J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 12 octobre 2002
LONEPINELLA, LONEPINELLA KOALARUM
Autre dénomination :
Lonepinella koalarum : Tannin-Protein Complex-degrading Enterobacteria (T-PCDE).
Voir aussi le fichier : ¤ Pasteurellaceae, Pasteurellales.
Introduction
Les tanins sont des polyphénols présents dans de nombreuses plantes et capables de se lier à des polyosides et aux protéines. La présence de tanins fixés sur les protéines peut modifier leur rôle (par exemple, inhibition de l'activité des enzymes) et provoquer leur précipitation. Dans le cas des protéines alimentaires, cette insolubilisation rend les protéines inaccessibles aux enzymes digestives. Chez les herbivores ingérant des végétaux riches en tanins ceci se traduira par une moindre utilisation digestive et métabolique de ces nutriments.
Les herbivores adaptés à une alimentation riche en tanins ont développé des mécanismes de protection telle que la synthèse de protéines salivaires riches en proline qui "neutralisent" les tanins. Des micro-organismes, présents dans la flore digestive des animaux ingérant une alimentation riche en tanins, sont également capables de dégrader les tanins et de permettre une valorisation des aliments.
Lonepinella koalarum est le nom donné à une espèce bactérienne présente dans l'intestin des koalas et apte à dégrader les complexes tanins-protéines.
Systématique
Les koalas (Phascolarctos cinereus*), bien qu'étant capables de consommer d'autres végétaux, se nourrissent essentiellement d'eucalyptus dont les feuilles sont riches en tanins. La flore fécale des koalas, ainsi que celle d'autres herbivores, renferme des souches de ¤ Streptococcus gallolyticus aptes à dégrader les complexes tanins-protéines. En 1992, Osawa a recherché, dans les fèces et dans la flore caecale des koalas, la présence de bactéries autres que ¤ Streptococcus gallolyticus et capables de dégrader les complexes tanins-protéines.
Dans un premier temps, cet auteur a pu isoler deux souches de bacilles dégradant les tanins et ressemblant à une entérobactérie d'où la désignation de Tannin-Protein Complex-degrading Enterobacteria (T-PCDE). Ce résultat a conduit Osawa à développer un milieu sélectif des souches T-PCDE et, notamment, un milieu inhibant la croissance des souches de ¤ Streptococcus gallolyticus. En utilisant ce milieu, Osawa a pu mettre en évidence des souches T-PCDE dans les selles de 10 koalas sur 12 et il a montré que ces souches étaient dominantes au sein de la flore.
En 1995, Osawa et al. publient les résultats d'un travail taxonomique portant sur huit souches T-PCDE. Ces huit souches se répartissent en quatre biovars, le biovar a (3 souches), le biovar b (2 souches), le biovar c (2 souches) et le biovar d (1 souche).
L'analyse des séquences des ARNr 16S des huit souches montre qu'elles appartiennent à la famille des Pasteurellaceae et non à la famille des Enterobacteriaceae comme le laissait croire les caractères bactériologiques. Les pourcentages d'homologie observés avec les séquences des ARNr 16S de 70 souches de la famille des Pasteurellaceae varient de 92 à 96 p. cent alors que les pourcentages d'homologie obtenus avec une souche de Escherichia coli (genre type de la famille des Enterobacteriaceae) varient de 86,1 à 88,3.
Les séquences des ARNr 16S des souches des biovars a, b et c présentent entre elles 97,6 à 99,8 p. cent d'homologie. Par contre, l'ARNr 16S de l'unique souche du biovar d ne possède que 94,5 à 96,1 p. cent d'homologie de séquence avec les sept autres souches.
Les souches des biovars a, b et c se distinguent des autres représentants de la famille des Pasteurellaceae par leurs caractères phénotypiques ce qui, compte tenu de l'analyse phylogénétique, conduisent Osawa et al. à proposer la création d'un nouveau genre (le genre Lonepinella) et d'une nouvelle espèce (Lonepinella koalarum) pour classer les souches des ces trois biovars. Ces nomenclatures seront validement publiées par inscription sur la liste de validation n° 56.
Le biovar d, phylogénétiquement distinct des souches des biovars a, b et c, n'est représenté que par une unique souche et il demeure innomé.
Caractères bactériologiques
Les souches de Lonepinella koalarum se présentent sous la forme de cellules coccoïdes (0,5 µm de diamètre sur 2 µm de longueur) ou de courts bacilles (0,5 µm de diamètre sur 3 à 5 µm de longueur) ou de formes filamenteuses (0,5 µm de diamètre sur 50 à 100 µm de longueur). Ce sont des bactéries à Gram négatif, immobiles, aéro-anaérobies, oxydase et catalase négatives, n'exigeant ni le facteur X (hémine) ni le facteur V (NAD).
Lonepinella koalarum hydrolyse les tanins** avec libération d'acide gallique puis décarboxyle l'acide gallique (la mise en évidence d'une gallate décarboxylase nécessite un appareillage particulier et ne peut être effectuée en routine). La possession d'une tanase et d'une gallate décarboxylase sont des caractéristiques originales, non décrites chez les autres représentants de la famille des Pasteurellaceae.
Les autres caractères phénotypiques ont été étudiés à l'aide de galeries API 20E. Des fautes de frappe se sont malheureusement glissées dans l'article de Osawa et al. ; par exemple, dans le tableau I, la production d'indole est un caractère négatif mais, dans la description du genre Lonepinella, il est indiqué que les souches sont indologènes. Aussi, les résultats présentés ci-dessous tiennent compte des caractères figurant dans l'article de Osawa en 1992.
. Une réponse positive est notée pour les caractères ONPG, VP, acidification (à 37 °C et en 48 heures) de l'amygdaline, du L-arabinose, du glucose et du mélibiose.
. Un résultat négatif est obtenu pour les tests uréase, ADH, LDC, ODC, TDA, gélatinase, production d'hydrogène sulfuré, indole, mannitol, inositol et sorbitol.
. Les caractères permettant de différencier les trois biovars et permettant de différencier Lonepinella koalarum de l'unique souche du biovar d sont présentés dans le tableau I.
. Les caractères permettant de différencier le genre Lonepinella des autres genres de la famille des Pasteurellaceae figurent dans le tableau II.
Les colonies obtenues sur gélose Wilkins-Chalgren (Oxoid), après trois jours d'incubation à 35 °C dans une atmosphère micro-aérophile, sont lisses, plus ou moins convexes, grises ou blanches, non pigmentées et leur diamètre atteint 1 à 3 mm.
Les colonies apparaissent non hémolytiques après 72 heures de culture sur gélose Wilkins-Chalgren ou sur gélose cœur-cervelle enrichies de 5 p. cent de sang défibriné de cheval.
Toutes les souches cultivent à 20 et à 35 °C mais aucune croissance n'est observée à 15 ou à 40 °C.
Sur gélose de MacConkey, incubée à 35 °C, la croissance est qualifiée de faible.
Le milieu sélectif, utilisé pour isoler les souches de Lonepinella koalarum à partir des fèces de koalas, est constitué d'une gélose Wilkins-Chalgren contenant du chlorhydrate de vancomycine à la concentration de 2,5 mg/L.
Habitat
Lonepinella koalarum est l'une des espèces bactériennes colonisant l'épithélium caecal des koalas. Les cellules bactériennes, entraînées par le péristaltisme, peuvent également être présentes dans les selles.
Les koalas semblent avoir établi une symbiose avec des bactéries capables de dégrader les complexes tanins-protéines, ce qui leur permet d'utiliser une nourriture riche en tanins. Après ¤ Streptococcus gallolyticus, Lonepinella koalarum est la deuxième espèce bactérienne synthétisant une tanase et isolée de l'intestin des koalas. Lonepinella koalarum est quantitativement plus abondante que ¤ Streptococcus gallolyticus et cette espèce aurait un rôle majeur dans la digestion des feuilles d'eucalyptus.
Orientation bibliographique
OSAWA : Tannin-protein complex-degrading enterobacteria isolated from the alimentary tracts of koalas and a selective medium for their enumeration. Appl. Environ. Microbiol., 1992, 58, 1754-1759.
OSAWA (R.), RAINEY (F.), FUJISAWA (T.), LANG (E.), BUSSE (H.J.), WALSH (T.P.) et STACKEBRANDT (E.) : Lonepinella koalarum gen. nov., sp. nov., a new tannin-protein complex degrading bacterium. Syst. Appl. Microbiol., 1995, 18, 368-373.
Quelques références sur l'influence des tanins dans l'alimentation des herbivores et sur les bactéries aptes à dégrader les tanins :
. BROOKER (J.D.), O’DONOVAN (L.A.), SKENE (I.), CLARKE (K.), BLACKALL (L.) et MUSLERA (P.) : Streptococcus caprinus sp. nov., a tannin-resistant ruminal bacterium from feral goats. Lett. Appl. Microbiol., 1994, 18, 313-318.
. McSWEENEY (C.S.), PALMER (B.), BUNCH (R.) et KRAUSE (D.O.) : Isolation and characterization of proteolytic ruminal bacteria from sheep and goats fed the tannin-containing shrub legume Calliandra calothyrsus. Appl. Environ. Microbiol., 1999, 65, 3075-3083.
. NELSON (K.E.), PELL (A.N.), SCHOFIELD (P.) et. ZINDER (S.) : Isolation and characterization of an anaerobic ruminal bacterium capable of degrading hydrolyzable tannins. Appl. Environ. Microbiol., 1995, 61, 3293-3298.
. NELSON (K.E.), THONNEY (M.L.), WOOLSTON (T.K.), ZINDER (S.H.) et PELL (A.N.) : Phenotypic and phylogenetic characterization of ruminal tannin-tolerant bacteria. Appl. Environ. Microbiol., 1998, 64, 3824-3830.
. ZIMMER (N.) et CORDESSE (R.) : Influence des tanins sur la valeur nutritive des aliments des ruminants. INRA Prod. Anim., 1996, 9, 167-179.
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Classification de Phascolarctos cinereus d'après le NCBI Taxonomy Browser : Eukaryota ; Metazoa ; Chordata ; Craniata ; Vertebrata ; Euteleostomi ; Mammalia ; Metatheria ; Diprotodontia ; Phascolarctidae ; Phascolarctos ; Phascolarctos cinereus.
Pour quelques renseignements sur Phascolarctos cinereus voir le fichier Phascolarctos cinereus sur le site Museum of Zoology (University of Michigan).
Ensemencer une gélose cœur-cervelle
Récupérer la culture avec un écouvillon stérile et faire une suspension d'opacité au moins égale à 3 de l'échelle de McFarland dans 5 mL d'un substrat (pH 5,0) contenant du NaH2PO4 (33 mM/L) et du méthylgallate (10 mM/L) (Sigma).
Incuber en aérobiose durant 24 heures à 37 °C.
Ajouter une quantité égale d'une solution saturée de Na2HCO3 (pH 8,6) et exposer à l'air durant 1 heure à la température du laboratoire (23 °C).
Une coloration verte ou brune signe une réaction positive.