Botrytis cinerea

Introduction

Botrytis cinerea (forme imparfaite du téléomorphe Botryotinia fuckeliana) est un des principaux champignons pathogènes de la vigne, responsable de pertes importantes pour la viticulture française et européenne.
B. cinerea est un champignon haploïde Euascomycète, de la classe des Leotiomycètes, dont le génome a une taille de 30 Mb. C’est une espèce modèle pour l’étude du processus infectieux des champignons phytopathogènes. En effet, ce champignon provoque des infections caractérisées par la destruction rapide des tissus de sa plante hôte au fur et à mesure de sa colonisation (nécrotrophie).

Interêt du séquençage du génome de Botrytis cinerea

Le projet de séquençage du génome du champignon B. cinerea s’inscrit dans le cadre d’une analyse moléculaire de l’écosystème « vigne et ses pathogènes » incluant le phytoplasme Stolbur. La caractérisation des génomes de la vigne et ses principaux agents pathogènes (B. cinerea, Stolbur) offre l’opportunité d’étudier les mécanismes impliqués dans les interactions entre la vigne et ses pathogènes ainsi que dans la dynamique de ces pathogènes dans l’écosystème « vigne ».

Les séquences génomiques permettront de réaliser des puces à ADN de la plante hôte et de ses pathogènes qui seront utilisées pour identifier les gènes induits ou réprimés lors d’une infection. La validation de ces analyses transcriptionnelles sera facilitée par le développement d’outils de génomique fonctionnelle chez chaque organisme. L’analyse moléculaire des deux partenaires d’une interaction plante pathogène est nécessaire pour mieux comprendre ces maladies et proposer de nouvelles méthodes de lutte.

Importance économique de Botrytis cinerea

Pourriture grise de la vigne due à B. cinerea (Photo Anne-Sophie Walker © INRA)

Les champignons filamenteux sont les principaux agents pathogènes des plantes et les dommages provoqués par ces microbes sont responsables d’environ 20% des pertes des récoltes mondiales. B. cinerea est l’agent responsable de la pourriture grise de la vigne et de maladies de plusieurs centaines de plantes hôtes. Les pertes provoquées par ce champignon correspondent à 20% des récoltes mondiales des cultures concernées et leur coût est estimé à 10-100 milliards d’euros par an.

Les pertes estimées pour la vigne en France correspondent à 15-40% des récoltes selon les conditions climatiques. Ces pertes sont estimées à 20-25% des récoltes de fraises en Espagne et à 20% des fleurs coupées aux Pays-Bas.
La lutte contre les maladies fongiques provoquées par B. cinerea nécessite l’emploi de fongicides, la modification des pratiques culturales et le développement de cultivars résistants ou tolérants. Ainsi, les traitements fongicides contre B. cinerea ont coûté environ 540 millions d’euros pour l’année 2001, ce qui représente 10% du marché mondial des fongicides (rapport annuel UIPP, 2002). Par ailleurs, l’importance des traitements fongicides contre ce champignon provoque l’apparition de souches résistantes, nécessitant le développement de nouvelles molécules (Leroux et al., 2002 Pest Manag. Sci. 58 : 876).

Les dégâts provoqués par la pourriture grise ont un impact économique désastreux sur de nombreuses cultures, notamment le vignoble français. Il existe cependant des conditions climatiques particulières dans lesquelles B. cinerea provoque des symptômes de pourriture noble qui permettent l’élaboration de vins liquoreux à haute valeur ajoutée tel que le Sauternes.

Intérêt phylogénétique de Botrytis cinerea

De par son caractère polyphage et nécrotrophe, B. cinerea est un bon modèle d’étude des processus infectieux fongiques. Ce champignon s’attaque préférentiellement aux fruits (raisin, fraise, tomate) et aux fleurs sur lesquels il provoque une pourriture grise. Il est aussi capable d’attaquer les tiges, les feuilles et les semences. Ainsi, il a été montré au laboratoire qu’un même isolat est capable d’attaquer des plantes hôtes très différentes (haricot, vigne, tomate, arabette, rose) et des organes très variés de la même plante (fruits, feuilles, pétales).
B. cinerea provoque des infections caractérisées par la destruction rapide (macération, nécrose) des tissus de sa plante hôte au fur et à mesure de sa colonisation (nécrotrophie). B. cinerea est donc un excellent modèle pour étudier ce type de processus infectieux caractéristique de nombreuses maladies fongiques des plantes. Ce champignon met en oeuvre une panoplie importante de facteurs de pathogénie (enzymes lytiques, formes activées de l’oxygène, toxines, hormones végétales) pour attaquer ses plantes hôtes, dont la vigne. L’accès à son génome devrait permettre l’identification des gènes et des fonctions impliquées dans ce type de processus infectieux.

Intérêt de Botrytis cinerea comme modèle génétique et moléculaire

La majorité des espèces fongiques pathogènes des plantes sont des Ascomycètes appartenant à trois classes, les Sordariomycètes, les Loculoascomycètes et les Leotiomycètes.
Le groupe des Sordariomycètes comporte des espèces modèles non pathogènes comme Neurospora crassa et Posdospora anserina pour lesquels des recherches fondamentales sont menées sur des processus biologiques essentiels, et des espèces pathogènes des plantes comme Magnaporthe grisea et Fusarium graminearum.
Les génomes de N. crassa, M. grisea et F. graminearum ont été séquencés (NSF-Broad Institute, USA), ainsi que celui de P. anserina (Genoscope). Pour les Leotiomycètes et les Loculoascomycètes, il n’existe pas de séquences accessibles à la communauté scientifique. Un projet de séquençage du champignon phytopathogène Sclerotinia sclerotiorum appartenant à la classe des Leotiomycètes a été initié dans le cadre d’un appel d’offre NSF-Broad Institute en 2004. Ce champignon, bien que proche taxonomiquement de B. cinerea, en diffère par de nombreux caractères biologiques et moléculaires (voir paragraphe ci-dessous). Le séquençage du génome de B. cinerea devrait donc permettre d’obtenir une nouvelle ressource génomique d’un champignon phytopathogène représentant des Leotiomycètes.

B. cinerea est un Eucaryote qui se prête à un séquençage complet de par la nature haplo&iauml;de de son génome et de par sa relative petite taille (30 Mb). Par comparaison avec les génomes des Ascomycètes séquencés, on peut estimer que ce champignon possède environ 10 000 à 12 000 gènes. Ils sont répartis sur une dizaine de chromosomes. Par ailleurs, bien que la biologie moléculaire sur B. cinerea ne se soit développée que depuis une dizaine d’années, tous les outils de génétique classique et moléculaire (croisements, transformation, recombinaison homologue et remplacement de gènes, mutagenèse insertionnelle et collections de mutants, EST, macroarrays, banques génomique et d’expression) sont déjà à notre disposition pour mener des études de génomique fonctionnelle.