{"id":11883,"date":"2020-10-14T07:56:28","date_gmt":"2020-10-14T07:56:28","guid":{"rendered":"https:\/\/mycor.iam.inrae.fr\/ARBRE\/?p=11883"},"modified":"2020-11-02T13:06:39","modified_gmt":"2020-11-02T13:06:39","slug":"la-genomique-eclaire-lhistoire-evolutive-des-champignons-symbiotiques-forestiers","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mycor.iam.inrae.fr\/ARBRE\/?p=11883","title":{"rendered":"La g\u00e9nomique \u00e9claire l\u2019histoire \u00e9volutive des champignons symbiotiques forestiers"},"content":{"rendered":"

Les champignons symbiotiques mycorhiziens jouent un r\u00f4le majeur dans les \u00e9cosyst\u00e8mes terrestres en facilitant l\u2019acquisition de nutriments par les plantes. Mais comment ces champignons sont-ils devenus symbiotiques ?<\/strong> Gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019analyse du g\u00e9nome de 135 esp\u00e8ces de champignons forestiers, la plus vaste \u00e0 ce jour, un consortium international de chercheurs, coordonn\u00e9 par l’\u00e9quipe de Francis Martin (UMR IaM, INRAE, LabEx ARBRE) et le Joint Genome Institute (D\u00e9partement de l\u2019Energie am\u00e9ricain) et impliquant l\u2019Universit\u00e9 de Lorraine et le CNRS, explique comment ces champignons sont pass\u00e9s d\u2019organismes se nourrissant de mati\u00e8re en d\u00e9composition \u00e0 des symbiotes alli\u00e9s aux plantes au cours de l\u2019\u00e9volution. Leurs r\u00e9sultats ont \u00e9t\u00e9 publi\u00e9s le 12 octobre 2020 dans Nature Communications<\/em>.<\/a><\/p>\n

Il existe plusieurs types de champignons d\u00e9finis par leur mode de nutrition\u00a0: les pathog\u00e8nes qui parasitent des organismes vivants pour se nourrir, les saprotrophes qui se nourrissent de mati\u00e8re organique en d\u00e9composition et les mycorhiziens qui sont en symbiose avec les plantes. La symbiose est une relation gagnant-gagnant pour la plante et le champignon. Le champignon facilite l\u2019absorption par les plantes des \u00e9l\u00e9ments min\u00e9raux essentiels, comme l\u2019azote et le phosphore, et les plantes apportent des sucres simples aux champignons associ\u00e9s et un environnement favorable \u00e0 leur d\u00e9veloppement. Cette symbiose mutualiste aurait permis la colonisation des milieux terrestres par les plantes. Afin de comprendre comment sont apparus les traits symbiotiques chez les champignons forestiers, le consortium a compar\u00e9 les fonctions cod\u00e9es par le g\u00e9nome de 135 esp\u00e8ces dont 62 esp\u00e8ces mycorhiziennes. L\u2019originalit\u00e9 de cette nouvelle \u00e9tude r\u00e9side dans le s\u00e9quen\u00e7age et l\u2019analyse de 29 nouveaux g\u00e9nomes d\u2019esp\u00e8ces de champignons symbiotiques appartenant \u00e0 des familles jouant un r\u00f4le cl\u00e9 dans les \u00e9cosyst\u00e8mes forestiers, telles que les Russules et les Chanterelles, tr\u00e8s fr\u00e9quents dans les for\u00eats temp\u00e9r\u00e9es.<\/p>\n

Leurs r\u00e9sultats montrent que les multiples transitions d\u2019un mode de vie saprotrophe \u00e0 symbiotique s\u2019accompagnent de la perte des g\u00e8nes codant les enzymes d\u00e9gradant la paroi cellulaire v\u00e9g\u00e9tale (par exemple les cellulases et les ligninases), de la r\u00e9orientation de g\u00e8nes pr\u00e9sents chez des anc\u00eatres saprotrophes pour remplir de nouvelles fonctions symbiotiques (par exemple des transporteurs membranaires de sucres ou d\u2019acides amin\u00e9s) et de l\u2019apparition de nouveaux g\u00e8nes impliqu\u00e9s dans la communication avec la plante. Ces m\u00e9canismes sont observ\u00e9s dans toutes les familles de champignons basidiomyc\u00e8tes et ascomyc\u00e8tes1<\/sup><\/b><\/a> ectomycorhiziens2<\/sup><\/b><\/a> (20\u00a0000 esp\u00e8ces) illustrant ainsi une remarquable convergence \u00e9volutive3<\/sup><\/b><\/a> couvrant plus de 100 millions d\u2019ann\u00e9es d\u2019histoire \u00e9volutive. Pour la premi\u00e8re fois, les chercheurs ont \u00e9galement identifi\u00e9 quelques esp\u00e8ces de champignons \u00ab\u00a0hybrides\u00a0\u00bb, encore capables de d\u00e9composer la mati\u00e8re organique, tout en \u00e9tablissant une symbiose avec les racines de leur plante-h\u00f4te. Chez ces champignons, les g\u00e8nes codant les enzymes de d\u00e9gradation de la paroi v\u00e9g\u00e9tale sont encore pr\u00e9sents, mais r\u00e9prim\u00e9s lors de la symbiose. Il pourrait bien s\u2019agir des premiers pas vers la symbiose stricte.<\/p>\n

Cette nouvelle \u00e9tude accro\u00eet de fa\u00e7on consid\u00e9rable les ressources g\u00e9nomiques disponibles pour \u00e9tudier les m\u00e9canismes qui r\u00e9gissent le d\u00e9veloppement et le fonctionnement des symbioses mycorhiziennes. Outre une meilleure compr\u00e9hension de l\u2019histoire \u00e9volutive des champignons forestiers, ces ressources sont d\u00e9sormais utilis\u00e9es pour \u00e9tudier le fonctionnement des communaut\u00e9s de champignons dans les \u00e9cosyst\u00e8mes forestiers soumis aux al\u00e9as des changements environnementaux.<\/p>\n

[1]<\/a> Les basidomyc\u00e8tes et les ascomyc\u00e8tes sont deux classes de champignons. Les basidomyc\u00e8tes d\u00e9signent les esp\u00e8ces dont les spores se forment \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur de cellules sp\u00e9cialis\u00e9es (entre autres la plupart des champignons \u00e0 chapeaux). Les ascomyc\u00e8tes sont une classe r\u00e9unissant les esp\u00e8ces de champignons dont les spores se forment dans des cellules sp\u00e9cialis\u00e9es (les asques) comprenant notamment les morilles, les p\u00e9zizes, les truffes, les levures…<\/sub><\/p>\n

[2]<\/a> Les champignons ectomycorhiziens colonisent les racines des plantes avec lesquelles ils sont en symbiose et leur permettent d\u2019avoir acc\u00e8s plus facilement \u00e0 des min\u00e9raux. <\/sub><\/p>\n

[3]<\/a> On parle de convergence \u00e9volutive lorsque plusieurs esp\u00e8ces diff\u00e9rentes soumise aux m\u00eame contraintes environnementales adoptent des r\u00e9ponses adaptatives similaires, ici la symbiose ectomycorhizienne.<\/sub><\/p>\n

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R\u00e9f\u00e9rence<\/strong><\/b><\/p>\n

Miyauchi, S., Kiss, E., Kuo, A. et al.<\/em> Large-scale genome sequencing of mycorrhizal fungi provides insights into the early evolution of symbiotic traits. Nat Commun<\/em> 11, <\/strong><\/b>5125 (2020). https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-020-18795-w<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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