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Mildiou de la vigne : identification du groupe de gènes impliqué dans la reproduction sexuée

Les mildious sont des agents pathogènes qui provoquent des maladies destructrices des plantes : mildiou de la pomme de terre, mildiou du soja, mildiou de la vigne, etc. Les chercheurs d’INRAE et leurs collègues du CNRS et de l'Université Paris Saclay, ont identifié le groupe de gènes responsable du type sexuel chez le mildiou de la vigne, alors que ces gènes étaient encore inconnus chez les oomycètes, organismes eucaryotes [1] apparentés aux algues brunes. Cette découverte a été rendue possible par une prouesse technique qui a permis le croisement entre elles de souches de mildiou de la vigne. Il s’agit d’une avancée majeure pour la compréhension de la reproduction sexuée des oomycètes, et plus largement des plantes et des champignons. Elle pourrait aussi ouvrir une voie pour lutter contre le mildiou de la vigne par la perturbation de sa reproduction sexuée, essentielle au développement de la maladie. Ces travaux paraissent le 14août 2020 dans la revue Current Biology.

a-Mildiou sur grappe

a-Mildiou sur grappe, b-mildiou sur feuille, c-sporanges sur feuilles, d-mildiou « mosaïque » sur feuille (automne), e-oospores (œufs sexués), f-germination d’une oospore contenant les zoospores mobiles

Qu’est-ce qu’un « type sexuel » ?

Les « types sexuels » sont des systèmes d'auto-incompatibilité qui favorisent la fécondation croisée chez les plantes, les champignons et les oomycètes. Les gamètes de deux individus (porteurs d'une copie de chaque chromosome) ne fusionnent pour donner un œuf ou zygote que s’ils sont de types sexuels opposés. Comment s’effectue cette reconnaissance entre types sexuels ? Chez le mildiou de la pomme de terre, un terpénoïde très commun chez les plantes (phytol) est modifié et transformé en une hormone qui est émise dans le milieu. L’individu de type sexuel opposé perçoit le signal, modifie l’hormone et la relargue pour signaler sa présence à l’autre. Mais les gènes impliqués n'avaient pas encore été identifiés chez les oomycètes, contrairement aux plantes et champignons...

Une première : le locus du déterminisme du type sexuel identifié chez le mildiou de la vigne

Dans ce travail, les chercheurs d’INRAE, du CNRS et de l'Université Paris-Saclay ont identifié le locus[2] déterminant le type sexuel du mildiou de la vigne. Il s’agit de la première description de ce locus chez un oomycète. En associant les variations génomiques aux types sexuels identifiés par croisement chez un grand nombre d’individus, les chercheurs ont montré qu'un type sexuel (P1) était homozygote (Mat-a/Mat-a), tandis que l'autre (P2) était hétérozygote[3] (Mat-a/Mat-b). Le locus du type sexuel comprend 40 gènes, dont l'un pourrait jouer le rôle de récepteur hormonal.

Une découverte fondamentale, et des perspectives dans la lutte contre le mildiou

Ces découvertes ont des implications fondamentales pour la compréhension de l'évolution des types sexuels, car elles révèlent un déterminisme unique impliquant une asymétrie d’hétérozygotie similaire à celle des chromosomes sexuels (comme le système XY des mammifères). Ce système est très différent des autres systèmes de type sexuel connus chez les plantes, les algues et les champignons.

Le mildiou est l'une des principales maladies de la vigne, pouvant occasionner des dégâts très importants et nécessitant plus de dix traitements fongicides lorsque les conditions lui sont favorables. Avec cette découverte, un nouveau moyen de lutte contre le mildiou de la vigne pourrait être envisagé, consistant à cibler la phase sexuée du pathogène. Limiter le succès de la reproduction sexuée revient en effet à diminuer l’intensité des épidémies de l’année suivante. L’ambition des scientifiques ayant mené ces travaux serait de mettre au point un procédé permettant de perturber la phase sexuée, par exemple en saturant le milieu avec les hormones spécifiques de la reconnaissance des types sexuels.

[1] Contrairement aux bactéries (procaryotes), les eucaryotes possèdent un compartiment, le noyau, qui contient l'ADN.
[2] Localisation précise d'un gène sur un chromosome.
[3] L’homozygotie est une condition dans laquelle deux allèles sont identiques pour un gène particulier. L’état hétérozygote est celui dans lequel deux allèles sont différents pour un gène particulier.

Référence
Identification of the first oomycete mating-type locus sequence in the grapevine downy mildew pathogen, Plasmopara viticola Yann Dussert, Ludovic Legrand, Isabelle D. Mazet, Carole Couture, Marie-Christine Piron, Rémy-Félix Serre, Olivier Bouchez, Pere Mestre, Silvia Laura Toffolatti, Tatiana Giraud, François Delmotte, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982220310824

FONTE: INRA

Publié le 29/09/2020
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