Génétique et évaluation du potentiel industriel des souches

Abstract - Genetics and evaluation of the industrial potential of lactic acid bacteria
The technological properties of a strain which influence the manufacturing process and the quality of the product is the result of the expression and regulation of a great number of genes. Such complexity impedes the development of direct genetic measures of the industrial potential of strains. Moreover, the biochemical analysis of products is not yet reliable. The only available method to evaluate the quality of a strain is thus to use it for small-scale production, which is time-consuming and thus limited to a restricted number of strains. The rapid development of molecular biology might alleviate this problem. Although a very limited number of characters can be detected by these methods, molecular taxonomy leads to the classification of strains into genetically related species, subspecies, groups and subgroups which share a number of properties. The construction of a phylogenic tree with different clones of a species would allow a more rational choice of the strains to be tested. The study of polymorphism by RFLP, PFGE, PCR and nucleotide sequences of strains from the genus Lactococcus gives a first view of the genetic diversity of lactococcal strains isolated from dairy products and from some other biotopes. The 2 subspecies L lactis subsp lactis and L lactis subsp cremoris which can not be properly discriminated by phenotypical tests are not closely related genetically. Their nucleotide sequences diverge by 15 to 20 %. Two subspecies probes have been developed to distinguish them unambiguously. Within a subspecies, some groups can be differentiated and the nucleotide sequence of some clones allowed a direct measure of their relatedness. The maximum divergence detected was 3 %. The systematic use of these methods followed by statistical analysis of the data would improve our knowledge on the genetic potential in a species and enable a rational approach for the selection of the strains to be established.

Résumé - L'ensemble des propriétés d'une souche qui confère au produit ses qualités et dirige le procédé technologique est en général le résultat de l'expression d'un grand nombre de gènes et de la régulation de chacun d'entre eux. Cette complexité entraîne l'absence de méthode génétique directe de mesure du potentiel d'une souche. L'analyse biochimique des produits ne permet pas non plus d'apprécier de manière fiable la qualité d'un produit. Il en résulte que seule une fabrication suivie d'une dégustation permet de définir correctement les qualités d'une souche. Cette méthode est lourde et ne peut donc s'appliquer qu'à un nombre limité de souches. Le développement très rapide des techniques de biologie moléculaire peut permettre d'alléger ce travail. En effet, si actuellement seul un petit nombre de caractères peut être détecté par ces méthodes, la taxonomie moléculaire permet de classer les différents clones d'une espèce en sous-espèces, groupes et sous-groupes à l'intérieur desquels les souches sont génétiquement très proches, et dont les propriétés sont voisines. L'obtention d'une classification phylogénique des clones d'une espèce pourrait ainsi permettre de choisir rationnellement les souches à tester. L'étude du polymorphisme par RFLP, PFGE, PCR, et séquence nucléotidique chez les lactocoques a donné un aperçu de la diversité génétique des souches isolées en laiterie et dans d'autres milieux naturels. Les deux sous-espèces L lactis subsp lactis et L lactis subsp cremoris, que des tests phénotypiques ne permettent pas de discriminer avec certitude, se sont révélées relativement éloignées sur le plan génétique. Des sondes ont été développées pour les distinguer sans ambiguïté. À l'intérieur de ces sous-espèces, un certain nombre de groupes peuvent être différenciés et la séquence nucléotidique de plusieurs clones a permis de mesurer leur éloignement génétique. L'utilisation systématique de ces méthodes, suivie d'un traitement statistique des données, et leur intégration par des logiciels adaptés, devraient permettre d'évaluer la richesse génétique des espèces et de réaliser des approches raisonnées d'étude et de sélection des souches