouvait y être limitée par la présence des nutriments Mo et P. Pour l'étude présentée ici, les milieux tempérés froids ont été divisés en deux catégories, les milieux à couvert végétal majoritairement feuillu et majoritairement résineux. Les résultats ont permis de démontrer que la fixation d'azote et les limitations en nutriments étaient dépendantes du couvert végétal. Nous avons ensuite étudié l'évolution de la limitation de la fixation d'azote au cours d'une saison. En effet, plusieurs études à long-terme (plusieurs saisons) avaient démontré des variations des taux de fixation d'azote, mais peu d'études se concentraient sur l'évolution saisonnière. Les résultats ont démontre qu'une évolution saisonnière était bien présente et qu'elle devait être prise en compte lors de comparaisons entre différentes études, surtout pour les milieux tempérés froids où les saisons sont grandement différentes les unes des autres. Ensuite, nous avons fait l'étude des facteurs influençant la fixation d'azote à court-terme (quelques heures à quelques jours). Plusieurs études avaient déjà démontré que la fixation d'azote était influencée par une modification de paramètres abiotiques. La dynamique de ces variations de taux de fixation d'azote était mal connue. Celle-ci a pu être évaluée grâce à une nouvelle méthode plus sensible de mesure de taux de fixation d'azote en continu, ARACAS. Nous avons montré que la fixation d'azote répondait rapidement à des changements de paramètre abiotiques et qu'il est maintenant possible d'observer ces changements rapides grâce à la méthode d'ARACAS. De plus, nous avons été en mesure d'identifier, grâce à cette méthode plus sensible, une association mousse-cyanobactéries entre Anomodon attenuatus et les cyanobactéries Calothrix sp. et Nostoc sp. , association jusqu'alors inconnue. Des études connexes ont aussi permis de démontrer tout le potentiel de l'étude des fixateurs non-symbiotiques. Ainsi, nous avons démontré qu'il serait possible, grâce à des études futures, de voir de quelle façon la fixation d'azote non-symbiotique des associations mousses-cyanobactéries est limitée. II serait aussi possible d'étudier la fixation non-symbiotique dans un contexte de réchauffement climatique et d'augmentation de la quantité de CO 2 dans l'atmosphère. De plus, les résultats de l'étude du relargage des nutriments au cours d'une saison et en fonction du couvert végétal permettront aussi de comprendre de quelle façon fonctionnent les nitrogénases et comment l'apport en nutriments varie au cours d'une saison. Finalement, l'ensemble des résultats obtenus démontrent que la fixation d'azote non-symbiotique est bien mal évaluée. À cause de leur aire de distribution élevée, les fixateurs d'azote non-symbiotiques pourraient avoir un apport en azote au cycle global beaucoup plus élevé que celui actuellement estimé. Une nouvelle estimation tenant compte des nouveaux et futurs développements pourrait permettre de raffiner les estimations du cycle de l'azote et du budget d'azote global.[symboles non conformes]

Regensburg, Univ., Diss., 2008.

Dans les sols, les champignons ectomycorhiziens (ECM) forment une symbiose très répandue avec les racines des arbres et contribuent ainsi à leur croissance et à leur santé. Des études antérieures ont montré que certaines bactéries pouvaient influencer positivement la symbiose entre les ECM et les arbres, appelées BAM pour Bactéries Auxiliaires de la Mycorhization. Les mécanismes de l’effet auxiliaire des BAM sont encore peu connus. En amont de cette thèse, il avait été montré in vitro que la BAM Pseudomonas fluorescens BBc6 formait des structures similaires à des biofilms sur les hyphes de l'ECM Laccaria bicolor. Dans ce contexte, afin d'enrichir les connaissances concernant les interactions entre les ECM et les BAM, cette thèse a porté sur l'interaction physique entre ces deux organismes. L'étude a en partie été réalisée via une méthode d'analyse par microscopie confocale, développée durant cette thèse. Les résultats obtenus ont montré que cette bactérie formait des biofilms localisés préférentiellement sur la région apicale des colonies de l'ECM ce qui pourrait indiquer une interaction trophique. L'existence d'une telle interaction a d'ailleurs par la suite été confirmée. Les résultats ont également montré que l'interaction physique entre Laccaria bicolor et BBc6 n'est pas spécifique puisque l'ensemble des treize autres souches bactériennes testées a formé des biofilms sur les hyphes de Laccaria bicolor. En revanche, BBc6 s'est montrée incapable de former des biofilms sur certains champignons appartenant aux Ascomycètes, suggérant des mécanismes d'inhibition. De plus, l'étude de la matrice des biofilms formés par BBc6 a révélé la présence de réseaux de filaments constitués d'ADN qui semblent structurer ces biofilms et qui ont aussi été observés chez l'ensemble des souches bactériennes testées. Ces résultats révèlent un rôle structural de la molécule d'ADN qui, bien qu'il semble répandu, n'a que peu été reporté jusqu'à présent. Enfin, il a été montré que des mutants de BBc6 qui ont perdu leur effet auxiliaire forment des biofilms différents de la souche sauvage sur une surface abiotique suggérant un lien potentiel entre l'effet auxiliaire et la formation de biofilms / In soil ecosystems, ectomycorrhizal fungi (ECM) form a widespread symbiosis with roots of trees, contributing to tree growth and health. It has been shown that some bacteria, called mycorrhization helper bacteria (MHB), stimulate mycorrhizal symbiosis. The mechanisms of this helper effect are poorly understood. Previous studies have shown that the MHB Pseudomonas fluorescens BBc6 formed biofilm-like structures around the hyphae of the ECM Laccaria bicolor during their in vitro interaction. In this context, in order to increase knowledge concerning MHB/ECM interactions, the work presented here focuses on the physical interaction between these two organisms. To this purpose, a method of analysis based on confocal microscopy was developed. The results showed that the bacteria formed biofilms preferentially localized on the apical region of the ECM colonies, which could indicate a trophic interaction. Such an interaction has been subsequently confirmed. The results also showed that the physical interaction between L. bicolor and BBc6 is not specific since all thirteen other bacterial strains tested formed biofilms on the hyphae of L. bicolor. On the other hand, BBc6 was unable to form biofilms on some fungi belonging to Ascomycetes, suggesting the existence of inhibition mechanisms. Moreover, the study of the BBc6 biofilm matrix revealed networks of DNA-containing filaments which seem to structure these biofilms and which have also been observed in all the bacterial strains tested. These results reveal a structural role of the DNA molecule, a role that has been rarely reported so far despite its probable high occurrence. Finally, it has been shown that BBc6 mutants having lost their helper effect presented a modified phenotype concerning their biofilm formation on abiotic surface, suggesting a potential link between the helper effect and the biofilms formation

Les glossines (mouches tsétsé) sont les vecteurs des trypanosomes africains, responsables de la Trypanosomose Humaine Africaine (THA) ou maladie du sommeil en Afrique sub-saharienne. De nouvelles stratégies de lutte contre la THA visent à utiliser les symbiontes de la glossine pour augmenter sa réfraction à l'infection par les trypanosomes. La mise en place de telles approches nécessite une bonne connaissance des bases moléculaires et cellulaires des interactions entre les symbiontes, la glossine et le trypanosome. Les objectifs de cette thèse étaient, i) d'évaluer l'évolution des densités des symbiontes (Wigglesworthia glossinidia et Sodalis glossinidius) au cours du cycle de développement du vecteur et ii) de caractériser les gènes de Sodalis, Glossina palpalis gambiensis et Trypanosome brucei gambiense en interaction et qui s'expriment différentiellement au cours de l'infection. Nous avons pu montrer la présence permanente des deux symbiontes quel que soit le stade de développement de la glossine, ce qui permet leur utilisation dans le cadre du contrôle des vecteurs. Par la suite, des infections expérimentales ont été réalisées sur des glossines d'insectarium. Des glossines de l'espèce G. p. gambiensis ont été gorgées sur des souris infectées par T. b. gambiense. L'analyse des métatranscriptomes des glossines infectées versus réfractaires à l'infection nous ont permis de mettre en évidence les gènes de Sodalis, G. p. gambiensis et T. b. gambiense différentiellement exprimés aux étapes clé de l'infection. Les résultats qui découlent de cette thèse mettent la lumière sur la complexité des interactions Sodalis - G. p. gambiensis - T. b. gambiense et soulignent l'implication des bactériophages du symbionte S. glossinidius dans la réfraction des glossines à l'infection. Mots clés : maladie du sommeil, mouche tsétsé, trypanosome, symbiontes, compétence vectorielle, expression de gènes. / Tsetse flies are the vectors of African trypanosomes, the causative agents of human African trypanosomiasis (sleeping sickness)in sub-saharan Africa. New sleeping sickness control strategies plan to use tsetse gut symbionts to increase tsetse flies refractoriness to trypanosomes infection. Such approaches require good knowledge on the molecular and cellular basis of interactions between symbionts, tsetse fly and trypanosome. This thesis aimed to i) assess the evolution of Glossina palpalis gambiensis symbionts (Wigglesworthia glossinidia and Sodalis glossinidius) densities throughout the host fly development cycle and ii) to characterize genes of Sodalis, G. p. gambiensis and Trypanosoma brucei gambiense in interaction, which are differentially expressed during the infection. We showed that both symbionts are present in all tsetse fly development stages, allowing their use in the context of vector control. Subsequently, experimental infections were performed on colonies flies. G. p. gambiensis female flies were fed on T. b. gambiense hosting mice. Transcriptome of infected flies and flies that have cleared trypanosome they ingested were analysed. This allow us identifying genes of Sodalis, G. p. gambiensis and T. b. gambiense differentially expressed at the infection key stages. Our results highlight the complexity of interactions between Sodalis, G. p. gambiensis, T. b. gambiense and underline the involvement of bacteriophages hosted by S. glossinidius in tsetse fly refractoriness to trypanosome infection. Key words: sleeping sickness; tsetse fly; trypanosome; symbionts; vector competence; gene expression.

Les légumineuses sont capables de développer des organes symbiotiques, les nodules, qui hébergent des bactéries du sol appelées rhizobia. Au sein des nodules les rhizobia intracellulaires se différencient en bactéroïdes capables de réduire l'azote atmosphérique en ammonium au bénéfice de la plante. En contrepartie, la plante alimente la bactérie en sources de carbone. Des études récentes sur le modèle symbiotique Medicago/Sinorhizobium ont montré dans les nodules la forte présence d'une grande diversité de peptides appelés NCR qui sont similaires aux peptides antimicrobiens (AMP) impliqués dans l'immunité innée. Ces NCR sont responsables du maintien de l'homéostasie entre les cellules hôtes et la forte population bactérienne qu'elles contiennent. Bien que certains NCR sont de vrais AMP, capable de tuer des bactéries in vitro, dans les nodules ils induisent plutôt une différenciation terminale caractérisée par une élongation cellulaire, une amplification du génome, une perméabilité membranaire et une perte des capacités de division de la bactérie. Néanmoins le mode d'action des NCR reste à élucider. Au cours de ma thèse j'ai participé à la caractérisation des processus de différenciation dans le modèle Aeschynomene, une légumineuse tropicale, Bradyrhizobium.Dans un premier temps, une nouvelle classe de NCR a été identifiée chez différentes espèces d'Aeschynomene. Ces NCR sont responsables de la différenciation des Bradyrhizobium via un processus similaire à celui décrit chez Medicago. Ces résultats suggèrent une évolution convergente des processus de différenciation chez les Dalbergioïdes (Aeschynomene) et le clade des IRLC (Medicago).Ensuite, pour identifier les fonctions bactériennes requises lors de la différenciation, j'ai criblé 53 mutants Tn5 d'Aeschynomene indica fix- . Huit gènes bactériens dont la mutation inhibe ou affecte le processus de différenciation ont été identifiés. Parmi eux, je me suis focalisé sur la DD-CPase une enzyme de modification du peptidoglycane et sur 2 gènes impliqués dans l'homéostasie du phosphate.La caractérisation du gène DD-CPase1 a permis de démontrer que le remodelage du peptidoglycane est requis pour une différenciation correcte des bactéroïdes chez les plantes hôtes qui produisent des NCR, en général, et chez Aeschynomene en particulier. Ces résultats suggèrent une interaction possible entre DD-CPase1 et des NCR conduisant à l'endoréplication des bactéroïdes.Enfin, j'ai étudié les propriétés physiologiques et symbiotiques des mutants pstC et pstB. Les mutants Tn5 des gènes pstC et pstB de la souche ORS285 de Bradyrhizobium sont sévèrement affectés par la carence en phosphate en culture pure et leurs propriétés symbiotiques (différenciation, réduction de l'azote) sont fortement réduites. Des analyses fonctionnelles plus approfondies de l'opéron Pst devraient permettre une meilleure compréhension du lien entre l'homéostasie du phosphate et l'efficience symbiotique dans l'interaction Aeschynomene-Bradyrhizobium.Mes travaux ont permis d'élargir nos connaissances sur l'évolution de la symbiose en montrant que le modus operandi impliquant des peptides dérivés de l'immunité innée utilisée par certaines légumineuses pour maintenir leur population bactérienne intracellulaire sous contrôle est plus répandue et ancienne qu'on ne le pensait et a été utilisée par l'évolution à plusieurs reprises. De plus différentes cibles bactériennes pouvant participer au processus de différenciation ont également été identifiées. / The legume species are able to form symbiotic organs, the nodules, that house soil bacteria called rhizobia. Within these nodules intracellular rhizobia differentiate into bacteroids, which are able to reduce atmospheric dinitrogen to ammonium for the benefit of the plants. In counterpart, the plants provide carbon sources to the bacteria. Recent studies on symbiotic model Medicago-Sinorhizobium showed that the nodules of M. truncatula produce a massive diversity of peptides called NCRs, which are similar to antimicrobial peptides (AMPs) of innate immune systems. These NCRs are responsible in maintaining the homeostasis between the host cells in the nodules and the large bacterial population they contain. Although many NCRs are genuine AMPs, which kill microbes in vitro, in nodule cells they do not kill the bacteria but induce them into the terminally differentiated bacteroids characterized by cell elongation, genome amplification, membrane permeability and loss of cell division capacity. However, the action mode of NCRs is still an open question. During my PhD thesis I focused on the identification of plant and bacterial functions required for bacteroid differentiation in the Aeschynomene-Bradyrhizobium model.Firstly, a new class of cysteine rich peptides (NCR-like) was identified in tropical aquatic legumes of the Aeschynomene genus, which belong to the Dalbergioid clade. These peptides govern terminal bacteroid differentiation of photosynthetic Bradyrhizobium spp. This mechanism is similar to the one previously described in Medicago suggesting that the endosymbiont differentiation in Dalbergioid and ILRC legumes is convergently evolved.Secondly, in order to identify the bacterial functions involved in bacteroid differentiation, I screened 53 fix- Tn5 mutants of the ORS278 strain on Aeschynomene indica. This screening allowed identify 8 bacterial genes, which inhibit or disorder the bacteroid differentiation. Among these identified genes, I focused on DD-CPase encoding a peptidoglycan-modifying enzyme and two genes pstC and pstB belonging to Pst-system.The characterization of DD-CPase gene demonstrated that the remodeling peptidoglycan enzyme, DD-CPase1, of Bradyrhizobium is required for normal bacteroid differentiation in host legumes that produce NCRs, in general, and in Aeschynomene spp., in particular. This prompts a possibility of direct interaction of DD-CPase1 with NCRs leading to endoreduplication of the bacteroids.Finally, I have investigated the physiological and symbiotic properties of different mutants of pstC and pstB genes. The Tn5 mutants of pstC and pstB genes of Bradyrhizobium sp. strain ORS278 severely affected symbiosis on A. indica and A. evenia. Further functional studies on pst-operon will provide deeper understanding the correlation between phosphate homeostasis and nitrogen fixation efficiency in Aeschynomene-Bradyrhizobium symbiosis.This study broadens our knowledge on the evolution of symbiosis by showing that the modus operandi involving peptides derived from innate immunity used by some legumes to keep their intracellular bacterial population under control is more widespread and ancient than previously thought and has been invented by evolution several times.

Le microbiote intestinal affecte la plupart des processus physiologiques de l’hôte, et plus particulièrement la digestion et le métabolisme. Cependant, les mécanismes moléculaires en jeu restent encore peu connus. Pour répondre à cette question, nous utilisons un modèle gnotobiotique simple : la larve de Drosophile monoassociée à un de ces symbiont naturel : Lactobacillus plantarum. Notre groupe a montré que L. plantarum promeut la croissance larvaire d’individus soumis à une carence en protéines. En effet, les larves monoassociées à L. plantarum se développent bien plus rapidement que des individus axéniques. Ainsi, L. plantarum tempère l’effet délétère de la carence nutritionnelle. Cette amélioration de la croissance repose en partie sur la hausse du niveau d’expression des protéases digestives de l’hôte ainsi que sur la modulation de la voie de signalisation TOR (Target Of Rapamycin) de la Drosophile par les bactéries symbiotiques. Notre travail s’est focalisé sur la recherche d’autres mécanismes génétiques impliqués dans l’interaction entre la Drosophile et L. plantarum au cours de la croissance larvaire. Nos résultats montrent que les variations génomiques naturelles de la Drosophile affectent l’intensité du bénéfice de croissance conféré par L. plantarum. En outre, les bases de notre étude ont permis de mettre en évidence que le microbiote intestinal a la capacité d'agir comme "tampon génétique" en compensant les défauts de croissance causés par le fond génétique des mouches. De plus, L. plantarum permet de diminuer la variation phénotypique de plusieurs caractères de la mouche tels que la croissance, la taille de certains organes et la durée du cycle larvaire. Nous avons également identifié le gène dawdle, codant un ligand de la voie TGF-β, comme acteur de l’interaction Drosophile-L. plantarum. De plus nous avons montré que Dawdle régule les protéases digestives de la Drosophile dans un contexte nutritionnel de carence en protéine, et cette régulation peut-être activatrice ou bien inhibitrice selon l’environnement microbien. / Intestinal microbiota can modulate virtually all aspects of their host physiology, and particularly, digestion and metabolism. However, the molecular mechanisms at play remain largely unknown. To tackle this question, we use a simple gnotobiotic model: Drosophila larvae monoassociated with one of its major natural symbiont, Lactobacillus plantarum. Previous work from our group showed that L. plantarum promotes the juvenile growth of larvae facing a protein scarcity, thereby dampening the deleterious effect of the nutrient deficiency on larval growth. This growth enhancement partially relies on the upregulation of intestinal proteases, as well as on the modulation of the host TOR (Target Of Rapamycin) pathway by the symbionts. My thesis work aimed at unraveling other host genetic mechanisms involved in the interaction between Drosophila and L. plantarum during growth. Our work showed that host natural genomic variations affect the fly physiologic response to L. plantarum. Furthermore, the bases of our work enabled to unveil a novel role of intestinal bacteria, revealing their ability to act as a genetic buffer to compensate the growth impairments due to the fly genetic background. In addition, L. plantarum decreases the phenotypic variations in various host fitness traits (growth, organ size, timing to pupariation) and it also confers robustness to organ patterning. Finally, we showed that the TGF-β ligand, Dawdle plays an important regulatory role on digestive enzymes in a protein-deficient nutritional context, and that this regulation can be inhibitory or activating depending on the microbial environment.

Les relations symbiotiques entre organismes sont essentielles pour l’évolution de la bio- diversité et le fonctionnement des écosystèmes. En milieu terrestre ou en milieu marin benthique les symbioses sont assez bien décrites. Si dans le plancton marin, les relations entre hôtes hétérotrophes et symbiontes photosynthétiques sont des phénomènes observés dès le 19ème siècle, les mécanismes fonctionnels qui régissent ces symbioses restent largement inconnus. C’est le cas de la symbiose entre certaines espèces de radiolaires et leurs symbiontes dinoflagellés. Il s’agit d’un modèle symbiotique, composé de deux unicellulaires eucaryotes, sur lequel je me suis concentré au cours de cette thèse. Ces deux organismes sont connus pour être largement répandus dans les océans et pour leur importance au sein des écosystèmes marins, et il est donc important de mieux caractériser ces symbioses afin d’approfondir nos connaissances de ces organismes. Grâce aux technologies de séquençage haut-débit il est désormais possible d’obtenir, pour ces organismes non cultivables mais isolés depuis l’environnement, une quantité sans précédent d’information génomique. Ces approches représentent une opportunité de décrypter les mécanismes à l’oeuvre dans ces interactions symbiotiques. Mon travail de thèse a combiné la création d’outils bioinformatiques dédiés à l’analyse de données de transcriptomique des holobiontes de radiolaires et dinoflagellés et l’étude de ce modèle de symbiose. Ce travail de doctorat contribue à une meilleure compréhension des mécanismes d’adaptation fonctionnelle et évolutive des organismes photosymbiotiques marins. / Symbiotic associations between organisms are essentials in biodiversity evolution and ecosystems functioning. In terrestrial environments or in the benthic marine environment, the symbioses encountered are fairly well described and studied. In the marine plankton, photosymbioses are phenomena described and observed since the 19th century. However, if the actors of these associations begin to be identified, the fundamental functional mechanisms for the establishment and the maintenance of these symbioses remain largely unknown. This is particularly true for the symbiotic association between symbiotic radiolarians and their dinoflagellate photosymbionts, two unicellular eucaryotes, which I was interested in during this thesis. These two organisms are known to be widespread in the oceans and for their key role in marine ecosystems, and it is therefore important to characterize these symbiotic events in order to deepen our knowledge of these organisms. Thanks to high-throughput sequencing technologies it is now possible to obtain an unprecedented amount of data for these unicellular organisms that are not cultivable and need to be directly isolated from the environment. These new technologies represent a unique opportunity to better characterized the mechanisms involved in these intimate cellular interactions. My Ph.D. work has combined the implementation of bioinformatics protocols and tools dedicated to the assembly and analysis of RNA-seq data as well as to the study of holobiont transcriptomes of radiolarians and dinoflagellates. This thesis contributes to a better understanding of the mechanisms of functional and evolutionary adaptation of marine photosymbiotic organisms.

Lors de cette thèse, nous avons présenté trois principaux types d'analyses du métabolisme, dont la plupart impliquaient la symbiose : dialogue métabolique entre un trypanosomatide et son symbiote, analyses comparatives de réseaux métaboliques et exploration de données métabolomiques. Tous ont été essentiellement basés sur des données de génomique où les capacités métaboliques ont été prédites à partir des gènes annotés de l'organisme cible, et ont été affinées avec d'autres types de données en fonction de l'objectif et de la portée de chaque analyse. Le dialogue métabolique entre un trypanosomatide et son symbiote a été explorée avec des objectifs fonctionnels et évolutifs qui comprenaient une analyse des voies de synthèse des acides aminés essentiels et des vitamines telles que ces voies sont classiquement définies, une exploration de réseaux complets métaboliques et une recherche de potentiels transferts horizontaux de gènes des bactéries vers les trypanosomatides. Les analyses comparatives effectuées ont mis l'accent sur les capacités métaboliques communes de bactéries appartenant à différents groupes de vie, et nous avons proposé une méthode pour établir automatiquement les activités métaboliques communes ou spécifiques à chaque groupe. Nous avons appliqué notre méthode d'énumération d'histoires métaboliques à la réponse de la levure à une exposition au cadmium comme une validation de cette approche sur une réaction au stress bien étudiée. Nous avons montré que la méthode a bien capté la connaissance que nous avons de cette réponse en plus de permettre de nouvelles interprétations des données métabolomiques mappées sur le réseau métabolique complet de la levure / In this thesis, we presented three main types of analyses of metabolism, most of which involved symbiosis: metabolic dialogue between a trypanosomatid and its symbiont, comparative analyses of metabolic networks and exploration of metabolomics data. All of them were essentially based on genomics data where metabolic capabilities were predicted from the annotated genes of the target organism, and were further refined with other types of data depending on the aim and scope of each investigation. The metabolic dialogue between a trypanosomatid and its symbiont was explored with functional and evolutionary goals which included analysing the classically defined pathways for the synthesis of essential amino acids and vitamins, exploring the genome-scale metabolic networks and searching for potential horizontal gene transfers from bacteria to the trypanosomatids. The comparative analyses performed focused on the common metabolic capabilities of different lifestyle groups of bacteria and we proposed a method to automatically establish the common and the group-specific activities. The application of our method on metabolic stories enumeration to the yeast response to cadmium exposure was a validation of this approach on a well-studied biological response to stress. We showed that the method captured well the underlying knowledge as it extracted stories allowing for further interpretations of the metabolomics data mapped into the genome-scale metabolic model of yeast

Le genre Bradyrhizobium est le genre de rhizobia qui nodule la plus grande diversité d’espèces de légumineuses. Certaines de ces bactéries ont la particularité d’établir une symbiose fonctionnelle avec des légumineuses du genre Aeschynomene en utilisant un processus Nod-indépendant. De plus, au sein des nodules d’Aeschynomene, les Bradyrhizobium subissent une différenciation terminale en bactéroïde qui s’accompagne de modifications métaboliques et morphologiques drastiques. A la différence de la majorité des autres rhizobia, des hopanoïdes sont retrouvés au sein des membranes de l’ensemble des souches de Bradyrhizobium, dont certains, de façon inédite, liés à l’une des très longue chaîne d’acide gras (VLCFA) présentent sur le lipide A du LPS de ces bactéries. De plus, le LPS des Bradyrhizobium photosynthétiques possède un antigène-O également inédit et non-immunogénique. Le but de cette thèse était de déterminer si les particularités de la membrane externe des Bradyrhizobium pouvaient être impliquées dans la physiologie de ces bactéries ainsi que dans l’initiation et le maintien de la symbiose avec Aeschynomene. Les résultats obtenus ont mis en évidence que les hopanoïdes et plus particulièrement ceux liés au lipide A, ainsi que les VLCFAs permettent de rigidifier la membrane externe des Bradyrhizobium. Ces propriétés leur confèrent ainsi une plus grande résistance face aux conditions de stress, dont celles présentes au sein des nodules d’Aeschynomene, ce qui permet aux Bradyrhizobium de maintenir une symbiose efficiente avec ces plantes. Ces travaux ont ainsi permis d’avancer dans la connaissance de la voie de biosynthèse et du rôle du LPS atypique et des hopanoïdes des Bradyrhizobium et pourrait conduire à la production d’inocula plus résistants. / The Bradyrhizobium genus is the genus of rhizobia which nodulates the widest range of legume species. Some of these bacteria have the peculiarity of establishing a functional symbiosis with legumes of the genus Aeschynomene using a Nod-independent process. Moreover, within Aeschynomene nodules, the Bradyrhizobium strains undergo a terminal differentiation into bacteroids which is accompanied by drastic metabolic and morphological changes. Unlike the majority of other rhizobia, hopanoids are found in the membranes of all the Bradyrhizobium strains, some of which linked to one of the very long chain fatty acid (VLCFA) on the lipid A of these bacteria. In addition, LPS of photosynthetic Bradyrhizobium have an O-antigen that is also unique and non-immunogenic. The aim of this thesis was to determine whether the peculiarities of the external membrane of Bradyrhizobium strains could be implicated in the physiology of these bacteria as well as in the initiation and maintenance of the symbiosis with Aeschynomene. The obtained results showed that hopanoids and more particularly those linked to the lipid A, as well as the VLCFAs rigidify and stabilize the outer membrane of Bradyrhizobium strains. These properties give them greater resistance to stress conditions, including those present in Aeschynomene nodules, which allows the Bradyrhizobium to maintain an efficient symbiosis with these plants. This work allowed us to advance in the understanding of the biosynthesis and the role of the atypical LPS and the hopanoids produced by the Bradyrhizobium strains and could lead to the production of more resistant inocula.