Diversité et emploi de bactériophages à potentiel de lutte biologique contre les bactéries pathogènes de cultures tempérées et tropicales
En agriculture, la lutte chimique est peu efficace et comporte de nombreux inconvénients environnementaux et sanitaires notamment. Une alternative écologique prometteuse pour améliorer la santé végétale est de recourir aux ennemis naturels des microbes affectant les plantes. En effet, les bactériophages, virus capables d’infecter spécifiquement les bactéries, représentent un fort potentiel en tant qu’agents de biocontrôle contre des pathogènes végétaux qui affectent des cultures d’importance économique, notamment en Occitanie. Ce projet tend à évaluer le potentiel de ces parasites des bactéries, pour lutter contre des maladies des cultures de chou et manioc.
Objectifs
- Explorer la diversité des phages présents en région Occitanie afin d’isoler et de caractériser des phages efficaces contre les bactéries Xanthomonas qui infectent le chou et le manioc.
- Tester leur potentiel pour assainir des semences infectées.
- Déterminer les enjeux et freins sociétaux au développement et au déploiement de la thérapie phagique en agriculture via une réflexion interdisciplinaire intégrant la biologie et les sciences humaines et sociales.
Principaux résultats
- Détermination d’une gamme d’hôtes et génome de phages virulents efficaces contre Xanthomonas sur manioc et chou
- Constitution d’une banque de batériophages contre le pathogène du manioc
- Réalisation des séquences génomiques des phages les plus prometteurs
- Structuration d’un réseau de recherche multidisciplinaire sur les phages
Schématisation de la méthodologie : étapes clés et interactions entre les différentes composantes du projet.
Boîtes orange : outils stratégiques et objectifs spécifiques ;
Flèches beiges : motivations
- Isolement des bactériophages virulents
- Evaluation des spectres d’hôtes de ces isolats et sélection des phages actifs contre la majorité des souches pathogènes.
- Séquençage de ces phages pour mieux comprendre la relation entre la génétique du virus et celle des bactéries cibles
- Réalisation d’une série d’entretiens auprès de scientifiques afin d’identifier la vision des dynamiques des systèmes agricoles et de dresser un état des lieux sur l’utilisation actuelle des phages.
Greenphage (start-up biotech)
Côte caraïbe Colombienne / Castelnaudary
En Occitanie
- Boris SZUREK [phytopathologie], UMR PHIM, équipe XPLAIN, IRD Montpellier
- Alice BOULANGER [microbiologie], UMR LIPME, équipe SIX, Université de Toulouse
- Lionel GAGNEVIN [microbiologie, épidémiologie], UMR PHIM, équipe XPlain, CIRAD Montpellier
- Rémy FROISSART [virologie], UMR MIVEGEC, CNRS Montpellier
Hors d’Occitanie
- Clara TORRES-BARCELO [virologie], Pathologie Végétale, équipe Mistral, INRAE Avignon
- Charlotte BRIVES [sociologie], Centre Émile Durkheim, UMR Science politique et sociologie comparatives, équipe Axe SENS Science, ENvironnement, Santé, Université de Bordeaux
- Adriana BERNAL [microbiologie], Laboratorio de Interacciones Moleculares de Microorganismos
- Agricolas (LIMMA), Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia
- Michael GOMEZ SELVARAJ [agronomie], Phenomics Platform, CIAT, Cali, Colombia
Publications
- Article décrivant l’obtention d’une banque de bactériophages contre le pathogène du manioc (à venir)
- Note scientifiques sur l’utilisation des phages (à venir)
Communications
- Présentation du projet lors de la conférence annuelle du réseau français des Xanthomonadales, Noirmoutier, France, septembre 2024
Perspectives
- Réaliser des essais sur plantes en conditions de serre et de champ
- Créer un cadre adapté pour le co-développement de cette pratique en collaboration avec les acteurs socio-économiques
Consulter la présentation initiale du projet
Le genre Xanthomonas comprend des bactéries attaquant plus de 400 espèces végétales, dont des cultures d’intérêt économique pour l’Occitanie (Chou, tomate, melon…) mais aussi pour les pays du Sud (manioc, riz, banane..). Les traitements phytosanitaires conduisent à la stérilisation des sols et une pollution multi-échelle de l’environnement. Il est donc nécessaire d’opérer une transition dans les pratiques visant à protéger les plantes contre leurs bioagresseurs dans des conditions respectueuses de l’environnement. A cette fin, il convient donc de développer de nouvelles stratégies de lutte phytosanitaire moins polluantes et compatibles avec l’agroécologie.
Les bactériophages sont des organismes non-toxiques qui infectent strictement les bactéries de manière spécifique et sont présents dans l’environnement. Leur potentiel thérapeutique pour lutter contre les maladies a été démontré sur de nombreuses bactéries. Le but de ce projet est d’explorer et exploiter la biodiversité des bactériophages en présence dans les agroécosystèmes, afin de créer des cocktails de bactériophages permettant le biocontrôle des Xanthomonas pathogènes.
Nous reposons sur l’étude de deux modèles de bactériose, un premier touchant une culture tropicale (le manioc), et un second modèle affectant des cultures de milieu tempéré (Crucifères : chou, chou-fleur, brocoli..).
Nos objectifs :
– structurer et promouvoir la recherche sur les phages dans le domaine agricole en Occitanie
– caractériser la diversité des bactéries phytopathogènes du genre Xanthomonas en milieu agricole ainsi que celle des phages ayant un potentiel sanitaire ciblant la diversité bactérienne régionale
– caractériser les interactions entre les phages et les bactéries au niveau moléculaire afin d’identifier des candidats phages efficaces pour des stratégies de biocontrôle à long terme
– apporter des connaissances sur la faisabilité agronomique des stratégies de lutte que nous proposons
– évaluer l’acceptabilité par les acteurs de terrain de l’usage de bactériophages comme alternative thérapeutique.
OcciPhage associe des chercheurs spécialisés en phytopathologie, épidémiosurveillance et génomique des interactions plante-pathogènes, des virologistes travaillant sur la biologie évolutive des bactériophages, des bactériologistes spécialistes de l’écologie microbienne et de l’interaction phages-phytobactéries, des agronomes et des sociologues.