Phylogénie des champignons causant l’ergot au Canada et essai de détection par réaction en chaîne de la polymérase en temps réel

Citation

Shoukouhi, P., Hicks, C., Menzies, J.G., Popovic, Z., Chen, W., Seifert, K.A., Assabgui, R., Liu, M. (2019). Phylogeny of Canadian ergot fungi and a detection assay by real-time polymerase chain reaction. Mycologia, [online] 111(3), 493-505. http://dx.doi.org/10.1080/00275514.2019.1581018

Résumé en langage clair

L’ergot des céréales est une maladie qui est de plus en plus importante dans les régions agricoles du Canada depuis 1999. En général, on considère que la maladie est causée par le champignon Claviceps purpurea, mais la taxonomie de ce champignon et des champignons qui lui sont apparentés dans ces régions n’a pas été bien étudiée. Les objectifs de la présente étude étaient : i) de déterminer quelles lignées phylogénétiques sont présentes dans les régions agricoles du Canada (une lignée est un groupe au sein duquel les individus sont plus étroitement apparentés les uns aux autres qu’à tout autre individu ne faisant pas partie du groupe) et ii) de mettre au point une épreuve moléculaire qui permettrait de distinguer les lignées infectant les cultures des lignées qui ne sont pas en cause. Nous avons étudié la diversité génétique de champignons du genre Claviceps recueillis dans des régions agricoles du Canada par typage génomique multilocus. Les locus séquencés comprennent des espaceurs internes transcrits de l’ADNr nuc (ITS1-5.8S-ITS2 = ITS), des fragments du facteur d’élongation de la traduction 1-α (TEF1), la deuxième plus grande sous-unité de l’ARN polymérase II (RPB2), la β-tubuline (tubB), et deux gènes intervenant dans la synthèse d’alcaloïdes de l’ergot (easA et easE). D’après les locus individuels et les alignements concaténés, les analyses phylogénétiques ont révélé sept lignées comprises dans le concept prémoléculaire de C. purpurea, dont cinq correspondaient à des espèces non encore décrites (G2b et G4–7). Même si les lignées G2–7 avaient des gammes d’hôtes étroites, la lignée G1 (= C. purpurea s.s.) avait une vaste gamme d’hôtes qui chevauchait celle d’autres lignées. Nous avons mis au point une qPCR moléculaire diagnostique et nous l’avons validée avec 185 échantillons provenant d’un vaste éventail de plantes hôtes et de régions géographiques, dont dix espèces phylogénétiques de C. sect. Claviceps, huit de C. sect. Pusillae, une de C. sect. Citrinae et une à deux espèces des genres Alternaria, Fusarium et Penicillium. L’épreuve permet de détecter la lignée G1 à une concentration de 7,5 pg/μL et de la distinguer des autres espèces et lignées de champignons du genre Claviceps. L’épreuve facilite donc la lutte contre la maladie en permettant de détecter l’inoculum à partir de plantes hôtes non utilisées à des fins agricoles.

Résumé

© 2019, © 2019, la Couronne. L’ergot des céréales est une maladie qui est de plus en plus importante dans les régions agricoles du Canada depuis 1999. En général, on considère que la maladie est causée par le champignon Claviceps purpurea, mais la taxonomie des champignons du genre Claviceps dans ces régions n’a pas été bien étudiée. Les objectifs de la présente étude étaient : i) de déterminer quelles lignées phylogénétiques (espèces phylogénétiques) sont présentes dans les régions agricoles du Canada et ii) de mettre au point une épreuve moléculaire qui permettrait de distinguer les lignées infectant les cultures des lignées qui ne sont pas en cause. Nous avons étudié la diversité génétique de champignons du genre Claviceps recueillis dans des régions agricoles du Canada par typage génomique multilocus. Les locus séquencés comprennent des espaceurs internes transcrits de l’ADNr nuc (ITS1-5.8S-ITS2 = ITS), des fragments du facteur d’élongation de la traduction 1-α (TEF1), la deuxième plus grande sous-unité de l’ARN polymérase II (RPB2), la β-tubuline (tubB), et deux gènes intervenant dans la synthèse d’alcaloïdes de l’ergot (easA et easE). D’après les locus individuels et les alignements concaténés, les analyses phylogénétiques ont révélé sept lignées comprises dans le concept prémoléculaire de C. purpurea, dont cinq correspondaient à des espèces non encore décrites (G2b et G4–7). Même si les lignées G2–7 avaient des gammes d’hôtes étroites, la lignée G1 (= C. purpurea s.s.) avait une vaste gamme d’hôtes qui chevauchait celle d’autres lignées. Nous avons mis au point une épreuve moléculaire diagnostique faisant appel à une réaction en chaîne de la polymérase (qPCR) et nous l’avons validée avec 185 échantillons provenant d’un vaste éventail de plantes hôtes et de régions géographiques, dont 10 espèces phylogénétiques de C. sect. Claviceps, 8 de C. sect. Pusillae, 1 de C. sect. Citrinae et 1–2 espèces des genres Alternaria, Fusarium et Penicillium. L’épreuve permet de détecter la lignée G1 à une concentration de 7,5 pg/μL et de la distinguer des autres espèces et lignées de champignons du genre Claviceps. L’épreuve facilite donc la lutte contre la maladie en permettant de détecter l’inoculum à partir de plantes hôtes non utilisées à des fins agricoles.