Docteur En Sciences Guillaume Morel La Levure Geotrichum
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UNIVERSITE PARIS-SUD XI Ecole doctorale : Gènes, Génomes, Cellules THESE Présentée pour obtenir le grade de Docteur en Sciences De l’Université Paris-Sud XI Orsay Spécialité : Biologie Par Guillaume Morel La levure Geotrichum candidum : taxonomie, biodiversité et génome Soutenue le 20 décembre 2012 Devant le jury composé de : Pr. Cécile FAIRHEAD, UMR8621, IGM Université Paris Sud XI Présidente du jury Dr. Sylvie DEQUIN, UMR1083-SPO, INRA Rapporteur Pr. Jean Luc SOUCIET, UMR7156 Université Louis Pasteur Strasbourg Rapporteur Pr. Claude GAILLARDIN, UMR1319 Institut MICALIS, INRA Examinateur Dr. Joëlle REITZ-AUSSEUR, Laboratoire SOREDAB Examinateur Dr. Serge CASAREGOLA, UMR1319 Institut MICALIS, INRA, Directeur de thèse AgroParisTech INRA UMR1319 MICALIS – CIRM Levures Avenue Lucien Brétignières - 78850 Thiverval Grignon REMERCIEMENTS Je souhaite tout d’abord remercier le Dr Sylvie Dequin, le Pr Cécile Fairhead, le Pr Jean- Luc Souciet et le Pr Claude Gaillardin pour m’avoir fait l’honneur de participer à mon jury de thèse et d’avoir accepté d’évaluer mon travail. Je tiens à remercier tout particulièrement Sylvie Dequin et Jean Luc Souciet d’avoir accepté d’être mes rapporteurs Je voudrais ensuite remercier les Dr Stéphane Aymerich et Dr Jean-Marie Beckerich pour m’avoir accueilli dans leur unité au sein de laquelle j’ai découvert un environnement de travail de qualité. Je tiens à remercier mon directeur de thèse, le Dr Serge Casaregola, pour m’avoir confié ce travail de recherche, ainsi que pour sa disponibilité, son aide et ses précieux conseils au cours de ces années. Merci pour avoir été tout simplement humain dans les moments les plus difficiles. Je souhaite remercier vivement Mme Choreh Farokh, chef de service de la direction scientifique du CNIEL, entreprise qui a soutenu financièrement cette thèse CIFRE. Les travaux réalisés dans le cadre de ma thèse ont été intégrés au projet ANR «Food- Microbiomes », merci aux Dr Pierre Renault, Joëlle Dupont, Georges Barbier, pour avoir suivi mes travaux lors des comités de pilotage. Merci à Jeanne et Antoine, collègues thésards du projet, avec qui j’ai eu le plaisir de parler et d’être formé à l’utilisation d’Eugène au cours d’une semaine frappée par la neige. Merci à Jonathan Kreplak pour m’avoir fourni les éléments nécessaires au bon fonctionnement d’Eugène sur la plateforme de l’URGI. Merci au consortium d’annotation de Geotrichum candidum, particulièrement Dominique Swennen et Djamila Onésime vos efforts pour notre but commun me touchent énormément. J’ai bien évidemment beaucoup de personnes à remercier, pas uniquement pour leurs compétences ou leur implication dans ma thèse, mais tout simplement pour leur soutien, leur gentillesse ou le souvenir impérissable qu’elles m’ont laissé. Merci aux filles du CIRM, pour leur aide et leur amitié. Merci à Noémie, Christelle et particulièrement Sandrine pour cette collaboration. Travailler à vos côtés a été vraiment agréable. Merci à Fatima, ce fut un plaisir de t’encadrer durant ton stage de MASTER2, merci pour cette collaboration fructueuse, pendant que l’annotation et Eugène me donnaient du fil à retordre. Merci à Stéphane Tribouillet, tu as toujours été présent et de bon conseil lorsque je débutais sur UNIX Un merci plein d’affection à Anne et Guy pour votre bonne humeur et votre soutien, sans vous le labo fonctionnerait beaucoup moins bien…Guy, tu passeras à la maison pour gouter un petit Bourgogne de derrière les fagots Merci à tous les membres de MICALIS grignonais, être à vos côté a été un véritable plaisir. Merci à Eliane pour son oreille attentive et sa bienveillance, merci à Mathieu, ton rire de l’autre côté du bâtiment résonne comme une bande son de ces années. Merci à Brigitte pour ses discussions dans la navette et le train Grignon-Montparnasse, ces moments m’ont permis d’être aussi un peu en vacances lorsque l’on mentionnait les dentelles de Montmirail et les beautés de la Drôme Provençale. Bon courage à Olivier, on a vraiment formé une bonne équipe de « thétards », Bon courage pour la suite et je te donne rendez-vous pour faire une bonne partie… Merci à mes amis, Yvain, Thibaut, Fabien, Charlotte, Alex, Morgan et tous les autres pour votre soutien. Merci d’avoir compris mes absences répétées et mes longs moments de silence radio pendant ces années de thèse. Je me rattraperais, promis… Pour finir, mes intimes remerciements vont à Céline, pour son soutien et sa patience, sa compréhension. De même, mille mercis à Maman et ma famille sans qui évidemment rien de cela n’aurait été possible. Enfin, MERCI à mon Papou qui n’aura hélas pas eu le temps de me voir soutenir ma thèse, toutes mes pensées se tourne vers toi. Ton souvenir, ton sourire et ton humour restent gravés dans mon âme. Merci pour tout ce que tu as pu me transmettre pendant 29 ans. SOMMAIRE LISTE DES FIGURES ......................................................................................... 5 LISTE DES TABLES............................................................................................ 7 INTRODUCTION GENERALE............................................................................. 8 RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE ..............................................................13 1 Le fromage, un écosystème microbien complexe ............................................... 14 1.1 Principes généraux de la technologie fromagère ...................................................... 14 1.2 La microbiologie de l’affinage ................................................................................... 15 1.2.1 Les flores bactériennes ...................................................................................................... 15 1.2.2 Les flores fongiques............................................................................................................ 16 2 Les levures Hémiascomycètes ............................................................................ 16 2.1 Taxonomie des levures .............................................................................................. 18 2.1.1 Méthodes d’identification biochimique, physiologique et morphologique ...................... 18 2.1.2 Méthodes d’identification moléculaire .............................................................................. 18 2.2 Rôles des levures dans les fromages ......................................................................... 20 3 La Levure Geotrichum candidum ........................................................................ 23 3.1 Taxonomie de Geotrichum candidum ....................................................................... 23 3.2 Morphologie .............................................................................................................. 26 3.3 Rôles de Geotrichum candidum dans les fromages .................................................. 28 3.4 Geotrichum candidum et santé ................................................................................. 30 3.5 Les autres utilisations de Geotrichum candidum ...................................................... 31 3.5.1 Production d’enzymes ........................................................................................................ 31 3.5.2 Lipases ................................................................................................................................ 31 1 4 Génomique évolutive des levures hémiascomycètes ......................................... 33 4.1 Génomique comparée des levures hémiascomycètes .............................................. 34 4.1.1 Les génomes des Saccharomycotina : Généralités ............................................................ 34 4.1.2 Sexualité et Mating type .................................................................................................... 36 4.1.3 Génomique des populations .............................................................................................. 39 5 Génomique et levures industrielles ................................................................... 40 5.1 Hybridations chez les espèces du genre Saccharomyces .......................................... 40 5.1.1 Hybridation entre Saccharomyces spp. .............................................................................. 42 5.1.2 Hybridation avec une espèce non Saccharomyces : Saccharomyces cerevisiae EC1118, Acquisition de gène par introgression ............................................................................... 44 5.1 Les transferts horizontaux (HGT) chez les champignons .......................................... 45 5.2 Modification de la régulation transcriptionelle chez les Saccharomyces ................. 47 5.3 Duplications de gènes chez S. cerevisiae. .................................................................. 48 6 Méthodes de typages ........................................................................................ 51 6.1 Enjeux des méthodes de typage ............................................................................... 51 6.2 Principales méthodes de génotypages ...................................................................... 51 6.2.1 Pulsed Fragment Gel Electrophoresis (PFGE) ..................................................................... 52 6.2.2 Random Amplified Polymorphism DNA (RAPD) ................................................................. 53 6.2.3 Typage par PCR inter LTR ................................................................................................... 53 6.2.4 Microsatellite typing .........................................................................................................