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Utilisation des boues d'épuration comme substrat pour la production de biopesticides: induction abiotique de la sporulation chez Bacillus Thuringiensis.

Barnabé, Simon (2000). Utilisation des boues d'épuration comme substrat pour la production de biopesticides: induction abiotique de la sporulation chez Bacillus Thuringiensis. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifiqu, Maîtrise en sciences de l'eau, 170 p.

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Résumé

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La production des biopesticides comme ceux à base de Bacillus thuringiensis sont coûteux et nécessite un substrat de fermentation peu dispendieux et disponible pour favoriser leur commercialisation. Les boues d'épuration peuvent être utilisées comme milieu alternatif pour être à la fois une solution aux problèmes de gestion des boues et à la forte compétition du marché des insecticides chimiques et biologiques. Un procédé de bioconversion des boues d'épuration en biopesticides à base de Bacillus thuringiensis est étudié par le Groupe en Assainissement de l'INRS-eau et les suspensions obtenues ne sont toujours pas en mesure de pouvoir rivaliser avec les préparations à base de Bacillus thuringiensis déjà commercialisées. L'optimisation du procédé par des facteurs biotiques et abiotiques fait l'objet de plusieurs recherches. L'induction de la sporulation chez Bacillus thuringiensis par des changements de température ou de pH au début ou durant la phase de sporulation et de production des entomotoxines est proposée pour maximiser la sporulation et l'entomotoxicité. Une suspension de Bacillus thuringiensis contenant 90% de spores avec une entomotoxicité de 9,5 x 103 UI/µ1 ou plus est recherchée. Plusieurs expériences préliminaires ont été réalisées en erlenmeyers dans lesquelles divers chocs thermiques et de pH ont été appliqués lors de la fermentation de boues mixtes ou secondaires. Deux souches bactériennes ont été comparées: Bacillus thuringiensis var. kurstaki et Bacillus thuringiensis no. 1l. Les chocs de pH peuvent augmenter le taux de sporulation et l'entomotoxicité de Bacillus thuringiensis lorsqu'ils sont appliqués durant la phase de sporulation. Ils augmentent la disponibilité des éléments nécessaires à la formation des spores et à la production de métabolites secondaires comme les entomotoxines. Les chocs thermiques n'ont pas eu d'effet significatif sur les taux de sporulation ou l'entomotoxicité et peuvent avoir favorisé le métabolisme pour la croissance cellulaire au détriment de celui pour la sporulation et la production d'entomotoxines. Les boues secondaires ont permis l'obtention de concentrations élevées en spores et Bacillus thuringiensis var. kurstaki réagit plus favorablement aux chocs de pH que Bacillus thuringiensis no. 1l. Les expériences préliminaires avec les plus forts taux de sporulation et entomotoxicités ont été reproduites dans des bioréacteurs permettant le contrôle continu de la température, du pH, de l'agitation et de l'aération. Après l'application de chocs de pH lors d'une fermentation de boues secondaires par Bacillus thuringiensis var. kurstaki, 6,6x108 spores/ml dans une proportion de 90,4% avec une entomotoxicité de 13,lx103 UI/µ1 sont obtenus en comparaison à 2,7x108 spores/ml dans une proportion de 73% avec une entomotoxicité de 10,3 xl03 UI/µl pour une fermentation dans les mêmes conditions sans choc de pH. De plus, le temps de fermentation peut passer de 48 à 36 heures, puisque les plus fortes entomotoxicités sont dans la majorité des cas obtenues après 30 ou 36 heures de fermentation. L'importance accordée au nombre de spores dans les suspensions de Bacillus thuringiensis doit être révisée, puisque le produit peut être très entomotoxique sans qu'il y ait nécessairement une haute concentration en spores. Finalement, l'effet des chocs de pH sur le métabolisme ou la disponibilité des éléments demande plus d'études et représente certainement un intérêt pour l'optimisation des procédés en biotechnologie et en microbiologie industrielle.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Tyagi, Rajeshwar Dayal
Co-directeurs de mémoire/thèse: Valéro , José R.
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: boue; biopesticides; abiotique; sporulation; Bacillus Thuringiensis
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 26 nov. 2012 16:51
Dernière modification: 09 nov. 2015 16:48
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/314

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