En utilisant le binôme Cupriavidus metallidurans CH34-Solanacées comme un modèle et comme un point de
départ, une étude sur l'interaction entre les plantes et les bactéries sur un substrat pollué par le cuivre a été menée
dans deux directions:
1 °) une étude en conditions de laboratoire sur les capacités de C. metallidurans CH34 à interagir avec Nicotiana
plumbaginifolia (les solanacées)
2 °) une étude sur le terrain visant à examiner les interactions entre cuprophytes et bactéries résistantes aux
métaux des régions minières du Katanga.
La première partie inclut une étude in silico visant à établir un catalogue des gènes C. metallidurans CH34
potentiellement impliqués par les interactions plantes-bactéries. Ce catalogue, tout en se reposant sur le génome
proche de Ralstonia solanacearum, bactérie phytopathogène de plusieurs espèces végétales appartenant
principalement à la famille des Solanaceae, il n'a pas pris en compte les orthologues des gènes clés de la
virulence de cette phytopathogène. Les gènes correspondants de C. metallidurans étaient situées sur les deux
chromosomes et ont des orthologues dans tous les génomes séquencés des Cupriavidus / Ralstonia et dans
Enterobacter sp. 638, endophyte de peuplier. L'étude transcriptomique, à l'aide de «microarray» a montré que
certains de ces gènes étaient induits, notamment des gènes impliqués dans la mobilité flagellaire (comme motA)
et dans la synthèse des polysaccharides extracellulaires étaient surexprimés pendant le contact entre les plantes et
les bactéries, tandis que phcA (impliqué dans la détection de la densité de population et dans la conversion
phénotypique) et des gènes impliqués dans la biosynthèse de pili étaient sousexprimés dans les conditions
expérimentales testées. En outre, le contact avec les plantes semble avoir induit la surexpression des gènes
impliqués dans la réponse de cuivre et d'autres métaux. La capacité de C. metallidurans CH34 à coloniser
l'endosphere de N. plumbaginifolia a été confirmée in vitro ainsi qu'un effet de promotion de la croissance des
plantes dans certaines conditions. Mais la densité de la colonisation (104-106 c.f.u/g. poids frais) est
considérablement réduite dans des conditions non stériles et en l'absence de pression de sélection métallique.
La deuxième partie de l'étude s'est concentrée sur la microbiologie de cuprophytes (Haumaniastrum katagense et
Crepidorhopalon tenuis) dans l'arc cuprifère du Katanga: des isolats Cuprorésistants appartenant aux genres
Stenotrophomonas et Sphingomonas prédominent dans la rhizosphère alors que des isolats appartenant aux
genres Methylobacterium, Xanthomonas et Variovorax prédominent dans l'endosphere. Certaines de ces
bactéries sont plus résistantes au Cu(II), à des concentrations minimales inhibitrices (MIC) allant jusqu'à 5 mM,
que C. metallidurans CH34 (MIC: 1,5 mM) et la plupart d'entre elles résistent également aux Zn(II), Co(II) et
Cd(II). Des isolats appartenant au genre Cupriavidus/Ralstonia ont été détectés dans la rhizosphère des
cuprophytes ainsi que les séquences 16S rDNA de C. metallidurans ont été également détectées dans l'ADN
total extrait des cuprophytes. La détection via la réaction de la polymérase en chaîne (PCR) de gènes de
résistance au cuivre correspondant à des protéines periplasmiques a confirmé la présence dans les bactéries
cuprorésistantes, principalement de copA et dans une moindre mesure celle de copK. Mais les gènes homologues
de copA et de copK n'ont pas été détectés dans tous les bactéries du genre Methylobacterium dont les membres
ont été pourtant les plus résistants aux métaux. Certaines bactéries isolées sont capables d'interagir avec le
système hormonal végétal et quelques unes semblent également manifester un effet de promotion de la
croissance des plantes. Les premières tentatives d'élaboration de protocoles de reinoculation des bactéries
endophytic cuprorésistantes dans Haumaniastrum katagense ont été effectués. La biologie moléculaire et
l'écologie des interactions plantes-bactéries et des mécanismes de résistance métallique décrits dans ce travail
peuvent préparer la voie à de nouvelles applications en bioremédiation (phytostabilization / phytoextraction de
métaux toxiques).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:ulb.ac.be:ETDULB:ULBetd-10132010-121238 |
| Date | 26 August 2010 |
| Creators | CUBAKA, ALFRED |
| Contributors | Meerts Pierre, El Jaziri Mondher, Kasongo Lenge Mukonzo Emery, Vander Wauven, Vangronveld Jaco, Ngongo Michel, Nathalie Verbruggen, Lumbu Simbi Jean-Baptiste, Max Mergeay |
| Publisher | Universite Libre de Bruxelles |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://theses.ulb.ac.be/ETD-db/collection/available/ULBetd-10132010-121238/ |
| Rights | restricted, J'accepte que le texte de la thèse (ci-après l'oeuvre), sous réserve des parties couvertes par la confidentialité, soit publié dans le recueil électronique des thèses ULB. A cette fin, je donne licence à ULB : - le droit de fixer et de reproduire l'oeuvre sur support électronique : logiciel ETD/db - le droit de communiquer l'oeuvre au public Cette licence, gratuite et non exclusive, est valable pour toute la durée de la propriété littéraire et artistique, y compris ses éventuelles prolongations, et pour le monde entier. Je conserve tous les autres droits pour la reproduction et la communication de la thèse, ainsi que le droit de l'utiliser dans de futurs travaux. Je certifie avoir obtenu, conformément à la législation sur le droit d'auteur et aux exigences du droit à l'image, toutes les autorisations nécessaires à la reproduction dans ma thèse d'images, de textes, et/ou de toute oeuvre protégés par le droit d'auteur, et avoir obtenu les autorisations nécessaires à leur communication à des tiers. Au cas où un tiers est titulaire d'un droit de propriété intellectuelle sur tout ou partie de ma thèse, je certifie avoir obtenu son autorisation écrite pour l'exercice des droits mentionnés ci-dessus. |
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