SAKER Rafika

244 Pages·2016·8.06 MB·English

ةيبعشلا ةيطارقميدلا ةيرئازجلا ةيروهمجلا
يملعلا ثحبلا و يلاعلا ميلعتلا ةرازو

Université Ferhat Abbas Sétif 1 1 فيطس ،سابع تاحرف ةعماج
Faculté des Sciences de la ةايحلا و ةعيبطلا مولع ةيلك
Nature et de la Vie

DEPARTEMENT DE MICROBIOLOGIE
N° /SNV/2015
………………………………………….…………..…….……
Thèse
Présentée par
SAKER Rafika
Pour l’obtention du diplôme de
Doctorat 3ème cycle
Filière: Biologie
Spécialité: Microbiologie
Thème
Recherche de nouveaux taxons d’actinobactéries halophiles
des sols sahariens et potentialités antagonistes

Soutenue publiquement le …..…/……../2015
Devant le Jury
Président ZERROUG Mohamed Mihoub Pr. UFA Sétif 1
Directeur SABAOU Nasserdine Pr. ENS Kouba. Alger
Co-directeur BOURAS Noureddine MCA. Univ. Ghardaïa
Examinateurs BOUDEMAGH Allaoueddine Pr. Univ. Mentouri. Constantine
MEZAACHE Samia MCA. UFA Sétif 1
HABI Salah MCA. UFA Sétif 1

Laboratoire de Biologie des Systèmes Microbiens
ةيبعشلا ةيطارقميدلا ةيرئازجلا ةيروهمجلا
يملعلا ثحبلا و يلاعلا ميلعتلا ةرازو

Université Ferhat Abbas Sétif 1 1 فيطس ،سابع تاحرف ةعماج
Faculté des Sciences de la ةايحلا و ةعيبطلا مولع ةيلك
Nature et de la Vie

DEPARTEMENT DE MICROBIOLOGIE
N° /SNV/2015
………………………………………….…………..…….……
Thèse
Présentée par
SAKER Rafika
Pour l’obtention du diplôme de
Doctorat 3ème cycle
Filière: Biologie
Spécialité: Microbiologie
Thème
Recherche de nouveaux taxons d’actinobactéries halophiles
des sols sahariens et potentialités antagonistes

Soutenue publiquement le …..…/……../2015
Devant le Jury
Président ZERROUG Mohamed Mihoub Pr. UFA Sétif 1
Directeur SABAOU Nasserdine Pr. ENS Kouba. Alger
Co-directeur BOURAS Noureddine MCA. Univ. Ghardaïa
Examinateurs BOUDEMAGH Allaoueddine Pr. Univ. Mentouri. Constantine
MEZAACHE Samia MCA. UFA Sétif 1
HABI Salah MCA. UFA Sétif 1

Laboratoire de Biologie des Systèmes Microbiens
TABLE DES MATIERES

Avant-propos
Liste des abréviations
Index des tableaux
Index des figures
Résumé
صــــــــــخلم

INTRODUCTION GENERALE 1
REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
I. TAXONOMIE DES ACTINOBACTERIES 5
1. Critères d’identification des actinobactéries et taxonomie générale 5
1.1. Définition des actinobactéries et classification supragénérique 5
1.1.1. Définition 5
1.1.2. Classification supragénérique 5
1.2. Critères morphologiques 7
1.2.1. Caractères macromorphologiques 7
1. 2. 2. Caractères micromorphologiques 9
1.3. Critères physiologiques 10
1.3.1. Caractères physiologiques utilisés 10
1.3.2. Taxonomie numérique 10
1.4. Critères chimiques 11
1.4.1. Composition pariétale en acides aminés 11
1.4.2. Composition cellulaire en sucres 11
1.4.3. Compositions membranaire et pariétale en lipides 13
1.4.3.1. Les phospholipides 13
1.4.3.2. Les acides gras 13
1.4.3.3. Les ménaquinones 14
1.4.3.4. Les acides mycoliques 16
1.5. Critères moléculaires 16
1.5.1. Analyse des séquences du gène codant pour l’ARN ribosomique 16S 16
1.5.2. Hybridation ADN-ADN 20
1.5.3. Pourcentage en guanine-cytosine 20
2. Taxonomie des actinobactéries halophiles 21
2.1. Définition de l’halophilie et l’halotolérance 21
2.2. Actinobactéries halophiles 22
2.2.1. Famille des Actinopolysporaceae 22
2.2.2. Famille des Nocardiopsaceae 23
2.2.2.1. Nocardiopsis 23
2.2.2.2. Streptomonospora 23
2.2.2.3. Haloactinospora 24
2.2.2.4. Thermobifida 24
2.2.2.5. Salinactinospora 24
2.2.3. Famille des Pseudonocardiaceae 24
2.2.3.1. Saccharopolyspora 24
2.2.3.2. Saccharomonospora 25
2.2.3.3. Prauserella 25
2.2.3.4. Haloechinothrix et Yuhushiella 25
2.2.4. Espèces appartenant à d’autres genres 26
II. DISTRIBUTION DES ACTINOBACTERIES DANS L’ENVIRONNEMENT 26
1. Les actinobactéries en général 26
2. Les actinobactéries halophiles et halotolérantes 28
2.1. Distribution 28
2.2. Mécanisme d’adaptation aux conditions salines 28
2.2.1. Adaptation à la salinité par production d’osmoprotecteurs 29
2.2.2. Adaptation à la salinité par accumulation de KCl 29
III. IMPORTANCE DES ACTINOBACTERIES HALOPHILES 29
1. Production de composés antimicrobiens, antiviraux et anticancéreux 30
2. Production d’enzymes 31
3. Synthèse des solutés compatibles 32
4. Production de composés détoxifiants 32
5. Autres applications potentielles 33
IV. PROPRIETES ANTAGONISTES ET ANTIBIOTIQUES DES 33
ACTINOBACTERIES
1. Recherche de nouvelles molécules bioactives 33
1.1. Méthodes classiques 34
1.1.1. Isolement des actinobactéries et conditions de culture 34
1.1.2. Choix des microorganismes-cibles 35
1.1.3. Production et caractérisation des antibiotiques 35
1.2. Méthodes actuelles 35
2. Les antibiotiques produits par les actinobactéries 36
3. Les polycétones (polykétides) et les “ Non-Ribosomal Peptide Synthetases ” 37
3.1. Les polycétones (polykétides) 37
3.1.1. Différents types de PKS 38
3.2. Non-Ribosomal Peptide Synthetases (NRPS) 41

MATERIEL ET METHODES
I. SITES D’ETUDES ET ECHANTILLONS DE SOLS 44
1. Site d’étude 44
2. Echantillons de sols 45
2.1. Prélèvements 45
2.2. Caractéristiques pédologiques 45
II. ISOLEMENT, DENOMBREMENT, PURIFICATION ET CONSERVATION 45
DES SOUCHES
1. Milieux d’isolement 45
2. Technique d’ensemencement et conditions d’incubation 46
3. Dénombrement et sélection des actinobactéries 46
4. Purification et conservation 46
III. ETUDE TAXONOMIQUE DES ACTINOBACTERIES HALOPHILES 47
1. Etude morphologique 47
1.1. Étude macromorphologique 47
1.2. Etude micromorphologique 47
48
2. Etude chimique des constituants cellulaires
2.1. Obtention de la biomasse 48
2.2. Détermination de l’isomère de l’acide diaminopimélique et mise en évidence de la 48
glycine
2.3. Analyse des sucres 49
2.4. Identification des phospholipides membranaires 50
2.5. Identification des acides gras membranaires 51
2.5.1. Saponification 51
2.5.2. Méthylation 51
2.5.3. Extraction 52
2.5.4. Lavage 52
2.5.5. Détection des acides gras 52
2.6. Identification des ménaquinones membranaires 52
3. Etude physiologique et taxonomie numérique 53
3.1. Etude physiologique 53
3.1.1. Utilisation des glucides et dérivés 53
3.1.2. Utilisation de différentes sources d’azote 54
3.1.3. Décarboxylation des acides organiques 54
3.1.4. Dégradation de la xanthine, de l’hypoxanthine, de l’adénine, de la tyrosine et de la 54
guanine
3.1.5. Dégradation de la caséine du lait 55
3.1.6. Dégradation de l’amidon 55
3.1.7. Dégradation de la gélatine 55
3.1.8. Dégradation de l’esculine et de l’arbutine 55
3.1.9. Dégradation du Tween 80 55
3.1.10. Production de nitrate réductase 55
3.1.11. Tests de sensibilité à divers agents physiques et chimiques 56
3.2. Taxonomie numérique 56
4. Etude moléculaire des actinobactéries halophiles 57
4.1. Extraction de l’ADN total 57
4.2. Amplification du gène codant pour l’ARN ribosomique 16S par PCR 57
4.3. Séquençage du gène codant pour l’ARNr 16S et analyses phylogénétiques 58
4.4. Hybridation ADN-ADN 59
4.4.1. Extraction de l’ADN 59
4.4.2. Dénaturation et hybridation 59
4.4.3. Lecture des résultats 60
IV. ETUDES DES PROPRIETES ANTAGONISTES 60
1. Criblage classique 60
2. Criblage moléculaire 61
RESULTATS ET DISCUSSIONS
I. ISOLEMENT ET DISTRIBUTION DES ACTINOBATERIES MYCELIENNES 63
DANS LES SOLS
1. Isolement et distribution 63
2. Choix des souches et purification 65
3. Discussion 66
II. ETUDES PHENOTYPIQUE ET CHIMIOTAXONOMIQUE DES 67
ACTINOBACTERIES MYCELIENNES HALOPHILES
1. Etude morphologique 67
1.1. Groupe 1 (G1) 68
1.2. Groupe 2 (G2) 69
1.3. Groupe 3 (G3) 70
1.4. Groupe 4 (G4) 72
1.5. Groupe 5 (G5) 73
2. Etude chimiotaxonomique 74
2.1. Détermination de l’isomère de l’acide diaminopimélique et des sucres 74
2.1.1. Groupes G1 et G2 74
2.1.2. Groupes G3, G4 et G5 75
2.2. Détermination des acides gras, des ménaquinones et des phospholipides 77
3. Etude physiologique et taxonomie numérique 79
3.1. Caractéristiques physiologiques 79
3.1.1. Isolats du groupe G1 79
3.1.2. Isolats du groupe G2 79
3.1.3. Isolats du groupe G3 80
3.1.4. Isolats du groupe G4 80
3.1.5. Isolats du groupe G5 80
3.2. Taxonomie numérique 97
3.2.1. Isolats du cluster I 97
3.2.2. Isolats du cluster II 97
3.2.3. Isolats du cluster III 97
3.2.4. Isolats du cluster IV 97
3.2.5. Isolats du cluster V 98
3.2.6. Isolats du cluster VI 98
3.2.7. Isolats du cluster VII 98
4. Discussion 99
5. Conclusion 101
III. ETUDES PHYLOGENETIQUES ET IDENTIFICATION DES GENRES ET 102
DES ESPECES
1. Etudes phylogénétiques 102
1.1. Clusters III et IV 103
1.2. Clusters II et VI 105
1.3. Clusters I, V et VII 109
1.3.1. Souches du cluster I 109
1.3.2. Souches du cluster V 109
1.3.3. Souches du cluster VII : phylogénie, signatures des nucléotides et pourcentage de 109
GC
2. Hybridation ADN-ADN 115
2.1. Souches H195, H150 et H151 de Mzabimyces 116
2.2. Souches H225 et H137 de Prauserella 116
2.3. Souche H254 d’Actinopolysora 117
2.4. Souche H255 d’Actinopolyspora 117
3. Description de nouveaux taxons 118
3.1. Description de Mzabimyces algeriensis sp. nov. appartenant à un nouveau genre et 118
une nouvelle famille
3.1.1. Description de la famille des Mzabimycetaceae fam. nov. 118
3.1.2. Description du genre Mzabimyces gen. nov. 118
3.1.3. Description de Mzabimyces algeriensis sp. nov. 119
3.2. Description de Prauserella isguenensis sp. nov. 120
3.3. Description d’Actinopolyspora biskrensis sp. nov. 121
4. Discussion 122
4.1. Souches du genre Actinopolyspora (cluster I) 122
4.2. Souches du genre Prauserella (cluster II) 123
4.3. Souches du genre Streptomonospora (cluster III) 124
4.4. Souches du genre Nocardiopsis (cluster IV) 125
4.5. Souches du genre Saccharopolyspora (cluster V) 126
4.6. Souches du genre Saccharomonospora (cluster VI) 126
4.7. Souches du genre Mzabimyces (cluster VII) 127
5. Conclusion 127
V. PROPRIETES ANTAGONISTES DES ACTINOBACTERIES HALOPHILES 128
1. Mise en évidence sur milieu gélosé 128
2. Recherche de potentialités antagonistes des actinobactéries non actives par le 129
screening moléculaire
3. Discussion 135
CONCLUSION GENERALE 139
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 143
ANNEXES 174
Avant-Propos

Ce travail a été réalisé au Laboratoire de Biologie des Systèmes Microbiens (LBSM) de l’Ecole
Normale Supérieure de Kouba, Alger, sous la direction scientifique de Monsieur le Professeur
SABAOU Nasserdine et la codirection de Monsieur BOURAS Noureddine, Maître de Conférences
(A) à l’Université de Ghardaïa. Une partie des travaux a également été réalisée au Laboratoire de
Microbiologie de DSMZ (German Collection of Microorganisms and Cell Cultures) en Allemagne
et au Laboratoire de Génie Chimique (LGC, ENSAT, Toulouse).
Je remercie en premier lieu le Professeur SABAOU Nasserdine, pour m’avoir prodigué, avec
des qualités humaines et scientifiques exceptionnelles, des encouragements, des critiques
constructives et surtout des conseils avisés. J’ai tout particulièrement apprécié son entière
disponibilité tout au long de ma partie expérimentale et de la rédaction des articles et de la thèse. Je
tiens à lui exprimer mes sincères remerciements et ma totale reconnaissance pour m’avoir accepté
au sein de son laboratoire de recherche. Qu’il trouve ici toute ma gratitude.
J’adresse de chaleureux remerciements à mon co-directeur de thèse, Monsieur BOURAS
Noureddine, Maître de Conférences A à l’Université de Ghardaïa, pour sa grande contribution à
mes travaux de recherche, pour son aide précieuse, pour ses compétences scientifiques, pour ses
conseils scientifiques précieux, pour ses encouragements et sa bonne humeur.
Je remercie vivement le Professeur Hans-Peter KLENK, Directeur du Laboratoire de
Microbiologie de DSMZ (Allemagne) pour sa collaboration très fructueuse, ses compétences
scientifiques très élevées et ses qualités humaines et pour toutes les facilités accordées pour
permettre la réalisation d’une partie des travaux, ainsi que le Pr. Florence MATHIEU (LGC,
Toulouse) d’avoir eu la gentillesse pour m’accueillir dans son laboratoire pour un complément de
travaux.
Je tiens à remercier vivement les membres du Jury de thèse qui ont accepté avec beaucoup
d’amabilité d’évaluer mon travail:
- M. ZERROUG Mohamed Mihoub, Professeur à l’Université Ferhat Abbas de Sétif 1, pour
l’honneur qu’il me fait d’avoir accepté de présider le Jury,
- M. BOUDEMAGH Allaoueddine, Professeur à l’Université Mentouri de Constantine,