SF6019 - Étude des voies de transfert des pathogènes d'origine alimentaire et de l'eau aux fruits et légumes

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Chercheur :

Mansel Griffiths, PhD, Département des sciences de l’alimentation, Université de Guelph

Objectifs :

1. Déterminer si Salmonella, E. coli O157:H7 et L. monocytogenes peuvent pénétrer dans les parties comestibles de la laitue, de la tomate, des concombres et des fraises à partir d’un sol contaminé par l’eau ou le fumier.
2. Déterminer si les dommages causés aux racines mécaniquement ou par des pathogènes des végétaux ont un effet sur la propagation systémique des pathogènes d’origine alimentaire.

Avantages prévus :

1. Possibilité d’identification des risques liés à la présence de pathogènes dans le sol et contribution à l’identification de stratégies de maîtrise de ces risques.

Sommaire des résultats de recherche :

On a étudié la croissance et la persistance de Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium et Listeria monocytogenes sur toute une gamme de végétaux sur de longues périodes de culture. Lorsqu’ils avaient été ajoutés aux semences de carottes, de cresson, de laitue, de radis, d’épinards et de tomates, tous ces pathogènes s’établissaient rapidement peu après la germination et atteignaient des densités cellulaires de l’ordre de 5,5 à 6,5 log UFC/g. De façon générale, sur les jeunes plants (9 jours après la germination), E. coli O157:H7 et L. monocytogenes s’établissaient et persistaient à des niveaux significativement plus élevés que Salmonella. E. coli O157:H7 avait pénétré dans les jeunes plants de cresson, de laitue, de radis et d’épinards mais il n’a pas été retrouvé dans les tissus des plantes arrivées à maturité. On a également observé l’absorption de Salmonella par les jeunes plants de laitue et de radis mais non par ceux de cresson et d’épinards. À l’opposé, L. monocytogenes n’a pas été absorbé par les jeunes plants, mais il a persisté à la surface des plantes pendant toute la période de culture. L’inoculation conjointe d’isolats provenant de la rhizosphère des plantes n’a eu aucun effet significatif sur le nombre ou la persistance des pathogènes humains, à l’exception de Enterobacter cloacae qui a réduit les quantités de E. coli O157:H7 Ph1 et de L. monocytogenes d’environ 1 log UFC/g sur la laitue. La souche de E. coli O157:H7 Ph1 à phénotype bioluminescent a permis de démontrer que ce pathogène humain s’établissait sur les racines des plantes en croissance. Les images au microscope à balayage électronique de jeunes plants de légumes racines permettent de penser que E. coli O157:H7 Ph1 colonise de préférence les embranchements des racines. Nous proposons l’hypothèse selon laquelle ces mêmes sites de colonisation favorisaient la persistance de E. coli O157:H7 sur les plants et facilitaient son absorption par les tissus internes des jeunes plants en croissance. Les résultats de cette étude suggèrent que dans les légumes consommés en salade, le risque lié aux pathogènes humains préalablement absorbés à la récolte est faible. Cependant l’introduction de pathogènes humains à un stade précoce de développement des plants pourrait favoriser leur persistance dans la rhizosphère. Lorsque les plants de laitue et d’épinards sont exposés aux pathogènes juste avant la récolte, la probabilité de contamination est plus élevée que si l’exposition a lieu vers le milieu de la croissance.

Les pathogènes humains introduits par l’eau d’irrigation (goutte à goutte) au stade de la floraison des plants de tomates et de concombres n’ont pas produit de contamination subséquente des fruits ainsi produits, mais ils ont persisté sur les racines de ces plants. Cependant, lorsqu’on a introduit E. coli O157:H7, Salmonella et Listeria monocytogenes sur les fleurs des plants de concombre, de tomate et de fraise, les fruits ainsi produits ont été contaminés.

La perturbation mécanique des racines latérales des épinards n’a pas favorisé l’absorption de E. coli O157:H7 par la plante; à l’inverse, la viabilité de E. coli O157:H7 a été réduite au voisinage du bord de la coupure. De la même façon, la perturbation des poils racinaires n’a pas favorisé l’absorption de E. coli O157:H7 par les plants d’épinards. Cependant l’enlèvement des poils racinaires n’a eu aucun effet sur la viabilité ou sur la colonisation des racines par E. coli O157:H7. L’inoculation conjointe du phytopathogène Pseudomonas syringae DC3000 n’a pas eu d’effet sur l’absorption de E. coli O157:H7 ou de E. coli générique par les plants d’épinards; on a relevé les mêmes résultats en présence de dommages infligés par les nématodes aux racines des plants de tomate et d’épinards.