L'étude a été publiée dans la revue Nature Communications.
"Notre équipe a découvert que certains gènes AVR font partie d'un groupe discret d'éléments mobiles qui peuvent se déplacer rapidement autour des génomes, non seulement au sein des espèces, mais également entre différentes espèces fongiques", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Menglong Chen, chercheur postdoctoral au Département. de phytopathologie à l'UC Davis. "Nous avons nommé ces éléments mobiles éléments à déplacement rapide associés à la virulence (RMEAV)."
Les agents pathogènes des plantes sont des micro-organismes, notamment des champignons, des bactéries et des oomycètes, qui peuvent provoquer des maladies chez les plantes. De nombreux agents pathogènes végétaux importants contiennent des gènes codant pour les protéines AVR. Les gènes AVR jouent un rôle important dans le déclenchement de la réponse immunitaire d'une plante et dans l'apparition de maladies. Les protéines AVR sont reconnues par les protéines correspondantes de résistance aux maladies dans la plante hôte, conduisant à une réaction de défense qui peut limiter ou prévenir l'infection. En tant que tels, les gènes AVR sont utilisés depuis des décennies dans les efforts de sélection végétale visant à développer des variétés résistantes.
"Pour que la sélection par résistance réussisse, les gènes de résistance utilisés doivent être durables, ce qui signifie qu'ils peuvent fournir une résistance efficace sur une longue période de temps", a déclaré le co-auteur Brent Threlfall, scientifique adjoint du projet au Département de phytopathologie de UC Davis. "Cependant, l'émergence rapide et fréquente de nouvelles souches pathogènes capables de surmonter ces résistances a contrecarré ces efforts."
Les souches pathogènes qui émergent, souvent appelées souches « virulentes », contiennent des versions nouvelles ou mutées des gènes AVR. La capacité de ces gènes AVR à changer signifie qu'ils peuvent échapper à la détection par le système immunitaire de la plante et provoquer des maladies sur des plantes auparavant résistantes.
Les chercheurs ont utilisé diverses approches, notamment la génomique comparative, la bioinformatique, la biologie moléculaire et des études fonctionnelles, pour comprendre la mystérieuse propagation des gènes AVR parmi différentes espèces fongiques. Ils se sont concentrés sur deux des agents pathogènes fongiques les plus destructeurs des céréales dans le monde, Magnaporthe oryzae, l'agent causal de la pyriculariose du riz, et Zymoseptoria tritici, l'agent causal de la tache Septoria tritici dans le blé.
Les scientifiques ont pu montrer que les RMEAV sont des réplicons autonomes qui se répliquent et se propagent en utilisant la machinerie de réplication et de transcription du champignon hôte. Ils ont également constaté que les RMEAV peuvent agir comme des éléments égoïstes, ce qui signifie qu’ils n’apportent aucun avantage direct au champignon mais peuvent néanmoins se propager avec succès à travers une population.
"Comprendre les mécanismes à l'origine de la propagation rapide des gènes AVR parmi différentes espèces fongiques est essentiel pour développer des stratégies visant à améliorer la durabilité des gènes de résistance dans les cultures", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Jian-Min Yuan, professeur au Département de pathologie végétale de l'UC. Davis. "Nos résultats fournissent de nouveaux indices sur la façon dont certains agents pathogènes peuvent s'adapter rapidement et vaincre la résistance des plantes, nous aidant ainsi à garder une longueur d'avance dans la lutte contre les maladies dévastatrices des plantes."
