Soutenance de thèse de Doctorat

Titre : Plasticité phénotypique et potentiel adaptatif chez le champignon phytopathogène Fusarium graminearum en réponse aux changements environnementaux

Antoine Vajou - UR MycSA

Fusarium graminearum est l'un des principaux agents responsables de la fusariose de l'épi, une maladie mondiale affectant les cultures céréalières, dont la présence peut conduire à la contamination des grains par des mycotoxines chimiquement stables et nocives. Dans un contexte de changement climatique, il est indispensable de comprendre la capacité d’adaptation de F. graminearum afin de mieux anticiper le risque épidémique lié à l’émergence potentielle de nouveaux isolats adaptés. Le potentiel adaptatif d’une espèce aux changements environnementaux est lié à sa capacité d’évolution génétique et à la plasticité phénotypique des individus de la population.

La plasticité phénotypique permet notamment de répondre immédiatement à des modifications de l’environnement. Nous avons caractérisé la plasticité phénotypique pour la production en mycotoxine et la croissance in vitro, entre une condition témoin et une condition traitée pour quatre environnements différents :  température (E1), composante oxydative (E2), disponibilité en eau (E3) et concentration d’azote du milieu (E4). Nous avons observé que la plasticité phénotypique est variable entre les environnements, les phénotypes et les génotypes suggérant le caractère ubiquitaire de la plasticité phénotypique ainsi que son contrôle génétique. Ensuite, le déterminisme génétique de la plasticité a été étudié à travers une approche de génomique des populations utilisant une étude d’association pangénomique (GWAS) par séquençage du génome entier (WGS). À notre connaissance, il s’agit de la première approche GWAS appliquée aux champignons toxinogènes caractérisant la plasticité phénotypique mise en œuvre à ce jour. Nous avons montré que la plasticité phénotypique est sous déterminisme génétique complexe notamment par une architecture liée au modèle épistatique de la plasticité phénotypique, même si l’hypothèse d’une base épigénétique reste probable.

Dans une autre partie, nous avons étudié si la mutation est en lien avec la capacité d’adaptation de F. graminearum. Nous avons réalisé une évolution expérimentale afin d’explorer la dynamique mutationnelle sous pression de sélection selon différents modes de propagation (mycélium et conidiospores). De faibles différences entre le 1^er et 19^ème cycle de propagation sont observées dans les phénotypes des souches ainsi que très peu de mutations ont été retrouvées (seulement pour la propagation végétative). Des hypothèses liées à une pression de sélection insuffisante ou à de la dérive génétique ont été évoqués aux regards de ces résultats.

Ensemble, ces résultats posent des bases nouvelles sur l’adaptation phénotypique et génétique du champignon phytopathogène F. graminearum face au changement climatique

Direction de thèse :

• Marie Foulongne-Oriol, Chargée de recherche, INRAE

Membres du jury

• Mme Walker Anne-Sophie, Ingénieure de recherche, INRAE - Rapportrice
• M. Lemaire Christophe, Maître de conférences, Université Angers - Rapporteur
• Mme Robin Cécile, Directrice de recherche, INRAE - Examinatrice
• M. Silar Philippe, Professeur, Université de Paris - Examinateur
• M. Saupe Sven, Directeur de recherche, CNRS (IBGC) - Examinateur