Melampsora larici-populina

> Hemileia vastatrix
> Melampsora larici-populina

Introduction

Parmi les champignons phytopathogènes, les Basidiomycètes responsables des maladies de rouille causent des dégâts considérables chez des plantes d’importance économique telles que le caféier, le peuplier, ou encore le blé ou le lin. Les mécanismes qui contrôlent le développement des rouilles dans les tissus de l’hôte sont encore mal connus. Une des raisons principales est la difficulté d’étude de ces micro-organismes, non cultivables en laboratoire, et qui nécessitent les tissus vivants de leur hôte pour se développer. Le séquençage de deux génomes de champignons à rouilles a été réalisé en 2007 et les données sont désormais disponibles pour la communauté scientifique internationale : rouille du peuplier Melampsora larici-populina (Joint Genome Institute, Etats-Unis & UMR IAM INRA Nancy, France) ; rouille du blé Puccinia graminis f. sp. tritici (Broad Institute, Etats-Unis).

Ce projet collaboratif entre l’INRA, l’IRD et le Genoscope s’intéresse à deux rouilles foliaires de deux plantes pérennes d’intérêt agronomique : M. larici-populina qui infecte le peuplier et Hemileia vastatrix qui infecte le caféier. En utilisant les techniques de séquençage à très haut débit de nouvelle génération, les transcrits fongiques exprimés par les rouilles Melampsora et Hemileia dans les tissus foliaires de leur hôte respectif seront identifiés.

En mettant à profit l’ensemble des données génomiques disponibles pour des plantes et des champignons Basidiomycètes, les résultats obtenus pour l’interaction Peuplier/Melampsora seront exploités pour analyser le pathosystème Caféier/Hemileia pour lequel il n’existe pas encore de données génomiques pour le parasite. Chez les deux types de rouille, un intérêt particulier sera porté sur les gènes fongiques codant des petites protéines sécrétées, qui pourraient potentiellement être des effecteurs de virulence.

Melampsora larici-populina

M. larici-populina est un champignon Basidiomycète parasite primaire obligatoire macrocyclique et hétéroïque dont l’hôte principal est le peuplier (phase épidémique durant l’été) et l’hôte alternant est le mélèze (phase sexuée au printemps). Ce champignon est responsable de la maladie de la rouille foliaire du peuplier et affecte de nombreux cultivars utilisés en Europe en populiculture. Les dégâts causés sont considérables et impactent fortement les rendements de certaines plantations. Le peuplier est une espèce ligneuse d’intérêt pour la production de bois bioénergie, et il apparaît urgent de développer les recherches sur la biologie et les mécanismes d’infection de ce pathogène majeur pour identifier des moyens de contrôle de la maladie.

Lors de la phase épidémique de la maladie, l’infection est réalisée sur la face inférieure des feuilles de peuplier : un tube germinatif est émis à partir des spores et le champignon pénètre dans la feuille au niveau des stomates. La colonisation des tissus foliaires est réalisée en quelques jours et des structures d’infection spécialisées, les haustoria qui sont de véritables suçoirs, permettent au champignon de pomper des nutriments dans les cellules vivantes de l’hôte, enfin des spores sont nouvellement produites au niveau des urédies qui correspondent à des pustules orangées (symptômes de la maladie). Les spores émises peuvent de nouveau infecter le peuplier.

Le séquençage du génome de M. larici-populina (souche 98AG31) a été réalisé en 2007 par le JGI aux Etats-Unis en collaboration avec l’UMR 1136 du Centre INRA de Nancy et l’analyse de ce génome est actuellement réalisée par un consortium international. Les résultats qui seront générés dans le cadre de ce projet avec le Genoscope complèteront les données génomiques déjà à disposition et contribueront à la compréhension i) de la biologie du pathogène et ii) des mécanismes moléculaires qui contrôlent l’interaction Peuplier/Melampsora.