Implication de la subérine dans la régulation de l'activité cellulolytique des espèces de Streptomyces causant la gale commune de la pomme de terre

Abstract

L’agent phytopathogène Streptomyces scabiei est une bactérie du phylum actinobactérie présent dans les sols à travers le monde. S. scabiei est l’agent principal responsable de la gale commune de la pomme de terre. Cette maladie est coûteuse pour les producteurs de la pomme de terre. En effet, la pomme de terre va perdre sa valeur commerciale lorsque la bactérie attaque le périderme du tubercule et provoque des lésions liégeuses en surface ou plus ou moins en profondeur. C’est dans le périderme de la pomme de terre que la subérine va se déposer pour protéger le tubercule des agressions biotiques. Des études antérieures ont mis en évidence le rôle de la subérine comme inducteur de la production de thaxtomine A (phytotoxine essentielle à la virulence) chez S. scabiei. De même, la subérine va induire chez S. scabiei, la sécrétion d’enzymes dégradant les parois végétales, en particulier des glycosyl hydrolases, dont des cellulases. Cette thèse vise à élucider les mécanismes impliques dans la production de cellulases chez la souche S. scabiei EF-35. Dans un premier temps, le sécrétome de S. scabiei ayant poussé en présence de subérine et cellulose, soit avec un seul des deux polymères, a été analysé. Ces analyses du sécrétome ont révélé que l’addition de subérine dans un milieu contenant de la cellulose induisait une surproduction de glycosyl hydrolases. L’induction des enzymes cellulolytiques par la subérine, correlait avec la présence d’un inhibiteur de subtilase (SCAB_8801) qui pourrait jouer un rôle dans la différenciation cellulaire et le métabolisme secondaire. Ces résultats ont permis d’avancer un modèle dans lequel la subérine et le cellobiose jouent conjointement un rôle pour activer les mécanismes de virulence de la bactérie. Dans un deuxième temps, nous avons voulu savoir si le cellobiose (la molécule résultante de la dégradation de la cellulose) induisait des enzymes cellulolytiques chez S. scabiei, mais aussi chez deux autres espèces de Streptomyces pathogènes et une espèce de Streptomyces non pathogène. L’activité cellulolytique de S. scabiei en présence de subérine est beaucoup plus importante que lorsque la bactérie est en présence de cellobiose (de cinq à dix fois supérieure). De même, la présence de subérine dans le milieu de culture de S. scabiei augmente l’expression rélative des gènes des cellulases. Les deux autres Streptomyces pathogènes (S. acidiscabies et S. turgidiscabies) exhibent un profil contraire à S. scabiei. En effet, S. acidiscabies et S. turgidiscabies affichent une activité cellulolytique et une expréssion rélative des gènes de cellulases plus importante dans le milieu supplémenté de cellobiose que dans le milieu supplémenté de subérine. Streptomyces scabiei semble donc mieux adaptée que les autres espèces de Streptomyces à dégrader le matériel cellulosique encastré dans les parois subérisées du périderme. Les résultats présentés dans cette thèse visent à apporter des éléments de réponse pour mieux comprendre les interactions S. scabiei – pomme de terre. Ainsi, les biopolymères retrouvés dans la pomme de terre (subérine et cellulose) vont jouer un rôle crucial dans la virulence de l’agent phytopathogène. Cependant, il semblerait que S. scabiei s’est spécialisé au cours du temps à coloniser son hôte, la pomme de terre. La subérine induit la production de cellulases chez S. scabiei mais pas chez les autres deux Streptomyces pathogènes testés (S. acidiscabies et S. turgidiscabies). Ceci nous laisse penser que la subérine est impliquée dans des mécanismes qui restent encore à élucider.