Caractérisation moléculaire du microbiome bactérien associé aux nématodes entomopathogènes
Résumé
Les nématodes des genres Heterorhabditis et Steinernema sont des pathogènes d’insectes vivants dans les sols et sont commercialisés comme bio-insecticides pour lutter contre certains ravageurs de culture. Les stades infestants (IJs) vivent à l’état libre dans le sol et transportent en symbiose dans leur tube digestif des entérobactéries des genres Xenorhabdus et Photorhabdus qui seront ensuite libérées dans les insectes parasités. Il s’agit d’associations très spécifiques, puisque chaque espèce de nématode est généralement associée à une espèce unique de bactéries. Les bactéries symbiotiques sont capables de secréter un très grand nombre de toxines insecticides, de molécules permettant de neutraliser les défenses de l’insecte, de molécules antibiotiques et d’enzymes de dégradation. Les nématodes utilisent ainsi leurs symbiontes bactériens comme armes pour tuer l’insecte, pour éliminer les autres micro-organismes sensibles à leurs antimicrobiens et convertir la dépouille en sources nutritives qui leur permettront de se développer et de se multiplier. Lorsque les ressources sont épuisées, les nématodes se réassocient à leurs bactéries et quittent la dépouille de l’insecte à la recherche de nouvelles proies.
Si le cycle biologique des nématodes et le rôle joué par les symbiontes lors du processus infectieux sont bien documentés, peu de choses sont connues sur l’écosystème microbien transporté par les larves infestantes du nématode. Il a été montré que des bactéries appartenant à des genres très variés (Acinetobacter, Ochrobactrum, Paenibacillus, Pseudomonas, Alcaligenes, etc…) étaient régulièrement associées à des nématodes entomopathogènes (1, 2). Nous nous intéressons au rôle de ce microbiome dans le processus infectieux du couple bactério-helminthique, en combinant des approches de comparaison génomique in silico et des approches de métagénomiques descriptives et fonctionnelles.
L’analyse de génomique comparative met en évidence que les bactéries Xenorhabdus et Photorhabdus peuvent partager de nombreux gènes de leur génome accessoire avec des bactéries de l’environnement (sol et plantes), ce qui suggère des transferts génétiques horizontaux fréquents dans une niche écologique d’espace restreint (nématode ou cadavre de l’insecte). Les premiers résultats obtenus en PCR-TTGE ciblant l’ADNr 16S révèle la présence d’un cortège bactérien inter-cuticulaire stable chez certains nématodes.
Ces données préliminaires nous permettront d’engager un programme de séquençage à haut débit afin d’identifier en profondeur ce microbiome. A moyen terme, ce projet devrait nous permettre de caractériser le pathobiome des nématodes entomopathogènes et mieux caractériser le rôle de l’holobionte (macroorganisme et son cortège de microorganismes) dans le processus infectieux des nématodes entomopathogènes.
(1) Gouge DH & Snyder JL (2006). Temporal association of entomopathogenic nematodes (Rhabditida: Steinernematidae and Heterorhabditidae) and bacteria. J. Invertebrate Pathology 91: 147–157.
(2) Babic I, Fischer-Le Saux M, Giraud E, Boemare N (2000). Occurrence of natural dixenic associations between the symbiont Photorhabdus luminescens and bacteria related to Ochrobactrum spp. in tropical entomopathogenic Heterorhabditis spp. (Nematoda, Rhabditida). Microbiology 146:709–718.
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