L’objectif principal de ce projet est de formuler des agents de biocontrôle d’origine microbienne (souches microbiennes et/ou métabolites microbiens) pour réduire la contamination vis-à-vis de 2 mycotoxines, l’ochratoxine A (OTA) et l’aflatoxine B1 (AFB1) à la vigne.
Lancement : 2021
Porteur du projet : Laboratoire de Génie Chimique (LGC) Avenue Agrobiopole BP 32607 31 326 Castanet – Tolosan Cedex
Signataire de la convention :
Correspondant technique : Florence Mathieu
L’objectif principal de ce projet est de formuler des agents de biocontrôle d’origine microbienne (souches microbiennes et/ou métabolites microbiens) pour réduire la contamination vis-à-vis de 2 mycotoxines, l’ochratoxine A (OTA) et l’aflatoxine B1 (AFB1) à la vigne. L’OTA est déjà réglementée dans les produits de la vigne (2 ppb), alors que l’AFB1, mycotoxine cancérigène, est une mycotoxine émergente au vignoble, en lien avec le réchauffement climatique. La formulation des agents de biocontrôle est une condition sine qua none avant leur application au vignoble. De plus, au terme de l’étape de formulation, il est indispensable de s’assurer d’une part de la viabilité de l’agent de biocontrôle formulé et d’autre part de son efficacité in vitro, afin d’ajuster la formulation si nécessaire.
Nous disposons d’une dizaine de souches de bactéries du sol capables de réduire les concentrations en OTA et en AFB1 produites in vitro par les champignons producteurs du genre Aspergillus, respectivement A. carbonarius et A. flavus. A ce stade, nous supposons que l’activité de biocontrôle peut être liée soit à la souche soit aux métabolites qu’elle produit. C’est pourquoi, dans ce projet, nous nous proposons de formuler les souches microbiennes d’un côté et de l’autre les surnageants de culture contenant les métabolites d’intérêt. Les souches microbiennes et leurs surnageants de culture vont être produits en quantité suffisante pour ensuite tester deux procédés de formulation : la lyophilisation et l’encapsulation. A la suite de cette étape de formulation, le verrou technique majeur est de déterminer comment appliquer ces agents formulés : soit directement sous forme de poudre ou de granules soit après une phase de préparation. L’efficacité des souches et des surnageants sera alors de nouveau testée in vitro sur leur capacité à réduire les concentrations en OTA et AFB1 afin d’ajuster les préparations. A l’issue de la réalisation du projet, nous disposerons de plusieurs agents de biocontrôle d’origine microbienne (souches et surnageants formulés) dont l’efficacité à réduire la concentration en OTA et AFB1 in vitro aura été validée. Les perspectives directes de ce projet sont, à court terme, l’application de ces agents de biocontrôle formulés, au vignoble en lien avec les stades de développement de la vigne.
Ce projet d’une durée de 6 mois est organisé en 3 workpackages (WP) détaillés ci-dessous. WP1 : Production des agents de biocontrôle d’origine microbienne, en milieu liquide à l'échelle du laboratoire (LGC). Cette étape de production est essentielle pour la réalisation des tests de formulation dans le WP2. Au cours de la production, la biomasse microbienne (spores et/ou cellules végétatives) ainsi que le surnageant de culture seront récupérés et utilisés pour l’étape de formulation du WP2. Ce WP d’une durée de 3 mois sera coordonné par le LGC. WP2 : Formulation des agents de biocontrôle d’origine microbienne (LGC+LCA). Ce WP est divisé en 2 tâches selon les deux manières de formuler l’agent de biocontrôle, soit sous forme de poudre lyophilisée soit par encapsulation par atomisation. Dans les deux cas, une première étape consistera à l’incorporation de matériaux supports naturels tant dans la biomasse microbienne que dans le surnageant de culture, afin de stabiliser l’agent de biocontrôle et sa formulation sous forme de poudre. Cette étape de formulation sera réalisée conjointement entre les deux laboratoires. La lyophilisation de la biomasse microbienne et de leursurnageantsera réalisée par le LGC à l’aide d’un lyophilisateur de la marque CHRIST. Une optimisation des différents paramètres permettra au mieux de récupérer ces agents sous forme de poudre. L’encapsulation de la biomasse microbienne et de leur surnageant sera réalisée par le LCA. Elle sera réalisée grâce au procédé d’atomisation (spray-drying) à l’aide de polymères naturels. Dans ce WP d’une durée de 4 mois, les deux derniers mois de ce WP se feront en parallèle du WP3 afin d’ajuster les formulations en fonction des résultats obtenus dans le WP3. WP3 : Tests de viabilité et d’efficacité des agents de biocontrôle formulés (LGC). Ce WP est consacré à l’étude de la viabilité des agents de biocontrôle formulés ainsi qu’à l’étude de leurs l’effets sur la croissance des souches fongiques et leur production de mycotoxines. Dans ce WP, tous les agents de biocontrôle formulés dans le WP2 seront testés en comparaison avec les agents de biocontrôle non formulés produits dans le WP1. Pour cela, des expérimentations in vitro seront menées afin d’ : - Evaluer l’effet de la formulation sur la viabilité des agents de biocontrôle lyophilisés ou encapsulés - Evaluer l’efficacité des différentes formes de l’agent de biocontrôle formulées Ces expérimentations sont menées dans le but d’adapter la formulation finale qui doit tenir compte d’une potentielle perte de viabilité et/ou d’efficacité lors du procédé de formulation et de conserver l’efficacité observée avec les agents de biocontrôle non formulés. Ce WP d’une durée de 3 mois démarrera en parallèle du WP2 pour les raisons citées précédemment.