La génomique comparative des chytrides permet de mieux comprendre le mode de vie biotrophe et pathogène obligatoire de Synchytrium endobioticum
Citation
van de Vossenberg, B.T.L.H., Warris, S., Nguyen, H.D.T., van Gent-Pelzer, M.P.E., Joly, D.L., van de Geest, H.C., Bonants, P.J.M., Smith, D.S., Lévesque, C.A., van der Lee, T.A.J. (2019). Comparative genomics of chytrid fungi reveal insights into the obligate biotrophic and pathogenic lifestyle of Synchytrium endobioticum. Scientific Reports, [online] 9(1), http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-45128-9
Résumé en langage clair
Nous avons séquencé le génome du champignon de la galle verruqueuse de la pomme de terre et l’avons comparé à celui de champignons apparentés. Un isolat de l’Île-du-Prince-Édouard et un autre isolat des Pays-Bas, d’une race différente, ont été séquencés et caractérisés en profondeur. Des analyses informatiques ont permis de déterminer quelles répétitions et quels gènes étaient liés au mode infectieux de l’organisme. Cette étude fournit de l’information essentielle pour la recherche future sur la biologie, la génomique et la détection de la galle verruqueuse.
Résumé
© 2019, les auteurs. Synchytrium endobioticum est une espèce de Chytridiomycota (chytride) biotrophe, un parasite obligatoire; il est présent dans le sol, cause la gale verruqueuse de la pomme de terre et représente la lignée la plus basale parmi les phytopathogènes fongiques. Au moyen d’une approche de génomique fonctionnelle, nous avons exploité les connaissances acquises sur d’autres taxons de champignons et avons effectué des comparaisons avec plusieurs espèces de chytrides saprophytes et pathogènes. Des observations liées à la biotrophie obligatoire, à la plasticité du génome et à la pathogénicité sont présentées. Les gènes essentiels de la voie des purines étaient absents chez S. endobioticum. Cette singularité laisse supposer que sa survie dépend du piégeage de la guanine de son hôte. Les petits génomes des chytrides, riches en gènes et en introns, n’étaient pas protégés contre les duplications génomiques par des mutations ponctuelles induites par des répétitions. Les chytrides pathogènes Batrachochytrium dendrobatidis et S. endobioticum contenaient les plus grandes quantités de répétitions, et nous avons identifié des candidats effecteurs spécifiques de S. endobioticum qui sont associés aux régions riches en répétitions. Ces effecteurs candidats partagent un motif hautement conservé et présentent des duplications propres aux isolats de l’espèce. Chez S. endobioticum, nous avons observé un ensemble réduit d’enzymes de dégradation de la paroi cellulaire, ainsi que des expansions des protéines du domaine LysM, qui pourraient empêcher le déclenchement des réactions de défense de la plante. Notre étude met en évidence la grande diversité des chytrides par rapport aux ascomycètes et aux basidiomycètes (des classes qui ont été bien étudiées), elle rend compte de différences biologiques caractéristiques entre les phylums et elle révèle des points communs dans les caractéristiques génomiques des champignons pathogènes.