Axe Microorganismes : diversité, métabolismes, sélection
Depuis les années 1950, le groupe de microbiologie a axé ses travaux sur l’analyse d’espèces modèles d’intérêt œnologique, telles que Saccharomyces cerevisiae et Oenococcus oeni tout élargissant les études à d’autres espèces moins étudiées en s ‘appuyant sur de vastes collections de souches des levures et bactéries œnologiques.
Les recherches actuelles menées dans l’axe microbiologie visent à :
- décrypter la diversité des espèces d’intérêt œnologique en utilisant les technologies NGS pour analyser les populations des espèces de levures et bactéries œnologiques, dont : S. cerevisiae, S. uvarum, T. delbrueckii, C. zemplinina, B. bruxellensis et O. oeni et ses bactériophages. Récemment, de nouvelles méthodes de typages génétiques ont été développées, de nombreuses données génomiques ont été produites et une collection de plusieurs dizaines, centaines ou milliers de souches de chaque espèce a été constituée. Le développement du Centre de Ressources Biologiques œnologiques (LIEN) accompagne ce travail. Ces travaux permettent de comprendre la structure génétique des espèces et la dispersion géographique des souches, d’identifier les caractéristiques spécifiques de souches, de groupes de souches ou d’espèces et les évènements ou facteurs à l’origine de cette diversité. La variabilité phénotypique intra-espèce est aussi étudiée, en ciblant, par exemple le métabolisme des sucres, de l’azote et des lipides, la production de métabolites d’intérêt ou la tolérance aux facteurs abiotiques (alcool, acidité…). La diversité des phages d’O. oeni et des bactéries acétiques est étudiée en ciblant tout particulièrement la possible émergence de nouveaux phages lytiques vis-à-vis des souches commerciales.
- identifier les mécanismes d’interactions microbiennes pour mieux comprendre l’évolution des communautés. Les environnements «vin » et « cavité buccale » abritent de nombreuses espèces de levures et bactéries désirables ou indésirables qui interagissent entre elles et dont les populations évoluent en conséquence de manière plus ou moins souhaitée. Le groupe s’intéresse à ces interactions dans le but de comprendre les mécanismes impliqués et de maîtriser le développement des populations et les conséquences de leur développement, en particulier sur la qualité des vins. Les mécanismes moléculaires sous-jacents sont explorés à travers la mise en œuvre d’approches intégratives, lors de cultures en mode planctonique ou en mode biofilm, afin de modéliser la dynamique des populations, leur métabolisme et les mécanismes de régulation associés (approches intégratives de type métabolomique, protéomique, transcriptomique).
- identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans l’adaptation des microorganismes à l’environnement pour sélectionner les souches d’intérêt et mieux maitriser les souches d’altération. Les approches de sélection assistée par marqueurs sont utilisées pour améliorer les levures œnologiques (détection de QTL à large échelle, diagnostic génomique des souches industrielles, approche d’évolution expérimentale, analyse de régions introgressées dans les génomes, notamment chez S. uvarum). Pour O. oeni, les données génomiques sont exploitées pour décrypter les mécanismes d’adaptation de cette espèce au vin (catabolisme des sucres, répression catabolique, comportement vis-à-vis des polyphénols, métabolites à impact sensoriel produits dans le vin au cours de la fermentation malolactique).
Par ailleurs, certaines caractéristiques métaboliques des bactéries lactiques buccales présentent un intérêt pour la sélection des bactéries probiotiques.
Enfin les altérations d’origine microbienne comme « le goût de souris » sont également étudiées afin d’identifier les microorganismes responsables et les voies métaboliques impliquées