Une protéine récemment découverte aide le champignon qui cause la pourriture blanche de la tige du tournesol et de plus de 600 autres espèces végétales à contourner les défenses des plantes. Crédit : ARS-USDA
Une protéine qui permet au champignon qui provoque la pourriture blanche de la tige chez plus de 600 espèces végétales de surmonter les défenses des plantes a été identifiée par des scientifiques du Service de recherche agricole du Département de l’agriculture des États-Unis et de l’Université d’État de Washington.
La connaissance de cette protéine, appelée SsPINE1, pourrait aider les chercheurs à mettre au point un système de mesures de contrôle plus spécifique pour la Sclerotinia sclerotiorum qui attaque les pommes de terre, le soja, le canola, le tournesol, les lentilles, les pois et de nombreuses autres cultures à feuilles larges. Lors d’une année d’épidémies terribles, les dommages peuvent s’élever à des milliards de dollars.
“J’ai eu la chair de poule lorsque nous avons trouvé cette protéine. Elle répondait à toutes les questions que les scientifiques se posaient depuis 50 ans : Pourquoi ces champignons surmontent-ils toujours les défenses des plantes ? Pourquoi ont-ils une gamme d’hôtes aussi large, et pourquoi réussissent-ils si bien ?” – Kiwamu Tanaka
S. sclerotiorum Les champignons font pourrir et mourir les plantes en sécrétant des substances chimiques appelées polygalacturonases (PG), qui détruisent les parois cellulaires de la plante. Les plantes ont évolué pour se protéger en produisant une protéine qui arrête ou inhibe les PG du champignon, appelée PGIP, qui a été découverte en 1971. Depuis lors, les scientifiques savent que certains champignons pathogènes ont un moyen de surmonter la PGIP de la plante. Mais ils n’avaient pas été en mesure de l’identifier.
“Ce que vous avez, c’est essentiellement une course aux armements continue entre les pathogènes fongiques et leurs hôtes végétaux, une bataille intense d’attaque, de contre-attaque et de contre-contre-attaque dans laquelle chacun développe et modifie constamment ses tactiques chimiques afin de contourner ou de surmonter les défenses de l’autre”, a déclaré le phytopathologiste Weidong Chen de l’ARS Grain Legume Genetics Physiology Research Unit à Pullman, Washington, et chef de l’étude qui sera publiée aujourd’hui (25 avril 2022) dans la revue Nature Communications.
La clé de l’identification de SsPINE1 a été de regarder en dehors des cellules du champignon, selon Chen.
“Nous l’avons trouvé en regardant les matériaux excrétés par le champignon”, a-t-il dit. “Et elle était là. Lorsque nous avons trouvé cette protéine, SsPINE1, qui interagissait avec PGIP, cela a pris tout son sens.”
Puis, pour prouver que la protéine SsPINE1 était ce qui permettait à Sclerotinia de contourner la PGIP des plantes, Chen et ses collègues ont supprimé la protéine dans le champignon en laboratoire, ce qui a considérablement réduit son impact.
“J’ai eu la chair de poule lorsque nous avons découvert cette protéine”, a déclaré Kiwamu Tanaka, professeur associé au département de phytopathologie de l’université d’État de Washington et co-auteur de l’article. “Cela a répondu à toutes les questions que les scientifiques se posaient depuis 50 ans : Pourquoi ces champignons surmontent-ils toujours les défenses des plantes ? Pourquoi ont-ils une gamme d’hôtes aussi large, et pourquoi réussissent-ils si bien ?”
La découverte de SsPINE1 a ouvert de nouvelles voies à explorer pour lutter contre les agents pathogènes de la pourriture blanche de la tige, y compris peut-être une sélection encore plus efficace et plus ciblée pour rendre les plantes naturellement résistantes aux maladies sclérotiques. L’équipe a également démontré que d’autres champignons pathogènes apparentés utilisent cette contre-stratégie, ce qui ne fait que renforcer l’importance de cette découverte.
Cette recherche s’inscrit dans le cadre de l’Initiative nationale sur la sclérotiniose, un effort multi-organisations créé par l’ARS pour contrer la sclérotiniose. S. sclerotiorum parce que ce champignon fait tant de dégâts dans le monde.
Référence : “Un effecteur extracellulaire fongique inactive la protéine inhibitrice de la polygalacturonase des plantes” 25 avril 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-29788-2
L’équipe de recherche comprenait également des scientifiques de l’USDA-ARS, de la WSU, de l’université Northwestern A&F de Shaanxi, en Chine, de l’université polytechnique de Wuhan, en Chine, et de l’université agricole Huazhong de Wuhan.
Le site Service de recherche agricole est la principale agence de recherche scientifique interne du ministère de l’Agriculture des États-Unis. Chaque jour, l’ARS se concentre sur les solutions aux problèmes agricoles qui affectent l’Amérique. Chaque dollar investi dans la recherche agricole a un impact économique de 17 dollars.
