INTERACTIONS ENTRE LES ORGANISMES VIVANTS
ย ย ย ย ย ย ย Lโinteraction est au centre de lโรฉcologie : il paraรฎt impossible dโidentifier un systรจme biologique dans son habitat naturel qui ne participe pas dans une forme dโinteraction. Elle joue un rรดle prรฉpondรฉrant au cours de lโรฉvolution des organismes qui interagissent. Au cours du temps, elle devient de plus en plus nombreuse et รฉtroite, et est ร lโorigine de la diversification des plantes, mais รฉgalement des microorganismes et des animaux participants aux interactions. De plus, elle conduit ร lโapparition de nombreuses adaptations morphologiques, biochimiques et comportementales des organismes impliquรฉs [38]. Les relations entre organismes vivants au sein des populations et des biocรฉnoses peuvent รชtre :
โข des relations symbiotiques qui incluent entre autres [38] :
– le commensalisme : relation dans laquelle un organisme, le commensal, tire un avantage alors que lโautre, lโhรดte, nโest affectรฉ. Souvent les deux organismes mangent ยซ ร la mรชme table ยป ;
– le parasitisme : mode de vie des organismes qui en parasite dโautres;
– le mutualisme : relation avantageuse entre deux organismes ;
– la pathogรฉnicitรฉ : condition de vie des organismes provoquant une maladie ;
Par ailleurs, la relation pourrait renfermer de nombreuses imbrications de liens รฉtroites, intimes dโรฉlรฉments divers.
โข des relations non symbiotiques qui sโexpriment, en gรฉnรฉral, par la compรฉtition. Cโest une interaction entre membres dโune mรชme population ou des populations qui tentent de se procurer une mรชme ressource essentielle, disponible quโen quantitรฉ limitรฉe. Pour cela, une espรจce peut aller jusquโร empรชcher ร une autre lโaccรจs ร cette ressource.
LES ENDOPHYTES
Il existe trois types dโendophytes :
โข les endophytes asymptomatiques : ce sont des microorganismes qui ne provoquent pas de maladie ร la plante hรดte durant presque toute la durรฉe de leur cycle de vie ร lโintรฉrieur de la plante hรดte (Bacillus spp., Cladosporium sp.) [45],
โข les endophytes symbiotiques : ils sont asymptomatiques mais qui forment des associations bรฉnรฉfique et mutuelle avec la plante hรดte. Cas des bactรฉries fixatrices dโazote (Acetobacter diazotrophicus), ou le champignon Rhizoctonia dans les graines des orchidรฉes [45],
โข les endophytes pathogรจnes latents : ce sont de vรฉritables phytopathogรจnes (Colletotrichum sp., Alternaria alternata, etc.) mais qui ne sโexpriment que si la plante se trouve dans des conditions dรฉfavorables ou de stress tel que la sรจcheresse, lโattaque par lesย insectes [45].
Les champignons Appelรฉ aussi ยซ mycรจte ยป, un champignon est un organisme : eucaryote, uni- ou pluricellulaire, comprenant de nombreuses cellules assemblรฉes en un rรฉseau de filaments : le mycรฉlium ou thalle. Lโhyphe est lโรฉlรฉment structural. Ce sont surtout les champignons microscopiques ou micromycรจtes qui criblent souvent par leurs hyphes fongiques les tissus des plantes. Le champignon est un organisme hรฉtรฉrotrophe et quand il se nourrit, le champignon fonctionne soit comme saprophyte, parasite ou symbiote.
Les bactรฉries Une bactรฉrie est un organisme procaryote, unicellulaire, microscopique (de lโordre de quelques microns ร 1 millimรจtre). Les bactรฉries prรฉsentent une diversitรฉ dans leur morphologie, leur biologie qui รฉvoque leurs caractรฉristiques structurales et fonctionnelles. Il existe principalement 3 catรฉgories de formes de bactรฉries : coque ou cocci โ bรขtonnet ou bacille โ spiralรฉe ou spirochรจte. Les bactรฉries sont classiquement reprรฉsentรฉes dans 12 ordres bien distincts et dont chacun constitue un groupe hรฉtรฉrogรจne dโorganismes [25, 26]:
PSEUDOMONALES โ CHALMYDOBACTERIALES โ HYPHOMICROBIALES โ EUBACTERIALES โ CARYOPHANALES โ ACTINOMYCETALES โ CYTOPHAGALES โ MYXOBACTERIALES โ SPIROCHETALES โ RICKETTSIALES โ CHLAMYDIALES โ MYCOPLASMATALES (qui constituent une classe isolรฉe, celle des MOLLICUTES).
Toutefois, les bactรฉries peuvent รชtre groupรฉes en GRAM NEGATIF (G+) et GRAM POSITIF (G-) selon la capacitรฉ de leur paroi ร fixer le colorant cristal violet (coloration de Gram).
ACTIVITES DES ENDOPHYTES DANS LA PLANTE HOTE
Facilitรฉ dโaccรจs aux nutriments
โข Au cours de la germination des graines, les endophytes jouent, chez les plantes telles que les orchidรฉes, un rรดle nourricier. De nombreuses orchidรฉes contiennent des champignons endophytes du genre Rhizoctonia. [23, 50]. Les graines dโorchidรฉes รฉtant si petites et non chlorophylliennes, manquent de nutriments pour alimenter la croissance des graines. Rhizoctonia, aprรจs la dispersion des graines, รฉmet ses mycรฉliums hors de la graine et puisent ร lโextรฉrieur les nutriments qui lui sont nรฉcessaires. Corrรฉlativement lโembryon sera alimentรฉ.
โข Au niveau du systรจme racinaire, des microorganismes endosymbiotes qualifiรฉs dโendomycorhizes augmentent lโabsorption de lโeau et des nutriments du sol dans la rhizosphรจre. [19, 23]. Par exemple, les glomales, avec le genre Glomus, qui forme des mycorhizes ร arbuscule font bรฉnรฉficier la plante hรดte du phosphore quโils absorbent. Il existe aussi ceux qui sont capable de fixer lโazote atmosphรฉrique, qui aprรจs transformation, sera utilisรฉ par la plante : cas de Rhizobium et Frankia.
Influence sur la biologie de la plante hรดte
โข Des endophytes (Alternaria et Cladosporium) semblent induire une abscission prรฉmaturรฉe et la sรฉnescence des feuilles (chez le blรฉ et les haricots) [21].
โข En revanche, dโautres microorganismes comme Rhodococcus, une bactรฉrie qui peut รชtre un endophyte, retarde la sรฉnescence de la plante hรดte aprรจs son infection [13].
โข Il existe des microorganismes qui entraรฎnent un phรฉnomรจne de gigantisme chez la plante, cโest le cas de Gibberella fujikuroรฏ, un champignon endophyte rencontrรฉ chez le riz. Ce champignon produit de la gibbรฉrelline, un facteur de croissance vรฉgรฉtale favorisant la germination et la croissance des plantes. [38, 59]
โข En outre, dโautres microorganismes comme Agrobacterium provoquent des tumeurs, qui sont des amas de cellules indiffรฉrenciรฉes, chez la plante hรดte. Ces excroissances peuvent รชtre utilisรฉes comme explant de la multiplication vรฉgรฉtative [13].
Protection de la plante hรดte contre leurs ennemis naturels Les endophytes peuvent รชtre des candidats potentiels comme contrรดleurs biologiques en protรฉgeant la plante hรดte des alรฉas de lโenvironnement et de leurs ennemis naturels tels que les herbivores et les microorganismes pathogรจnes. Lorsque lโaptitude de la plante hรดte ร vivre est rรฉduite par les diffรฉrents stress de lโenvironnement, la vie des endophytes sera aussi affectรฉe. Dans cette optique, il sโavรจre capital pour les endophytes de protรฉger leur hรดte. Pourย cela, ils stimulent la plante ร produire des substances allรฉlochimiques comme les phytoalexines, les phรฉnols, les flavonoรฏdes et les alcaloรฏdes qui sont gรฉnรฉralement des mรฉtabolites secondaires toxiques qui paraissent protรฉger les plantes [58]. Par ailleurs, les endophytes peuvent construire et porter des gรจnes antibiotiques et insecticides contre les pathogรจnes, les insectes et les herbivores respectivement [29]. Les rรดles bรฉnรฉfiques des endophytes peuvent รชtre classรฉs en 2 catรฉgories bien distinctes en se basant sur leur activitรฉ potentielle [21] :
โข Endophytes : Promoteurs de croissance
โข Endophytes : Agents de contrรดle biologique
Induction de synthรจse de mรฉtabolites secondaires chez les bactรฉries
ย ย ย ย ย ย ย ย Les bactรฉries sont cultivรฉes dans des conditions difficiles mais maรฎtrisรฉes, afin d’obtenir des concentrations beaucoup plus รฉlevรฉes en mรฉtabolites secondaires. Les bactรฉries sรฉlectionnรฉes sont rรฉgรฉnรฉrรฉes et cultivรฉes dans des conditions de stress de faรงon ร les pousser ร produire des mรฉtabolites secondaires. Pour cela, les souches pures de bactรฉries sont multipliรฉes dans un milieu nutritif liquide (Bouillon de peptone de soja 5 g/l), un milieu pauvre non renouvelรฉ, pendant quelques jours. La concentration de la population bactรฉrienne est mesurรฉe journaliรจrement au densitomรจtre (Il mesure la densitรฉ optique dโune suspension bactรฉrienne rรฉalisรฉe dans un tube de milieu liquide) jusquโร ce que la croissance bactรฉrienne reste stationnaire. Lorsque la phase stationnaire est atteinte, le bouillon est centrifugรฉ 30 minutes ร une vitesseย de 36000 t/min. puis filtrรฉ. Le filtrat obtenu constitue un extrait de cellules et de milieu de culture qui est par la suite utilisรฉ pour le test biologique.
Le protocole de dรฉsinfection
ย ย ย ย ย ย ย ย ย La concentration et la durรฉe de contact avec les explants devraient รชtre prรฉalablement mises au point. Elles dรฉpendent gรฉnรฉralement de lโespรจce, de lโรขge de la plante, des diffรฉrentes parties de la plante (tige, feuilles, racines, etc.). Les dรฉsinfectants les plus souvent employรฉs sont lโhypochlorite de sodium (eau de javel commercial), lโhypochlorite de calcium et lโรฉthanol 70 % [4, 17, 22, 27]. Aprรจs diffรฉrents essais dans la mise au point du protocole, nous avons choisi dโutiliser comme dรฉsinfectants :
โ lโhypochlorite de calcium (CaOCl2) au lieu de lโeau de javel car CaOCl2, ramenรฉ ร concentration identique ร celle de lโeau de javel, est plus efficace (lโefficacitรฉ est quantifiรฉe sur la prรฉsence ou non des microorganismes qualifiรฉs de contaminants dans laย derniรจre eau de rinรงage). Quant ร la concentration, nous avons employรฉ 3 % de CaOCl2. De plus, lโavantage dโutiliser CaOCl2 est quโil a la propriรฉtรฉ de ne pas pรฉnรฉtrer dans les tissus, ce qui nous permettrait de prรฉserver la population microbienne existant dans les tissus vรฉgรฉtaux ;
โ lโรฉthanol : il est surtout efficace lorsque sa teneur alcoolique est ramenรฉ ร 70 %V dโalcool. A cette teneur, elle renforce lโaction des autres dรฉsinfectants ;
โ en outre, pour les graines, nous avons optรฉ pour le flambage aprรจs rinรงage dans lโรฉthanol 70 % รฉtant donnรฉ que la graine possรจde une enveloppe souple protรฉgeant lโamande, qui aprรจs sera enlevรฉe.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I GENERALITES
I-1 Interactions entre les organismes vivants
I-2 Interaction plante – microorganisme
I-3 Introduction ร lโendophytisme
I-3-1 Historique
I-3-2 Terminologie
I-3-3 Dรฉfinition
II BIOLOGIE DES ENDOPHYTESย
II-1 Les endophytes
II-1-1 Les champignons
II-1-2 Les bactรฉries
II-2 Notion dโรฉcologie des endophytes
II-2-1 Localisation
II-2-2 Distribution
II-2-3 Source des endophytes
II-3 Action des facteurs du milieu
II-3-1 La plante hรดte
III-3-2 Lโenvironnement
II-3-2-1 Les facteurs biotiques
II-3-2-2 Les facteurs abiotiques
III- IMPORTANCE DES ENDOPHYTES
III-1 Activitรฉs des endophytes dans la plante hรดte
III-1-1 Facilitรฉ dโaccรจs aux nutriments
III-1-2 Influence sur la biologie de la plante hรดte
III-1-3 Protection de la plante hรดte contre leurs ennemis naturels
III-2 Endophytes : source de mรฉtabolites bioactifs
IV- LES METABOLITES SECONDAIRES
IV-1 Les mรฉtabolites secondaires des plantes
IV-2 Les mรฉtabolites secondaires de microorganismes
IV-3 Les mรฉtabolites secondaires du systรจme symbiotique
DEUXIEME PARTIE : PARTIE EXPERIMENTALE
I- MATERIELS
I-1 Le matรฉriel vรฉgรฉtal
I-1-1 Systรฉmatique
I-1-2 Description
I-1-3 Distribution
I-1-4 Biologie
I-1-5 Phytochimie
I-1-6 Utilisation
I-2 Les parties vรฉgรฉtales utilisรฉes
I-3 Les souches bactรฉriennes
I-4 Les milieux dโรฉtude
I-5 Les dรฉsinfectants
II- METHODOLOGIE
II-1 Technique dโisolement des souches pures
II-1-1 Choix des รฉchantillons ร รฉtudier
II-1-2 Traitement des รฉchantillons
II-1-2-1 La stรฉrilisation en surface
II-1-2-2 Prรฉparation des รฉchantillons stรฉriles pour la culture
II-1-3 Culture
II-1-3-1 Inoculation du milieu
II-1-3-2 Incubation
II-1-3-3 Lecture des boรฎtes et transfert
II-1-4 Purification des souches
II-1-5 Conservation des souches
II-2 Technique dโidentification
II-2-1 Lโรฉtude des caractรจres culturaux
II-2-2 Lโรฉtude des caractรจres morphologiques et structuraux
II-2-2-1 Examen microscopique
II-2-2-2 Les critรจres morphologiques et structuraux
II-2-3 Lโรฉtude des caractรจres physiologiques
II-2-4 Lโรฉtude des caractรจres biochimiques
II-3 Recherche dโactivitรฉ antimicrobienne
II-3-1 Induction de synthรจse de mรฉtabolites secondaires chez les bactรฉries
II-3-2 Etude de lโactivitรฉ antimicrobienne
II-3-2-1 Mรฉthode de diffusion sur gรฉlose ou mรฉthode des disques
II-3-2-2 Mode opรฉratoire : Antibiogramme
TROISIEME PARTIE : RESULTATS โ INTERPRETATIONS โ DISCUSSIONS
I- LES MICROORGANISMES ENDOPHYTES ISOLES
Interprรฉtations des rรฉsultats
Discussion
II- IDENTIFICATION DES MICROORGANISMES ENDOPHYTES
II-1 Les champignons endophytes de Eugenia jambolana
Interprรฉtations des rรฉsultats
II-2 Les bactรฉries endophytes de Eugenia jambolana
II-2-1 Etude des caractรจres culturaux
II-2-2 Etude des caractรจres morphologiques et structuraux
II-2-3 Etude des caractรจres physiologiques et biochimiques
Interprรฉtations des rรฉsultats
Discussion
III- ETUDE DE LโACTIVITE ANTIMICROBIIENNE
Interprรฉtations des rรฉsultats et discussions
CONCLUSION GENERALE
PERSPECTIVES
ANNEXES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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