Agroécologie 10 min

Virulence des champignons phytopathogènes : cas d'Alternaria brassicicola

Certains champignons sont capables d’infecter et de tuer leur plante hôte. De nombreux facteurs influent sur le caractère pathogène de ces champignons. Alternaria brassicicola est non seulement capable infecter les feuilles de son hôte, mais aussi de se transmettre à ses graines, contaminant ainsi les générations suivantes.

Publié le 11 mai 2020

illustration Virulence des champignons phytopathogènes : cas d'Alternaria brassicicola
© B. Iacomi

Rôle de microdomaines membranaires dans la virulence des champignons phytopathogènes

Le cas des domaines MCC/eisosome chez le champignon Alternaria brassicicola

Observation en microscopie confocale de AbPil1AGFP chez A. brassicicola. Echelle : 50 µm

Des interactions hote-pathogène

Alternaria brassicicola est un champignon qui provoque des maladies chez les Brassicacées.
Ces champignons sont capables d’infecter et de tuer leur plante hôte. Ils sont non seulement capables d'infecter les feuilles de leur hôte, mais également de se transmettre à ses graines, contaminant ainsi les générations suivantes. De nombreux facteurs influent sur le caractère pathogène d’A. brassicicola. Dans cet article, le focus a été réalisé sur un microdomaine membranaire nommé "domaine MCC/eisosome".

Ces microdomaines sont disposés de façon ponctuée et aléatoire sur la membrane plasmique. Les microdomaines MCC/eisosome ont une organisation très particulière puisqu’ils sont capables de créer des nano-invaginations de la membrane plasmique grâce à leurs deux protéines centrales ici nommées AbPil1A et AbPil1B.

Un enjeu pour la qualité germinative et la survie des plantules

Grâce à l’utilisation de champignons modifiés dépourvus de ces protéines, le rôle des microdomaines membranaires dans la résistance au stress (hydrique) et dans la virulence du champignon A. brassicicola sur feuille et au moment de la colonisation des semences a pu être déterminé. Cette réduction de l’attaque de la plante chez les champignons modifiés dans ces microdomaines a pu être au moins en partie expliquée par la diminution du nombre d’appressoria (des structures fongiques permettant la pénétration de l’hôte).

Le lien exact entre les domaines MCC/eisosome et la formation des appressoria est encore mal compris pour l’instant, il est toutefois probable que ce mécanisme soit lié au cytosquelette composé d’actine et de septine.

Partenaires : cette étude a été menée par l’unité IRHS (Institut de Recherche en Horticulture et Semence) à Angers, dans le cadre de la thèse de Justine Colou. Elle a été réalisée en collaboration avec les plateaux IMORPHEN et IMAC (SFR QUASAV), ainsi qu’avec la plateforme du SCIAM.

Financement : Justine Colou a bénéficié d’une bourse du programme régional RFI Objectif végétal, Région des Pays de Loire.

Référence de la publication : Colou, Justine, Guillaume Quang N’Guyen, Ophélie Dubreu, Kévin Fontaine, Anthony Kwasiborski, Franck Bastide, Florence Manero, et al. 2019. « Role of Membrane Compartment Occupied by Can1 (MCC) and Eisosome Subdomains in Plant Pathogenicity of the Necrotrophic Fungus Alternaria Brassicicola ». BMC Microbiology 19 (1): 295. https://doi.org/10.1186/s12866-019-1667-4.

Comment le champignon Alternaria s’adapte à la phase de dessiccation des semences ?

Dans la pathologie d'Alternaria brassicicola transmis par les semences, des protéines de type hydrophilines ont été identifiées

Spore d'Alternaria brassicicola sur semences d'Arabidopsis taliana

Certains agents pathogènes tels qu’Alternaria brassicicola, sont capables de se conserver au niveau des semences et de se transmettre ainsi à la plantule à venir. Pour déployer ce type de stratégie parasitaire, ces organismes se doivent de mettre en œuvre de mécanismes particuliers de tolérance aux contraintes hydriques auxquels ils sont soumis au cours de la phase de dessiccation de la semence. Les protéines de type hydrophilines présentent des caractéristiques physico-chimiques particulières et peuvent participer à la protection des cellules contre des stress hydriques.

À partir de la séquence génomique d’A. brassicicola, et en se basant sur des critères structuraux et d’expression, un répertoire de 20 hydrophilines a été identifié. Le rôle de deux de ces hydrophilines au cours du cycle infectieux a ensuite été étudié en générant des mutants fongiques incapables de produire l’une ou l’autre de ces protéines. Chacun de ces mutants conserve intacte ses capacités d'infection sur feuille. Ils sont par contre fortement affectés dans leur capacité à se transmettre aux semences, confirmant que ces deux acteurs de la réponse aux stress hydriques jouent un rôle majeur dans cette étape clé du cycle infectieux.

La compréhension et caractérisation des mécanismes de transmission des agents pathogènes aux semences constitue une étape cruciale pour envisager le déploiement de stratégies innovantes visant à limiter les pathologies sur semences.

Partenaires : cette étude a été menée par l’unité IRHS en collaboration avec l'unité EBI (Ecologie et Biologie des Interactions, CNRS - Université de Poitiers)

Financement : cette étude a été développée dans le cadre du projet FUNHY financée par le RFI Objectif Végétal.

Référence de la publication  : N’Guyen G, Raulo R, Marchi M, Agustí-Brisach C, Iacomi B, Pelletier S, Renou JP, Bataillé-Simoneau N, Campion C, Bastide F, Hamon B, Mouchès C, Porcheron B, Lemoine R, Kwasiborski A, Simoneau P, Guillemette T. Responses to hydric stress in the seed-borne necrotrophic fungus Alternaria brassicicola, Frontiers in microbiology, doi: 10.3389/fmicb.2019.01969.

Transmission d’agents phytopathogènes à la semence

Le microbiote de celle-ci peut-être infecté, ou non

Analyse sanitaire de graines contaminée par Alternaria brassicicola

Les semences sont vectrices d’ensembles microbiens (aussi appelé microbiote) diversifiés dont la composition peut favoriser ou inhiber le développement de certains agents phytopathogènes. Il est donc essentiel de mieux comprendre l’évolution de ce microbiote lors du développement de la plante.

L’impact de l’invasion du microbiote de graines de radis par des agents pathogènes a été analysé. Des contaminations artificielles par la bactérie Xanthomonas campestris pv campestris (Xcc) et par le champignon Alternaria brassicicola (Ab) ont été effectuées sur les parties aériennes de porte graine cultivées. Après récolte, l’installation des agents pathogènes au sein des semences a été mesurée par des analyses classiques de microbiologie et de biologie moléculaire. La diversité microbienne présente au sein des échantillons de semences a ensuite été caractérisée par une approche de séquençage de marqueurs taxonomiques bactériens et fongiques. Les résultats de cette étude indiquent que la transmission de Xcc n’affecte pas la composition du microbiote des semences. En revanche la transmission d’Ab diminue significativement la diversité des ensembles fongiques associés aux semences. Cette perturbation est probablement due à des compétitions pour les ressources nutritives entre Ab et d’autres membres de la communauté fongique, notamment des souches saprophytes apparentées à l’espèce Alternaria alternata. Ces souches pourraient être, à terme, utilisées en tant qu’agent de lutte biologique.

Partenaires : ce travail de recherche a été réalisé au sein de l'UMR IRHS par les équipes EmerSys et FungiSem sur des échantillons de graines récoltées sur des parcelles expérimentales de la Fédération Nationale des Agriculteurs Multiplicateur de Semences. Ces travaux de recherche ont été financés par le projet metaSEED (Pari scientifique de la Région des Pays de la Loire).

Référence de la publication : Rezki, S., Campion, C., Iacomi-Vasilescu, B., Preveaux, A., Toualbia, Y., Bonneau, S., Briand, M., Laurent, E., Hunault, G., Simoneau, P., Jacques, M. A., & Barret, M. (2016). Differences in stability of seed-associated microbial assemblages in response to invasion by phytopathogenic microorganisms. PeerJ, 4 :e1923.  DOI: http://dx.doi.org/10.7717/peerj.1923

Contacts

Thomas Guillemette UMR IRHS (INRAE - Agrocampus Ouest - Université d'Angers)

Matthieu Barret UMR IRHS (INRAE - Agrocampus Ouest - Université d'Angers)

Le centre

Le département

En savoir plus

Alimentation, santé globale

Concept One Health : Le Master IDOH à nouveau bénéficiaire d'un financement européen

COMMUNIQUE DE PRESSE - Coordonné par l’Unité INRAE-Université de Tours « Infectiologie et Santé Publique » (ISP), le Master international conjoint Erasmus Mundus « Infectious Diseases and One Health » (EMJMD-IDOH+) vient d'être sélectionné de nouveau pour être bénéficiaire d'un financement européen et fait ainsi partie des 44 dossiers retenus sur les 91 candidatures.

13 décembre 2019

Alimentation, santé globale

Lutte contre les agents pathogènes transmis par les moustiques : découverte d’un nouvel élément génétique mobile chez la bactérie Wolbachia

COMMUNIQUE DE PRESSE - Les chercheurs de l’Inra, du Cirad, du CEA et des Universités de Montpellier, Chicago et Vanderbilt aux Etats-Unis ont développé une méthode inédite d’analyse du génome de la bactérie Wolbachia. Cette bactérie endosymbiotique infectant plus de 70 % des insectes, est capable d’influencer la transmission par ces derniers d’agents pathogènes comme le virus de la Dengue ou Zika. A partir du séquençage et de l’étude de l’ensemble de l’ADN présent dans les ovaires de moustiques Culex pipiens, ils ont identifié pour la première fois un nouvel élément génétique mobile de type plasmide dans cette bactérie. La connaissance de ce plasmide ouvre des voies de recherche pour mieux comprendre l’interaction de la bactérie Wolbachia avec son moustique hôte et son rôle dans la transmission des agents pathogènes. Ces travaux, publiés dans Nature Communications, ouvrent ainsi des perspectives dans la lutte biologique contre les agents pathogènes transmis par les insectes, véritable enjeu de santé publique.

01 avril 2020

Biodiversité

Une première : planter des arbres européens en Chine pour identifier précocement les espèces potentiellement invasives dans nos forêts

COMMUNIQUE DE PRESSE - La majorité des espèces exotiques introduites en Europe et s’attaquant aux plantes viennent désormais d’Asie. Des chercheurs de l’Inra, avec des collègues de l’Académie des Sciences de Chine et de l'Université Forestière du Zhejiang, proposent une nouvelle méthode pour détecter les envahisseurs potentiels dans leur région d’origine, avant leur introduction sur un autre continent. Pour cela, ils ont planté des arbres européens comme sentinelles en Chine et durant quatre années, ils ont étudié la capacité des insectes et champignons pathogènes chinois à coloniser ces arbres. Deux articles dans la revue PLoS ONE présentent les résultats, ceux concernant les insectes sont publiés en ligne le 20 mai 2015.

24 mars 2020