Génétique des champignons décomposeurs

Thème

Caractérisation par méthodes moléculaires de la diversité des champignons parasites et décomposeurs en Guyane Française.

Financement & durée

INRA, Département EFPA : 2007-2008

Responsable scientifique

Heidy Schimann

Partenariat scientifique

UMR EcoFoG :

  • Heidy Schimann
  • Ivan Scotti
  • Eliane Louisanna (Technicienne)
  • Caroline Scotti
  • Audin Patient (Adjoint technique)

UMR BIOGECO :

  • Cécile Robin
  • Cyril Dutech
  • Alain Franc
  • Marie-Laure Desprez-Loustau

Partenaire associé : INRA Narbonne, Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement, Jean-Jacques Godon.

Présentation du projet

Les champignons, qu’ils soient parasites ou saprophytes, sont des acteurs importants de la dynamique de croissance et de régénération des communautés d’arbres en forêt. En effet, les saprophytes de part leur capacité à décomposer les matériels végétaux vont participer au recyclage des nutriments nécessaires à la croissance des espèces (Milcu 2006). Les parasites sont impliqués dans la dynamique de la diversité génétique et spécifique des communautés, par la réduction du taux de croissance des génotypes ou populations d’espèces dominants (Gilbert 2002, Summers et al 2003).

A l’heure actuelle, il existe peu de données sur la réelle diversité de ces organismes dans les écosystèmes et en particulier en terme quantitatif, malgré leur importance dans la régénération et le maintien des communautés végétales. Il parait primordial d’être mieux capable de caractériser la diversité des ces organismes dans les écosystèmes forestiers tropicaux afin de mieux comprendre les interactions existantes entre les communautés d’arbres et les communautés de champignons.

Pour déterminer la diversité génétique des saprophytes et parasites de l’écosystème forestier guyanais, nous avons choisi comme site d’étude la station expérimentale de Paracou. Elle offre l’avantage de disposer de données conséquentes sur la diversité des espèces végétales présentes mais aussi sur leur dynamique de croissance. Nous avons choisi d’étudier les communautés fongiques associées à quelques espèces de grands arbres de la forêt guyanaise avec une approche différente suivant qu’il s’agisse de saprophytes ou de parasites. Pour ce qui concerne les saprophytes, nous avons décidé de travailler en premier lieu sur des litières monospécifiques. En effet, des études ont montré une forte variabilité interspécifique des constituants chimiques des feuilles sénescentes, en particulier en ce qui concerne les phénols, l’azote ou le carbone. Cette variabilité s’accompagne d’une plus ou moins grande résistance aux attaques des microorganismes, ce qui se traduit par des différences de vitesse de décomposition. Nous avons choisi trois espèces de grands arbres de la forêt guyanaise, en fonction de la vitesse de décomposition de leur litière. L’hypothèse est faite que la vitesse de décomposition des litières est fortement liée à leur composition chimique et en particulier à la présence de molécules récalcitrantes qui nécessitent la capacité chez les saprophytes d’enzymes de dégradations particulières. Des qualités de litières différentes seraient donc susceptibles de déterminer un cortège fongique particulier au cours du processus de dégradation, et en particulier dans les premiers stades.

En ce qui concerne les cortèges d’espèces de champignons parasites, on s’attend à une variabilité forte liée à l’espèce d’arbre hôte, compte tenu de la prédominance de parasites à pouvoir pathogène spécialisé (espèces spécialistes). Nous avons donc choisi des espèces représentant 3 niveaux d’agrégation spatiale pour tester l’hypothèse d’un effet de ce facteur sur la diversité des cortèges de parasites associés. Dans le cas d’espèces d’arbres-hôtes agrégatives, on pourrait s’attendre à la présence d’une (quelques) espèce(s) de champignons spécialistes associés qui interviendraient fortement sur la mortalité des semis.

Sur des litières à différents stades de dégradation, et à partir de sol prélevé dans la rhizosphère, l’ADN total sera extrait à l’aide de protocoles standards. Nous avons ensuite choisi de cibler la région de l’ADN localisée entre les gènes codant pour le 18S rRNA et le 28S rRNA, (ITS, internal transcribed spacer), qui incorpore le gène 5,8S rRNA. Ces régions non codantes l’ADN sont connues pour avoir un taux d’évolution plus rapide qui permet une détermination du genre voire de l’espèce chez les champignons. La méthode que nous souhaitons valider doit permettre une caractérisation rapide de la diversité fongique sans passer par une identification précise des espèces fongiques en présence. Nous allons donc cloner puis séquencer les ITS dans le but d’être capable de les différentier dans un pool d’ADN extrait d’un échantillon. Ainsi il sera alors possible d’appliquer des méthodes de génétique des populations qui permettront de caractériser une richesse et une composition spécifique des cortèges fongiques considérés, c’est-à-dire d’avoir une idée quantitative et qualitative de cette diversité. Cette méthode sera comparée, pour les mêmes échantillons, aux profils SSCP, à partir desquels des indices de diversité peuvent également être estimés sans identification des espèces (Loisel et al 2006). A terme, l’objectif est de pouvoir rapidement caractériser un cortège fongique en milieu naturel sur des substrats plurispécifiques, différents et dans des situations écologiques différentes.

Ce projet est innovant dans la mesure où il constitue une première étude de la diversité à la fois quantitative et qualitative des champignons de 2 groupes fonctionnels importants (parasites et saprobes) de la forêt guyanaise à l’aide d’une méthode reproductible et transposable à d’autres situations. De plus, la méthode en elle-même est innovante dans la mesure où les ITS seront ciblés par une synthèse d’ADN (sans intervention d’une réaction de PCR) avant clonage, permettant d’éviter les biais liés à l’amplification et d’obtenir un pool d’ITS représentatif de l’échantillon de départ. Les fragments correspondant aux ITS seront clonés en concatamères, ce qui permettra de séquencer plusieurs fragments (3-5) avec une seule réaction de séquence. Le débit sera donc augmenté par rapport à une démarche de clonage et séquençage classique, et le nombre de fragments identifiés à coût égal sera augmenté. Cette technique se base sur une modification de la méthode SAGE (Dyhrman et al 2006).

DiaryTous les événements

October 2020 :

Nothing for this month

September 2020 | November 2020

News items Toutes les brèves