Thèse Décryptage des Bases Génétiques et Moléculaires de la Virulence chez une Bactérie Atypique H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : SEVAB - Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingenieries Laboratoire de recherche : LIPME - Laboratoire des Interactions Plantes-Microbes-Environnement Direction de la thèse : Benjamin GOURION ORCID 0000000157686961 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59 Ensifer adhaerens T4 est une bactérie atypique capable d'induire chez ses hôtes de la famille des légumineuses la mort ou la formation de nodosités non - fixatrices d'azote. L'issue de l'interaction dépend du stade de développement de la plante lors de l'infection et ce caractère dual fait de cette bactérie un excellent modèle d'étude des transitions menant à l'émergence de pathogène et de symbionte. Le génome de cette bactérie ne présente pas les déterminants classiques de virulence rencontrés chez les espèces attaquant les plantes mais nous y avons récemment identifié un locus de 70 kb responsable du pouvoir pathogène. Ce locus, d'une quinzaine de gènes, permettrait la synthèse d'une toxine. L'objectif de cette thèse est la caractérisation des mécanismes associés à ce cluster de virulence chez T4. Nous déterminerons la structure génétique de ce locus, son organisation transcriptionnelle, les patterns d'expression de ses gènes in planta lors des différents types d'infection et in vitro. Nos données préliminaires indiquent que l'expression du locus n'est pas constitutive, nous chercherons à comprendre la régulation de l'expression de ces gènes. Nous chercherons également comment ce locus permet le développement des symptômes associés à T4 et son impact éventuel lors de la nodulation. Au-delà de l'intérêt fondamental de l'étude des mécanismes impliquant un nouveau déterminant de virulence chez une bactérie phytopathogène, les connaissances développées dans le cadre de ce projet pourraient trouver des applications, notamment dans la perspective de développement de bio herbicide et ainsi contribuer à long terme aux innovations visant à une agriculture plus durable. Les rhizobia sont des bactéries du sols capables d'induire des nodosités fixatrices d'azote chez leur légumineuses hôtes. Elles ne constituent pas un groupe taxonomique mais sont distribuées au sein de différents genres de protéobacteries. Cet aspect polyphylétique et la proximité phylogénique de certaines rhizobia avec des pathogènes de plante sont intrigantes. Elles témoignent d'une part de transfert horizontaux de gènes impliqués dans le mutualisme et suggère d'autre part l'existence de prédispositions à l'exploitation de ce type de matériel génétique chez des bactéries déjà associées aux plantes.
Notre consortium a récemment isolé un rhizobium atypique, capable d'une part d'induire de manière extrêmement compétitive des nodosités non-fonctionnelles chez ses hôtes adultes et d'autre part de les tuer lorsqu'ils sont plus jeunes (Magne et al 2024). C'est sur des plantules très jeunes que les symptômes sont les plus drastiques. Lors de ces infections, la croissance de la racine est stoppée, les cotylédons ne s'ouvrent pas et aucune feuille n'émerge. Le génome de cette bactérie ne présente pas les déterminants de virulence les plus fréquemment retrouvés chez les bactéries phytopathogènes mais nous avons pu identifier une région génétique de 70kb, comptant une quinzaine de gènes, cruciale pour le pouvoir pathogène. Ce cluster est potentiellement responsable de la synthèse d'une toxine ciblant un mécanisme cellulaire essentielle à la vie eucaryote.
Nos travaux préliminaires, reposant sur l'analyse d'expression de gènes rapporteurs fusionnés au premier et au dernier gènes du cluster, indiquent que les gènes de cette région déterminante pour la virulence ne sont pas exprimés de manière constitutive mais que leur transcription est activée chez les bactéries au contact des téguments de la graine, puis au niveau du méristème apical caulinaire.
La ou le doctorant.e aura en charge de caractériser l'organisation génétique et la régulation de ce cluster de gène et aussi de comprendre les mécanismes qui l'impliquent.

Le/la candidat(e) devra avoir un niveau M2 en biologie, une ou des expérience(s) significatives en laboratoire de recherche, un intérêt prononcé pour la microbiologie, la génétique moléculaire, la biologie moléculaire, avoir des aptitudes au travail en équipe et être un.e bon.ne communicant.e à l'oral comme à l'écrit. Des connaissances relatives aux relations plantes-microorganismes serait un plus.