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Approche de la mycotoxinogénèse chez Aspergillus ochraceus et Aspergillus carbonarius : études moléculaire et physiologique

Atoui, Ali (2006) Approche de la mycotoxinogénèse chez Aspergillus ochraceus et Aspergillus carbonarius : études moléculaire et physiologique. (Approach of the mycotoxinogenesis in Aspergillus ochraceus and Aspergillus carbonarius : molecular and physiological studies.)

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Prix Léopold Escande 2006 (more)

Abstract

Aspergillus ochraceus et Aspergillus carbonarius, contaminants fongique fréquents de plusieurs produits agricoles, produisent de nombreux polycétones dont les mycotoxines. Durant ce travail, la diversité des gènes de polycétones synthases (PKSs), enzymes responsables de la biosynthèse des polycétones, présentes chez ces champignons a été étudiée en utilisant des couples d’amorces spécifiques et dégénérées. Au total, neuf PKSs différentes chez Aspergillus ochraceus NRRL 3174 et cinq PKSs différentes chez Aspergillus carbonarius 2Mu134 ont été identifiées. Elles sont distribuées dans les trois principaux groupes de PKS connus chez les champignons. Parmi les gènes identifiés chez Aspergillus ochraceus, AoKS1, est responsable de la biosynthèse de l’ochratoxine A et AoLC35-2 est responsable de la biosynthèse des composés lactoniques. D’autre part, nous avons développé un système de détection et de quantification d’Aspergillus carbonarius par PCR en temps réel en ciblant un gène de polycétone synthase. Le système développé nous a ainsi permis aussi d’avoir une estimation rapide de la contamination en ochratoxine A dans le raisin à partir de la quantification d’ADN d’Aspergillus carbonarius. Enfin, une étude physiologique menée chez Aspergillus carbonarius pour connaître la répartition d’ochratoxine A dans les spores, le mycélium et le substrat a montré que la majorité de cette toxine se trouve accumulée au niveau des spores. Les résultats ont aussi montré que la toxine accumulée se relargue dans le milieu et arrive après 4 heures d’incubation à un niveau plus grand que celui de la valeur initiale. Ceci montre que les spores d’Aspergillus carbonarius peuvent participer à l’augmentation de l’ochratoxine A durant la macération dans les procèdes oenologiques. L’ensemble de ces travaux se situe dans le cadre de la gestion du problème des mycotoxines dans la chaîne alimentaire. ABSTRACT : Aspergillus ochraceus and Aspergillus carbonarius are considered as the most frequent fungal contaminants of several agricultural products. They are able to produce several polyketide-derived secondary metabolites including mycotoxins. Fungal polyketide synthase (PKS) is the key enzyme responsible for the biosynthesis of the polyketide. In this study, the diversity of polyketide synthase (PKS) genes in Aspergillus ochraceus NRRL 3174 and Aspergillus carbonarius 2Mu134 has been investigated using different primers pairs previously developed for the ketosynthase (KS) domain of fungal PKSs. Nine different KS domain sequences in A. ochraceus NRRL 3174 as well as five different KS domain sequences in A. carbonarius 2Mu134 have been identified. The identified KS fragments were distributed in the 3 different groups of the known fungal polyketide synthases. Among the identified genes in Aspergillus ochraceus, AoKS1 was found to be involved in the biosynthesis of ochratoxin A and AoLC35-2 was found to be responsible for the biosynthesis of lactone metabolites using a targeted gene deletion strategy. In Aspergillus carbonarius we have developed a molecular assay for the direct detection and quantification of this fungus in grape by targeting a polyketide synthase gene using real-time PCR. The developed system allow us to have an approximately estimation of the OTA contamination level by the quantification of A. carbonarius DNA in grape. Finally, a physiological study has been conducted in order to examine the partitioning of ochratoxin A in substrate, mycelium and conidia by Aspergillus carbonarius showed that the majority of this toxin was accumulated in the conidia. The OTA in spores was found to be rapidly excreted into the medium during the initial few hours of conidial germination leading to an increase of OTA in must during maceration for wine production.

Department or laboratory:Laboratoire de Génie Chimique - LGC (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Lebrihi, Ahmed and Mathieu, Florence
Uncontrolled Keywords:Aspergillus ochraceus - Aspergillus carbonarius – Mycotoxines - Polyketide synthase
Subjects:Agronomy > Agro-food
Biology > Molecular and cellular biology and genetics - Biotechnology
Deposited On:22 January 2007

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