Analyse métagénomique de communautés d’oomycètes de la rhizosphère de petits pois dans les Prairies canadiennes

Citation

Esmaeili Taheri, A., Chatterton, S., Gossen, B.D., McLaren, D.L. (2017). Metagenomic analysis of oomycete communities from the rhizosphere of field pea on the Canadian prairies. Canadian Journal of Microbiology, [online] 63(9), 758-768. http://dx.doi.org/10.1139/cjm-2017-0099

Résumé en langage clair

Depuis 2011, la gravité de la pourriture des racines du pois des champs a augmenté dans les Prairies canadiennes. Le Canada est le plus grand producteur et exportateur de pois des champs au monde, et cette culture est un élément important de la production durable dans la région. La pourriture des racines nuit non seulement à la production de pois, mais aussi à la durabilité du système de production. La maladie est causée par plusieurs agents pathogènes courants, mais la fréquence de celle causée par Aphanomyces euteiches semble augmenter rapidement. A. euteiches appartient au groupe des Oomycètes, lesquels diffèrent des champignons. Pour étudier les communautés microbiennes associées à la pourriture des racines chez le pois, nous avons prélevé des échantillons de sol dans des parcelles de pois sains et malades en Alberta, en Saskatchewan et au Manitoba, en 2013 et 2014. Les espèces d'oomycètes présentes dans chaque échantillon ont été identifiées par séquençage de l'ADN. Les espèces non pathogènes étaient dominantes à chaque site, et A. euteiches était présent en très faibles quantités, même dans les champs infectés. Cette étude a montré que le séquençage relativement simple de l'ADN (Illumina MiSeq) peut être utilisé pour déterminer la composition des espèces d'oomycètes présentes dans le sol, et que celle-ci varie selon la région. Le séquençage de l'ADN représente un outil puissant pour identifier les microorganismes associés à la fois au complexe de la pourriture des racines et aux sols sains.

Résumé

Les oomycètes constituent un groupe diversifié de microorganismes, mais on en sait peu sur leur composition et leur biodiversité dans les agroécosystèmes. Le séquençage Illumina MiSeq a servi à déterminer le type et l'abondance des oomycètes associés à la pourriture des racines du pois dans les Prairies canadiennes. L’étude visait aussi à mettre en évidence les différences dans les communautés d'oomycètes associées à la santé des racines du pois et de comparer les communautés d'oomycètes entre les trois provinces des Prairies, où le pois des champs est couramment cultivé. En 2013 et 2014, des échantillons de sol de la rhizosphère du pois des champs (Pisum sativum L.) ont été prélevés dans des parcelles de plantes asymptomatiques ou malades dans 26 champs commerciaux. Les communautés d'oomycètes ont été caractérisées par analyse métagénomique de la région ITS1 à l’aide de la technologie Illumina MiSeq. Sur 105 unités taxonomiques opérationnelles (UTO) identifiées, 45 et 16 UTO d'oomycètes ont été identifiées jusqu’au niveau de l’espèce et du genre, respectivement. Pythium était le genre le plus répandu et Pythium heterothallicum, l'espèce la plus courante dans les trois provinces en 2013 et en 2014. Aphanomyces euteiches, un pathogène très important de la nécrose racinaire précoce du pois dans les Prairies, a été détecté dans 57 % des sites, mais en très faible quantité (< 0,2 %). L'analyse multivariée a révélé des différences dans l'abondance relative des espèces dans les communautés d'oomycètes entre les sites asymptomatiques et les sites infectés, de même qu’entre les années et les provinces. Cette étude a montré que le séquençage de nouvelle génération des amplicons peut renseigner sur la composition et la diversité des communautés d'oomycètes dans les sols agricoles.