Comment les champignons pathogènes utilisent la pression pour infecter les plantes ?

Certains champignons phytopathogènes sont capables de traverser la surface des plantes en exerçant une pression très élevée. Cette capacité leur permet de pénétrer dans les tissus végétaux, d’y puiser les ressources nécessaires à leur développement et de provoquer des maladies responsables de pertes agricoles considérables dans le monde.

Des champignons pathogènes comme Colletotrichum, responsable de l’anthracnose, et Magnaporthe, à l’origine de la pyriculariose du riz et du blé, infectent leurs plantes hôtes grâce à des cellules spécialisées, les appressoria. Ces structures accumulent des osmolytes, notamment du glycérol, pour générer une pression interne, dite de turgescence, capable de perforer les parois des plantes. Cette pression peut atteindre jusqu’à 37 fois la pression atmosphérique, ce qui explique l’efficacité de ces champignons à pénétrer leurs plantes hôtes.

Une étude publiée dans la revue Science, impliquant l’Unité BIOGER (BIOlogie et GEstion des champignons phytopathogènes) d’INRAE, au sein d’un consortium international, met en évidence un mécanisme clé impliqué dans ce processus. Les chercheurs ont identifié deux enzymes, PKS2 et PBG13, indispensables à la formation d’une paroi cellulaire fongique semi-perméable. Ces enzymes permettent la synthèse d’un polymère d’acide 3,5-dihydroxyhexanoïque (DHHA) qui réduit la porosité de la paroi et empêche les osmolytes de s’échapper, favorisant leur accumulation à l'intérieur de la cellule, contribuant ainsi à la génération de pression par osmose. Cette fonction complète celle de la mélanine, qui assure la solidité de la paroi face à cette forte pression, révélant un double mécanisme essentiel à la pathogénicité de ces champignons.

Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour cibler ces enzymes et développer des stratégies de lutte contre ces maladies des plantes. En identifiant PKS2 et PBG13 comme des cibles potentielles, les chercheurs proposent des pistes concrètes pour protéger des cultures essentielles comme le riz et le maïs, et limiter les impacts économiques et alimentaires de ces pathogènes.