Évaluation de la performance des échantillonneurs de spores dans la surveillance et la prévision de la diversité du mycobiote aérien et des profils de distribution des champignons phytopathogènes

Citation

Chen W, Hambleton S, Seifert KA, Lévesque CA, Carisse O, Moussa SD, Peters RD, Lowe C, Chapados JT. 2017. Assessing performance of spore samplers in monitoring and forecasting aeromycobiota diversity and fungal plant pathogen distribution patterns. Applied and Environmental Microbiology Submitted, under peer review.

Résumé en langage clair

Il s’agit de la première étude par séquençage à haut débit sur le rendement des échantillonneurs de spores en matière de prélèvement de pathogènes fongiques à large spectre dans l’air et la pluie. C’est également la première étude dans laquelle on caractérise de manière détaillée le mycobiote aérien des régions côtières du Canada sous l’influence des facteurs climatiques. Les échantillons d’air et de pluie ont été prélevés avec trois échantillonneurs de spores au cours des étés 2010 et 2011. D’après les (méta)code-barres de l’ITS, les communautés fongiques aériennes sont très différentes sur la côte ouest et la côte est du Canada. Les échantillonneurs d’air et de pluie ont aussi prélevé différents taxons fongiques : plus d’Ascomycota ont été prélevés par les échantillonneurs d’air, alors que les échantillonneurs de pluie ont prélevé plus de Basidiomycota. Les spores fongiques étaient transportées vers le nord, et la diversité était plus importante au cours des étés plus frais et plus humides. La classification des (méta)code-barres au niveau de l’espèce doit être évaluée de manière rigoureuse pour chaque groupe taxonomique. Les résultats indiquent que le séquençage à haut débit combiné à des réseaux d’échantillonnage de spores et des stratégies de prélèvement bien conçues permettent de détecter simultanément de nombreux microorganismes pathogènes, notamment quand il est possible de les classifier jusqu’à l’espèce ou la sous-espèce, car les oilgonucléotides spécifiques des espèces permettent d’utiliser les (méta)code-barres.

Résumé

Les échantillonneurs de spores sont très utilisés dans la surveillance des pathogènes, mais le rendement des différents modèles servant à recueillir des unités taxonomiques de niches écologiques variées n’a jamais été étudié. Nous avons analysé des échantillons d’air et de pluie prélevés par trois échantillonneurs au cours des étés 2010 et 2011 en vérifiant les (méta)code-barres de l’espaceur interne transcrit générés par séquençage haut débit (HTS, High Throughput Sequencing). Nous avons caractérisé différents profils de distribution spatiale et temporelle du microbiote aérien sur les côtes est et ouest du Canada et constaté des biais de prélèvement dans les échantillonneurs de spores relativement aux genres fongiques contenant des phytopathogènes, par exemple, Cladospirum et Fusarium. Les modèles CART laissent supposer que les spores fongiques étaient transportées vers le nord et que la diversité était supérieure au cours des étés plus frais et plus humides. La classification des (méta)code-barres au niveau de l’espèce doit être évaluée de manière rigoureuse pour chaque groupe taxonomique, en raison de la faible variation interspécifique de la séquence de l’ITS dans certains groupes, notamment chez les Ascomycètes, et de l’existence de grands trous dans la couverture taxonomique des bases de données de référence de nombreux groupes fongiques. Les résultats montrent que la combinaison du séquençage à haut débit, de réseaux d’échantillonnage de spores et de stratégies d’échantillonnage bien conçues permet la détection simultanée de plusieurs microorganismes pathogènes, particulièrement lorsque l’utilisation d’oligonucléotides spécifiques de l’espèce permet une classification exacte au niveau de l’espèce ou de la sous-espèce pour les (méta)code-barres. Importance. Il s’agit de la première étude par séquençage à haut débit sur le rendement des échantillonneurs de spores en matière de prélèvement de pathogènes fongiques à large spectre dans l’air et la pluie. C’est également la première étude dans laquelle on caractérise de manière détaillée le mycobiote aérien des régions côtières du Canada sous l’influence des facteurs climatiques. Cette étude fournit aux producteurs et aux organismes de réglementation des données scientifiques sur la surveillance des ravageurs.