Diversité fonctionnelle des Actinomycètes des sols d'une foret

Les microorganismes du sol rhizosphérique

Le sol n’est pas simplement le support dans lequel les plantes s’enracinent et puisent les éléments nutritifs indispensables à leur développement. Il sert également de réservoir de microorganismes en termes de diversité et de densité (Bourguignon, 2009). En effet, les microorganismes du sol sont représentés par quelques métazoaires, des protozoaires, des algues microscopiques, des champignons, des bactéries telles que des Actinomycètes, des cyanobactéries et des virus (Wild, 1993 ; Maier et al., 2000). Roger et al., (2001) ont proposé une représentation qui illustre différent taxon des microorganismes telluriques fondée sur des classifications traditionnelles qui montrent les caractéristiques trophiques des organismes et leurs activités.

Caractères morphologiques des Actinomycètes

Les Actinomycètes sont caractérisés par une grande diversité morphologique qui varie du simple bacille (la plupart des mycobactéries) diphtéroïde à des formes mycéliennes complexes (comme le genre Streptomyces) (Gottlieb, 1973). Le mycélium peut se développer sur et dans le milieu (mycélium végétatif ou mycélium de substrat) ou dans l’air au-dessus du substrat (mycélium aérien). Le développement de certains Actinomycètes engendre un mycélium non persistant qui se transforme rapidement en une masse bactéroïde irrégulière et d’autres peuvent présenter des mycélia très rudimentaires. Il peut y avoir aussi une production de spores par les filaments. Les spores produites sont soient isolées soient groupées ou même enfermées dans un sporange ou conidie qui libère des spores de formes variées, d’aspect lisse ou ridé, soit isolées ou groupées en chaine (Perry et al., 2004). Une colonie d’Actinomycète est constituée par une accumulation d’hyphe ramifié contrairement aux bactéries filamenteux qui sont formées par l’accumulation des cellules. L’analyse par image montre deux catégories d’hyphe : l’hyphe dispersé (se présente sous deux formes : « freely dispersed » ou hyphe indépendant dispersé et le « mycelial clumps » qui est un masse ou agrégat de mycélium) et l’hyphe pellets (Perry et al., 2004). L’observation macroscopique des colonies formées par les Actinomycètes sur des milieux solides montre différents aspects qui peuvent être regroupés en trois types :
 Des colonies poudreuses habituellement couvertes d’hyphes aériens fermement attachés au milieu.
 Des colonies pâteuses, rugueuses ou lisses, rarement couvertes de mycélium aérien, et qui peuvent être facilement détachées des milieux solides.
 Des colonies exemptes de mycélium de substrat et se composent d’hyphes aériens attachés au milieu par des crampons (Kalakoutskii et Agre, 1976).
Ces colonies sont généralement de taille moyenne (1 à 4 mm de diamètre). Elles sont très souvent pigmentées en blanc, crème, jaune, orange, vert, violet, rose, gris, noir, etc (Leclerc 1975).

Importance des Actinomycètes

La capacité à se développer sur divers substrats et l’aptitude à synthétiser de très nombreux métabolites bioactifs sont deux propriétés les plus significatives des Actinomycètes (Lopes et al., 1999). Ils sont les plus prolifiques en tant que producteurs d’antibiotique, d’où ils ont un rôle important dans le secteur pharmaceutique. Les deux tiers des antibiotiques isolés jusqu’ici sont estimés parmi ceux produits par les Actinomycètes (Leclerc et al., 1986). Les antibiotiques produits par les Actinomycètes sont d’abord connus pour être appliqués principalement dans la santé humaine, mais ils présentent aussi des intérêts significatifs dans la santé animale et dans le domaine de l’agriculture (Berdy, 2005). Parmi les nombreux antibactériens issus d’Actinomycètes, on peut citer comme exemple :
 Les gentamicines produites par Micromonospora spp, utilisées pour le traitement des infections sévères des germes Gram négatif. Elles sont administrées par voie parentérale.
 La rifampicine, c’est un dérivé de la rifamicine produite par Nocardia mediterranei, appliqué dans le traitement de la tuberculose.
Outre les antibactériens, plusieurs molécules issus des Actinomycètes exercent une activité antifongique. A titre d’exemple, la nystamine, un tetraène extrait de culture de Streptomyces noursei, est un antifongique le plus exploité en thérapeutique (Ouhdouch, 2001). Les Actinomycetes sont utilisés également dans le contrôle des maladies des végétaux (insecticides, herbicides et régulateurs du métabolisme végétal). La blasticidine S, par exemple, est un puissant fongicide de type nucléotidique, connue pour son activité sur Piricularia oryzae, pathogène chez le riz (Demain, 1995). Les Actinomycètes ont une fonction écologique au sein des écosystèmes : la décomposition des substances organiques. Comme ils sont très nombreux dans les sols et se joignent aux autres bactéries et aux champignons pour former les nettoyeurs de la nature et formateurs d’humus. Ils prolifèrent surtout quand les bactéries terminent leur action. Ainsi, ils jouent un rôle prépondérant dans la fertilisation des sols (Mariat et Sebald 1990).

Tests d’activité antimicrobienne des extraits

L’objectif est de tester l’activité biologique des extraits obtenus précédemment sur des souches de référence selon la technique de diffusion sur gélose. La méthode de diffusion sur gélose est une méthode préliminaire qui permet de repérer les produits qui sont actifs sur les souches de référence et d’évaluer la sensibilité de ces souches. Elle consiste à déposer, sur une culture de germes de référence préalablement ensemencées, des disques imbibés d’extrait. La diffusion de l’extrait sur le milieu peut inhiber la croissance des souches à tester. Pour les bactéries et la levure, une zone claire ou zone d’inhibition est observée lorsque l’extrait est actif, la sensibilité de ces germes peut être évaluée par la mesure du diamètre du halo d’inhibition qui peut varier en fonction de la souche testée (Duval et Soussy, 1990 ; Ferron, 1994).

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Table des matières

INTRODUCTION
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I. LE SOL RHIZOSPHERIQUE
I.1 Généralités
I.2 Les microorganismes du sol rhizosphérique
II. LES ACTINOMYCETES
II.1 Définition des Actinomycètes
II.2 Mode de reproduction
II.3 Caractères morphologiques des Actinomycètes
II.4 Classification des Actinomycètes
II.5 Physiologie et métabolisme des Actinomycètes
II.6 Production d’antibiotique par les Actinomycètes
II.7 Ecologie et distribution des Actinomycètes dans la nature
II.8 Importance des Actinomycètes
III. Stade écologique du sol forestier
MATERIELS ET METHODES
I. MATERIELS BIOLOGIQUES
I.1 Les sols
I.2 Les microorganismes tests
II. METHODES
II.1 Dénombrement et isolement des colonies d’Actinomycètes dans les 3 types de sol
II.2 Production et extraction des métabolites secondaires par les souches d’Actinomycètes
II.3 Tests d’activité antimicrobienne des extraits
II.4 Test d’antagoniste des souches d’Actinomycètes contre un agent phytopathogène
RESULTATS
III.1 Structure de la population des Actinomycètes dans les trois types de sol
III.1.1 Nombre des Actinomycètes pour chaque échantillon de sol
III.1.2 Identification morphologique des colonies des Actinomycètes présents dans les trois types de sol
III. 2 Activités antimicrobiennes des isolats d’Actinomycètes isolés
III. 2.1 Rendement d’extraction des métabolites secondaires
III.2.2 Effets des extraits sur les microorganismes pathogènes humains
III.2.3 Effets des extraits sur les agents phytopathogènes
DISCUSSION
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXE