Atlas géographique des champignons producteurs de mycotoxines préparé à partir d’études métagénomiques de codes-barres d’ADN et une nouvelle approche de classification taxonomique

Citation

Chen, W., C. Visagie, M. Liu, K. Seifert, T. Graefenhan, S. Hambleton and C. A. Levesque (2016). Geographic atlas of mycotoxigenic fungi through metagenomic surveys of DNA barcodes using a novel taxonomic classification approach. 2016 Canadian Phytopathological Society (CPS) annual meeting, June 12-15, 2016, Moncton, New Brunswick.

Résumé en langage clair

Les mycotoxines sont des métabolites secondaires produits par des espèces de champignons des genres comme Altenaria, Aspergillus, Claviceps, Fusarium et Penicillium. Cette étude visait à identifier les champignons mycotoxinogènes dans des échantillons environnementaux prélevés au Canada, en Chine et en France. Nous avons utilisé l’outil bio-informatique maison AODP pour concevoir des oligonucléotides marqueurs et cibler des espèces dans une vaste base de données sur les amplicons de séquençage de nouvelle génération. Comparativement aux outils bio-informatiques communément utilisés par la majorité de la collectivité scientifique, cette approche a permis d’améliorer l’exactitude de la classification. Nous préparons un atlas vivant de champignons mycotoxinogènes des trois pays et nous espérons découvrir des espèces nouvelles ou cryptiques dans les cinq genres, qui pourraient éventuellement devenir des pathogènes émergents s’ils étaient dispersés sur de longues distances.

Résumé

Les mycotoxines sont des métabolites secondaires produits par des espèces de champignons des genres comme Altenaria, Aspergillus, Claviceps, Fusarium et Penicillium. Les espèces d’un même genre produisent souvent des mycotoxines de groupes biosynthétiques différents, qui ont des effets nocifs sur l’humain et le bétail. Certaines espèces sont considérées comme des pathogènes préoccupants sur le plan agricole ou médical. Or, il est important de bien identifier ces organismes pour l’évaluation des risques et la gestion des mycotoxines. Ceci est difficile à faire lorsqu’on utilise des codes-barres d’ADN pour une étude métagénomique. L’espaceur interne transcrit (ITS) de la région de l’ADNr est le code-barres officiel pour les champignons, mais il manque souvent de pouvoir discriminant au niveau de l’espèce et de la sous-espèce. De plus, les algorithmes qui existent pour la classification des séquences sont fondés sur la similarité et la composition des séquences, lesquelles manquent de précision pour le profilage taxonomique au-delà du genre et pour tenir compte du taux d’erreur inhérente des différentes plateformes de séquençage nouvelle génération (SNG). Nos trois objectifs étaient : 1) utiliser des oligonucléotides spécifiques des clades pour faciliter et améliorer l’interprétation des (méta)code-barres au niveau de l’espèce et de la sous-espèce; 2) mettre sur pied un atlas géographique vivant de champignons producteurs de mycotoxines au Canada; 3) découvrir des espèces connues et putatives non connues, et fournir des renseignements cruciaux aux taxonomistes pour la découverte d’espèces et l’élaboration de bases de données de référence. Nous avons comparé, au total, 45 millions de séquences ITS1 et ITS2 marquées par pyroséquençage 454 d’échantillons prélevés de 2009 à 2013 d’air, de pluie et d’eau de lavage de fruits et de légumes frais. Les séquences ont été comparées à celles de la base de données d’ITS fongiques tenue par UNITE. Les résultats préliminaires montrent que les ITS1 et ITS2 permettent d’identifier un nombre différent d’espèces putatives (unités taxonomiques opérationnelles, UTO) à un seuil de similarité de 97 %, l’ITS2 permettant d’identifier près du double d’UTO des genres Aspergillus, Penicillium et Claviceps.

Date de publication

2016-06-12