Les collections

Les nématodes entomopathogènes (NEPs) sont impliqués dans des opérations de contrôle biologique et leur utilisation représente environ 20 % du marché des bio-pesticides. Ils sont surtout efficaces contre les lépidoptères et les coléoptères. Notre connaissance de ces auxiliaires pour la défense des productions agricoles a environ 80 années d’existence.


Ces nématodes véhiculent des bactéries dans leur tube digestif capables de se multiplier et de tuer les insectes par septicémie en 24-48 h. Depuis 1999, l’unité DGIMI héberge une collection de NEPs vivants des genres Steinernema et Heterorhabditis.

En 2008, 40 souches de NEPs de l’INRA Guadeloupe (H. Mauléon) ont été transférées dans l’unité DGIMI. Depuis, cette collection est régulièrement enrichie de nouveaux isolats suite aux prospections réalisées en interne en France ou via notre réseau de collègues nématologistes internationaux (République Tchèque, Liban, Afrique du Sud, USA, Irlande, Italie, Belgique, ……)(voir aussi Axe 1. Taxonomie et valorisation …). Chaque nouvelle souche est caractérisée par une approche moléculaire au niveau du genre et de l’espèce. Au fil des années, l’unité a ainsi constitué une collection unique et riche en diversité biologique.

Aujourd’hui, la collection regroupe environ 150 isolats avec une majorité appartenant au genre Steinernema et dans lequel 14 espèces différentes sont représentées parmi plus de 100 espèces décrites dans la littérature. Les pays d’Asie et d’Afrique du Sud ont fortement participé à l’augmentation de cette diversité dans le genre Steinernema. Le genre Heterorhabditis est moins représenté et nous ne conservons vivantes que 4 espèces parmi une vingtaine d’espèces décrites.

La viabilité et le pouvoir pathogène des souches sont maintenus par infestation naturelle sur insectes à une fréquence régulière (3 à 6 mois selon les espèces ou les isolats). Les stades larvaires quiescents (IJs pour infective juveniles) sont récoltés et conservés à 9°C dans le cas de Steinernema et 15°C pour Heterorhabditis dans du liquide de Ringer.

La diversité des espèces présentes dans la collection est un atout majeur pour les projets de recherche. Nos missions sont de conserver les souches vivantes et de valoriser leurs utilisations en tant que bio-pesticides. Des travaux de gnotoxénie sont réalisés afin d’étudier la fonctionnalité du symbiote associé et aussi des bactéries du FAM (frequently associated microbiota) récemment décrites associées aux nématodes (Ogier et al, 2020).

La collection est associée depuis 2016 au pilier environnement du centre de Ressources Agronomiques pour la Recherche www.brc4env.fr (Mougin et al, 2018).

Bibliographie

• Mougin, C., Artige, E., Marchand, F., Mondy, S., Ratié, C., Sellier, N., Castagnone, P., Coeur D'Acier, A., Esmenjaud, D., Faivre-Primot, C., Granjon, L., Hamelet, V., Lange, F., Pages, S., Rimet, F., Ris, N., Salle, G. 2018. BRC4Env, a network of biological resource centres for research in environmental and agricultural sciences. Environ Sci Pollut Res Int, 25, 33849–33857. DOI : 10.1007/s11356-018-1973-7.
   
• Ogier, J.C., Pagès, S., Frayssinet, M., Gaudriault, S. 2020. Entomopathogenic nematode-associated microbiota: from monoxenic paradigm to pathobiome. Microbiome, 8, 25. DOI : 10.1186/s40168-020-00800-5.

Les bactéries des genres Xenorhabdus et Photorhabdus sont des Gammaprotéobactéries appartenant à la famille des Morganellaceae (Adeolu et al, 2016) et sont à la fois pathogènes d’insectes et symbiotes de nématodes.
 

Elles ont développé des interactions durables et ont co-évolué avec leur nématode hôte Steinernema et Heterorhabditis en contribuant fortement au cycle biologique car elles sont hébergées dans le tube digestif de l’hôte. Les travaux de taxinomie bactérienne initiés par Noël Boemare ont fondé la réputation de notre unité dans le monde entier.

Notre collection est ancienne et unique. Elle est régulièrement alimentée par de nouvelles espèces suite aux prospections faites par nos collaborateurs nématologistes dans des zones peu anthropisées en France ou dans le monde.

Aujourd’hui, la collection regroupe environ 950 souches (dont 300 correspondent aux bactéries du FAM) reparties parmi 23 espèces du genre Xenorhabdus sur 27 espèces décrites (Sajnaga and Kazimierczak, 2020) et 13 espèces du genre Photorhabdus parmi 19 espèces actuellement décrites (Machado et al, 2021). Cette collection constitue une richesse pour nos travaux de recherche et a été valorisée dans des contrats ou des brevets avec des sociétés privées.

La collection est associée depuis 2016 au pilier environnement du centre de Ressources Agronomiques pour la Recherche www.brc4env.fr (Mougin et al., 2018).

Bibliographie
 

• Adeolu, M., Alnajar, S., Naushad, S., Gupta, R. S. 2016. Genome-based phylogeny and taxonomy of the 'Enterobacteriales': proposal for Enterobacterales ord. nov. divided into the families Enterobacteriaceae, Erwiniaceae fam. nov., Pectobacteriaceae fam. nov., Yersiniaceae fam. nov., Hafniaceae fam. nov., Morganellaceae fam. nov., and Budviciaceae fam. nov. Int J Syst Evol Microbiol, 66, 5575-5599. 
  DOI : 10.1099/ijsem.0.001485.
   
• Machado, R.A.R., Muller, A., Ghazal, S.M., Thanwisai, A., Pages, S., Bode, H.B., et al. 2021. Photorhabdus heterorhabditis subsp. aluminescens subsp. nov., Photorhabdus heterorhabditis subsp. heterorhabditis subsp. nov., Photorhabdus australis subsp. thailandensis subsp. nov., Photorhabdus australis subsp. australis subsp. nov., and Photorhabdus aegyptia sp. nov. isolated from Heterorhabditis entomopathogenic nematodes. Int J Syst Evol Microbiol, 71. DOI : 10.1099/ijsem.0.004610.
   
• Mougin, C., Artige, E., Marchand, F., Mondy, S., Ratié, C., Sellier, N., Castagnone, P., Coeur D'Acier, A., Esmenjaud, D., Faivre-Primot, C., Granjon, L., Hamelet, V., Lange, F., Pages, S., Rimet, F., Ris, N., Salle, G. 2018. BRC4Env, a network of biological resource centres for research in environmental and agricultural sciences. Environ Sci Pollut Res Int, 25, 33849–33857. DOI : 10.1007/s11356-018-1973-7.
   
• Sajnaga, E., Kazimierczak, W. 2020. Evolution and taxonomy of nematode-associated entomopathogenic bacteria of the genera Xenorhabdus and Photorhabdus: an overview. Symbiosis, 80, 1–13.
  DOI : 10.1007/s13199-019-00660-0.