The crucial role of microbes in the evolution, development, health, and ecological interactions of multicellular organisms is now widely recognized in the holobiont concept. However, the structure and stability of microbiota are highly dependent on abiotic and biotic factors, especially in the gut, which can be colonized by transient bacteria depending on the host’s diet. We studied these impacts by manipulating the digestive microbiota of the detritivore Armadillidium vulgare and analyzing the consequences on its structure and function. Hosts were exposed to initial starvation and then were fed diets that varied the different components of lignocellulose. A total of 72 digestive microbiota were analyzed according to the type of the diet (standard or enriched in cellulose, lignin, or hemicellulose) and the period following dysbiosis. The results showed that microbiota from the hepatopancreas were very stable and resilient, while the most diverse and labile over time were found in the hindgut. Dysbiosis and selective diets may have affected the host fitness by altering the structure of the microbiota and its predicted functions. Overall, these modifications can therefore have effects not only on the holobiont, but also on the “eco-holobiont” conceptualization of macroorganisms.

Mammalian tuberculosis (TB) is a zoonotic disease mainly due to Mycobacterium bovis (M. bovis). A current challenge for its eradication is understanding its transmission within multi-host systems. Improvements in long-read sequencing technologies have made it possible to obtain complete bacterial genomes that provide a comprehensive view of species-specific genomic features. In the context of TB, new genomic references based on complete genomes genetically close to field strains are also essential to perform precise field molecular epidemiological studies. A total of 10 M. bovis strains representing each genetic lineage identified in France and in other countries were selected for performing complete assembly of their genomes. Pangenome analysis revealed a “closed” pangenome composed of 3900 core genes and only 96 accessory genes. Whole genomes-based alignment using progressive Mauve showed remarkable conservation of the genomic synteny except that the genomes have a variable number of copies of IS6110. Characteristic genomic traits of each lineage were identified through the discovery of specific indels. Altogether, these results provide new genetic features that improve the description of M. bovis lineages. The availability of new complete representative genomes of M. bovis will be useful to epidemiological studies and better understand the transmission of this clonal-evolving pathogen.

IS6110 is an insertion sequence found in the Mycobacterium tuberculosis complex, to which Mycobacterium bovis belongs, which can play a role in genome plasticity and in bacterial evolution. In this study, the abundance and location of IS6110 on M. bovis genomic data of French animal field strains were studied. A first analysis was performed on a panel of 81 strains that reflect the national M. bovis population’s genetic diversity. The results show that more than one-third of them are IS6110 multicopy and that 10% have IS6110 in a high copy number (more than 6 copies). Multicopy strains are those circulating in the regions where prevalence was above the national average. Further study of 93 such strains, with an IS6110 copy number of 10-12, showed stability of IS6110 copy number and genome location over time and between host species. The correlation between M. bovis multicopy strains and high bovine tuberculosis (bTB) prevalence leads us to consider whether their epidemiological success could be partly due to genetic changes originated by IS6110 transposition.

Mycobacterium bovis (M. bovis) est l’agent étiologique de la tuberculose bovine (bTB) qui est une maladie zoonotique ayant un fort impact socioéconomique. Après avoir réduit la prévalence de cette maladie en dessous de 0,1% en 2001, la France a été reconnue indemne de bTB, ce qui est une situation très avantageuse pour le commerce. Ce titre est néanmoins menacé ces dernières années par la réémergence de la bTB dans certaines régions françaises. Ces foyers de bTB présents dans ces régions très localisées sont dus à des génotypes (défini par le profil spoligotype et le typage MLVA) spécifiques et persistants de ces régions. Il est donc important de comprendre si des facteurs génétiques liés à ces génotypes dominants peuvent expliquer leur succès épidémiologique. De plus, le lien de transmission entre les animaux infectés (pouvant impliquer des bovins domestiques et la faune sauvage) reste difficile à établir dans les régions partageant le même génotype de M. bovis. L’analyse des polymorphismes mononucléotidiques du génome entier comparé à des génomes de référence appropriés peut différencier précisément les souches de terrain. Cependant, de nouveaux génomes complets génétiquement plus proches des souches françaises de terrain sont nécessaires pour améliorer ces études. Dix nouveaux génomes complets ont été séquencés avec les technologies MinION et Illumina. Malgré la grande stabilité du génome de M. bovis, la caractérisation et la comparaison des 10 génomes ont permis de mieux décrire les lignées génétiques identifiées en France en définissant des critères génétiques spécifiques pour certaines d'entre elles. L’utilisation de génomes complets permet une meilleure annotation des génomes ce qui améliore nos connaissances sur la diversité génétique des génomes de M. bovis. Le nombre de copies d’une séquence d’insertion, IS6110, s’est avéré variable entre les différents génomes complets. Cette séquence joue un rôle important dans la plasticité du génome de Mycobacterium tuberculosis et a été retrouvée en grand nombre dans des génomes représentatifs de génotype très prévalent alors que M. bovis est considéré comme ayant une ou très peu de copies. Nous avons donc étudié l'abondance et la localisation d'IS6110 dans panel plus large de génomes de M. bovis représentatifs de la diversité française. Ces résultats ont confirmé que les génotypes les plus persistants étaient ceux présentant plusieurs copies d'IS6110 et que deux des génotypes les plus retrouvés en France ces dernières années avaient plus de 10 copies. Des études supplémentaires sur 3 génotypes majoritaires, SB0120-DHV, SB0120-CO et un sous-groupe du cluster A/ famille F4, qui sont respectivement très présents dans les régions françaises de Dordogne et Haute-Vienne, Côte d'Or et Pyrénées-Atlantiques, ont montré une grande stabilité du nombre d'IS6110 et de leur site d’insertion entre les espèces hôtes sur des périodes de 6 à 17 ans. Les changements liés aux IS6110 ne semblent pas se produire lors de changement d’hôte, comme cela était suggéré pour le lignée Beijing de M. tuberculosis. Ce travail a permis d'améliorer nos connaissances des génotypes de M. bovis circulant en France et dans le monde en établissant des listes de caractéristiques génétiques. Certains évènements génétiques, comme l'insertion d’IS6110, semblent être corrélés au succès de certains génotypes. Les nouveaux génomes permettront de mieux comprendre la dynamique de la transmission de la bTB dans les systèmes multi-hôtes et de mettre en place des mesures de contrôle plus efficaces pour éradiquer la maladie dans ces zones.