Gamme d’hôtes de bactériophages déterminée à partir d’une collection de spécimens de Erwinia amylovora provenant de partout dans le monde au moyen de la PCR quantitative
Citation
Gayder, S., Parcey, M., Castle, A.J., Svircev, A.M. (2019). Host range of bacteriophages against a world-wide collection of erwinia amylovora determined using a quantitative PCR assay. Viruses, [online] 11(10), http://dx.doi.org/10.3390/v11100910
Résumé en langage clair
La brûlure bactérienne est le nom commun donné à une maladie des pommes et des poires causée par le pathogène bactérien Erwinia amylovora. Les symptômes associés à la brûlure bactérienne ont été observés pour la première fois dans les vergers d’Amérique du Nord au XVIIIe siècle. La migration subséquente de personnes et de rameaux-écussons infectés a permis à ce pathogène de se propager à l’échelle mondiale, de l’Amérique du Nord vers 72 pays répartis sur 6 continents. Les bactériophages, ou simplement phages, sont des virus bactériens qui attaquent et détruisent les bactéries pathogènes. Des virus bactériens sont cultivés comme produits de lutte biologique en complément ou en remplacement des antibiotiques appliqués pendant la floraison complète. Les chercheurs ont mis au point un petit fragment d’ADN circulaire, appelé plasmide standard, qui permet la quantification simultanée de phages et de bactéries au moyen de la PCR en temps réel ou PCR quantitative (qPCR). Grâce au protocole de qPCR, on arrive à quantifier simultanément la population de phages utilisée dans le programme de lutte biologique et le pathogène, E. amylovora. Le plasmide et la qPCR ont été utilisés pour quantifier le nombre total de phages produits par chacun des 106 isolats de E. amylovora provenant de partout dans le monde. Cette nouvelle méthode visait à déterminer la gamme d’hôtes des bactériophages utilisés par AAC dans son programme de lutte biologique. Neuf des 10 phages avaient une vaste gamme d’hôtes, avec une capacité d’infecter plus de 88 % des hôtes bactériens à l’échelle mondiale. Tous les hôtes bactériens avaient la capacité de multiplier par 10 la concentration de phages initiale. Les hôtes bactériens de l’ouest de l’Amérique du Nord étaient moins sensibles à la plupart des phages, chaque bactérie ayant produit jusqu’à 100 fois moins de phages en moyenne. La capacité d’infection des phages était fortement corrélée à la quantité d’exopolysaccharides – des sucres complexes produits par la bactérie à l’extérieur de la cellule. La méthode de la qPCR et du plasmide a permis une détermination extrêmement efficace et quantitative de la gamme d’hôtes. Cette analyse était plus rapide et exigeait moins d’efforts et de matériel que les techniques classiques des plages de lyse. Les données sur les hôtes ont démontré que les 10 phages d’AAC ont la capacité de contrôler la brûlure bactérienne à l’échelle mondiale. De plus, ces données sur la gamme d’hôtes obtenues par la qPCR pourraient être utilisées pour déterminer quels phages sélectionner pour mettre au point un mélange permettant de lutter contre le E. amylovora à l’échelle tant locale que mondiale.
Résumé
© Les auteurs, 2019. Licencié : MDPI, Bâle, Suisse. L’Erwinia amylovora est un pathogène bactérien qui ravage les pommiers, les poiriers et d’autres Rosacées à l’échelle mondiale. L’utilisation de bactériophages lytiques pour lutter contre de telles maladies continue de susciter de l’intérêt en tant que complément ou solution de rechange possible aux antibiotiques. Une gamme d’hôtes quantitative et productive a été déterminée pour 10 phages des Erwinia à partir de 106 isolats de type sauvage de E. amylovora et d’une espèce étroitement apparentée, le E. pyrifoliae, provenant de partout dans le monde, dans le but d’examiner l’efficacité régionale potentielle de ces phages comme composants d’un biopesticide. Chaque hôte a été infecté par chacun des 10 phages des Erwinia et la production de phages a été mesurée après 8 h d’incubation en utilisant la PCR quantitative en temps réel (qPCR) conjointement à un plasmide standard. Les amplicons de PCR de tous les phages étudiés ont été intégrés en un seul plasmide, ce qui a permis une quantification standardisée du nombre de copies du génome des phages après le processus d’infection. Neuf des phages examinés avaient une vaste gamme d’hôtes, ayant répliqué leur génome d’au moins un log dans plus de 88 % des hôtes examinés. De plus, tous les hôtes E. amylovora infectant la sous-famille des Amygdaloïdées avaient la capacité d’augmenter la concentration d’au moins un phage de trois logs. Les hôtes bactériens isolés à l’ouest de l’Amérique du Nord étaient moins sensibles à la plupart des phages, le titre moyen de génome phagique produit ayant chuté de près de deux logs, et ce phénomène était fortement corrélé à la quantité d’exopolysaccharides produits par l’hôte. Cette méthode d’analyse de la gamme d’hôtes était plus rapide et exigeait moins d’efforts que les techniques classiques des plages de lyse, et les données quantitatives obtenues faisaient ressortir des différences subtiles dans la préférence des phages en matière d’hôte, lesquelles sont impossibles à observer en analysant la gamme d’hôtes au moyen de la méthode conventionnelle des plages de lyse. Ces données quantitatives sur la gamme d’hôtes seront utiles pour déterminer quels phages pourraient être incorporés dans une préparation pour la lutte biologique à médiation phagique, à mettre à l’essai pour lutter contre le E. amylovora à l’échelle tant régionale que mondiale.