Evolutions et adaptation de levures d’altérations œnologiques dans un contexte de changement climatique

Les scénarios du GIEC (Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat) prédisent une augmentation moyenne de température allant de 2 à 5°C d’ici la fin du XXIème siècle s’accompagnant d’une modification de la pluviométrie (GIEC, 6^ème rapport, 2023). Ces modifications climatiques ont déjà induit des changements sur la physiologie des végétaux, dont la vigne, avec des dates de vendanges avancées de 15 à 26 jours en 40 ans (Labbé et al. 2019). Une augmentation de la température moyenne pendant la maturation de 1,5°C (Bordeaux) à 3°C (Colmar) a également été observée au cours des 30 dernières années ainsi que des stress hydriques (Ollat et Touzard, 2025) et des modifications de la composition des moûts et des vins (de Orduna, 2010 ; van Leeuwen and Destrac-Irvine, 2017, Ollat et Touzard, 2025). Les études menées en lien avec le changement climatique (CC) se sont principalement focalisées sur le matériel végétal et l’évolution des pratiques culturales et œnologiques. En revanche, l’impact du CC sur les microorganismes et notamment les levures œnologiques et d’altérations, n’est que peu abordé (Pinto et Stelkens, 2025). La hausse des températures, du degré alcoolique, les modifications de teneurs en azote sont des facteurs qui impactent le plus ces microorganismes. Il apparaît ainsi nécessaire de s’interroger sur les capacités et les mécanismes d’adaptation mis en place par les microorganismes et plus particulièrement les microorganismes d’altération pour survivre à ces modifications environnementales. Ainsi, dans le cadre du projet ADAPTYCC, 3 axes seront abordés afin de répondre aux problématiques scientifiques posées.

Workpackage 1 : Stratégie évolutive (collaboration Dr Audrey Bloem et Pr Carole Caramasa équipe SPO INRAe Montpellier,).

Cette action s’attachera à mettre en évidence si des souches de levures d’altération sont capables de s’adapter aux modifications des matières premières liées au changement climatique afin de conserver leurs fréquences d’occurrence et leurs abondances, pour se maintenir au sein des niches écologiques viticoles et vinicoles. Deux espèces différentes seront sélectionnées : Hansenispora uvarum, levure isolée très fréquemment des baies et dans les moûts en début de fermentation alcoolique et Brettanomyces bruxellensis, levure d’altération contaminant les moûts et des au cours du processus de vinification et d’élevage (Lebleux et al. 2020, Puyo et al. 2023, 2024). 

L’adaptation de souches de Hansenispora uvarum à la température et de Brettanomyces bruxellensis à l’éthanol par évolution expérimentale en laboratoire sera réalisée sur cinq lignées sur 200-300 générations, en augmentant la température et /ou la concentration en éthanol avec un repiquage toutes les 5-6 générations. Un contrôle sans évolution de température et /ou de concentration en éthanol sur le même pas de temps, sera réalisé. Cet axe de travail fera l’objet d’une collaboration avec l’équipe SPO INRAe de Montpellier qui travaille actuellement sur le protocole d’adaptation à la température.

Workpackage 2 : Adaptation des microorganismes : étude de la production de vésicules membranaires (collaboration : Pr Aurélie Rieu-Guigon UMR PAM équipe AFIM) dans la résistance aux conditions stressantes du milieu  

Les vésicules membranaires (MVs), structures lipidiques de 20 à 500 nm de diamètre contenant diverses macromolécules, sont décrites, entre autres, comme impliquées dans la résistance des bactéries à une multitude de stress (pH, température, carence nutritionnelle, antibiotiques, phages, ROS, agents génotoxiques) (McMillan and Kuehn, 2021 ; Orench-Rivera and Kuehn, 2016). Ainsi la sécrétion de vésicules pourrait être un mécanisme à part entière de défense aux stress environnementaux. Il a été démontré que différentes espèces de levures de vin produisent des vésicules dans des conditions similaires à celles de la vinification, et leur contenu protéomique a été analysé (Mencher et al., 2021). Au sein de l’équipe AFIM, la Pr Guigon-Rieu travaille depuis plusieurs années sur la production de MVs de bactéries lactiques et une méthodologie pour isoler et caractériser les MVs a été développée (da Silva Barreira et al., 2022). Dans le cadre du projet ADAPTYCC, une collaboration sera mise en place afin de transposer cette méthodologie pour étudier le rôle des MVs dans la physiologie des microorganismes étudiés. Plus particulièrement, cette étude se focalisera dans un premier temps sur la comparaison de la production ou non de MVs entre des lignées évoluées ou non des 2 levures d’altération étudiées. Dans un second temps, le rôle des MVs sur la capacité à résister aux 2 stress rencontrés sera étudié.

Workpackage 3 : Dynamique des populations (collaboration avec le Dr Géraldine Klein UMR PAM équipe AFIM)

Il est primordial de comprendre si les adaptations mises en place par les microorganismes en lien avec le CC affectent leur implantation et leur survie.

Ce WP sera développé de façon à obtenir des données sur le comportement de souches issues de l’expérimentation évolutive ou non évoluées au cours de fermentations. L'étude des interactions en conditions de fermentation est un savoir-faire de l’équipe AFIM et plus particulièrement du Dr Klein (Petitgonnet et al. 2019 ; Joran et al. 2022, 2023 ; Puyo et al. 2023, 2024). A l’heure actuelle, si des interactions levuriennes ont été étudiées, des interrogations subsistent concernant les interactions entre levures d’altérations et levures œnologiques en conditions de CC et d’évolution des matrices. Dans un premier temps, des fermentations en monoculture seront menées pour caractériser le comportement des souches évoluées versus non évoluées. Dans un second temps, des co-cultures (souches évoluées ou non évoluées versus une levure œnologique S cerevisiae) seront mises en place et la dynamique des souches étudiées sera analysées permettant ainsi d’apporter des connaissances sur le potentiel d’altération des souches en conditions de vinification. 

Université de Bourgogne Europe

Laboratoire d'accueil : PAM

Compétences demandées au candidat : Physiologie levurienne, microbiologie, biochimie, bioinformatique. Des connaissances du milieu œnologique seraient un plus.