Thèse de Aymeric Paradis (2025)
Sous la direction de Philippe Silar et Valérie Gautier
Contrôle du cycle de reproduction asexuée de Penicillium camemberti pour influencer la
production de conidies en milieu liquide, du laboratoire à l’industrie
Mots-clés : Penicillium camemberti, conidiation, morphologie, carbone, transcriptomique,
bioréacteur, fermentation liquide
Résumé : La particularité des fromages traditionnels français de type Camembert ou Brie, appelés
fromage à pâte molle et à croûte fleurie, est que leur affinage nécessite un ensemencement de spores
d’un champignon filamenteux appelé Penicillium camemberti, qui va apporter les saveurs et textures
à ces fromages. Ces spores, appelées conidies, sont à la base du cycle de reproduction asexuée de
cette moisissure, qui produit de nouvelles conidies à partir du mycélium issu de la germination des
premières conidies, via des structures spécialisées appelées conidiophores. Les industries en
biotechnologie utilisent ce cycle pour produire massivement des conidies en fermentation liquide,
qui seront ensuite vendues comme ferment d’affinage. L’induction de la conidiation en milieu liquide
est multifactorielle, tout comme l’acquisition de la macromorphologie du mycélium. Dans cette étude,
un premier travail exploratoire a permis de caractériser l’influence de différents paramètres de
culture à l’échelle de la fiole. Le taux d’ensemencement, l’agitation, la concentration ainsi que la
source de carbone, impactent non seulement la morphologie de P. camemberti, mais également sa
capacité à produire des conidies et de la biomasse. La morphologie en pellets a été corrélée à une
absence de production de conidies, alors qu’une morphologie dispersée était indispensable à la
conidiation, mais pas suffisante. Dans un second temps, une étude transcriptomique a permis
d’explorer l’influence de la concentration et de la source de carbone sur l’expression des gènes, en
particulier ceux de la voie de la conidiation. Des différences de régulation ont été observées selon la
macromorphologie adoptée, et un potentiel facteur de transcription répresseur de la conidiation,
spécifique aux Eurotiales, a été identifié. Enfin, une dernière étude a permis d’extrapoler en
bioréacteurs les observations faites au cours des culture en fioles. Les effets des sources de carbone
ont été confirmés par ce changement d’échelle, en particulier le rôle inhibiteur du saccharose sur la
conidiation en bioréacteur. La production de conidies en présence de glucose a été mesurée comme
dix fois plus élevée en bioréacteur pilote qu’en Fernbach ou en bioréacteur de laboratoire, suggérant
que cette montée d’échelle a levé un élément limitant à la production de conidies.
Control of the asexual reproduction cycle of Penicillium camemberti to influence the
production of conidia in liquid media, from the laboratory to industry
Keywords: Penicillium camemberti, conidiation, morphology, carbon, transcriptomics, bioreactor,
submerged fermentation
Abstract: The uniqueness of traditional French cheeses like Camembert or Brie, known as soft-
ripened cheeses, lies in their aging process, which requires the inoculation of spores from a
filamentous fungus called Penicillium camemberti. These spores, known as conidia, are at the core of
the asexual reproduction cycle of this mold, producing new conidia from the mycelium that emerges
from the germination of the initial conidia through specialized structures called conidiophores.
Biotechnology industries utilize this cycle to mass-produce conidia in submerged fermentation,
which are then sold as ripening cultures. Conidiation induction in liquid media is multifactorial, as is
the acquisition of the mycelium’s macromorphology. In this study, an initial exploratory work
characterized the influence of various culture parameters at the flask scale. The inoculation rate,
agitation, concentration, and carbon source not only impact the morphology of P. camemberti, but
also its ability to produce conidia and biomass. Under specific conditions, pellets morphology was
correlated with an absence of conidia production, whereas dispersed morphology was essential for
conidiation, though not always sufficient. Subsequently, a transcriptomic study explored the
influence of concentration and carbon source on gene expression, particularly those in the
conidiation pathway. Regulatory differences were observed based on the adopted
macromorphology, and a potential conidiation repressor transcription factor specific to Eurotiales
was identified. Finally, a final study allowed us to extrapolate the observations made during flask
cultures to bioreactors. The effects of carbon sources were confirmed by this change in scale, in
particular the inhibitory role of sucrose on conidiation in the bioreactor. Conidia production in the
presence of glucose was measured as ten times higher in the pilot bioreactor than in the Fernbach or
laboratory bioreactor, suggesting that this scale-up removed a limiting element to conidial
production.
