Communiqué de presse – mardi 26 novembre 2013

Le plus célèbre champignon symbiotique livre ses secrets
Un consortium international, coordonné par l’Inra et impliquant le CNRS, et les Universités
de Lorraine, Toulouse III ‐ Paul Sabatier et d’Aix‐Marseille, le Joint Genome Institute (JGI)
et l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) du Département de l’Energie américain, a
séquencé et décrypté le génome du plus ancien champignon symbiotique.

Cette avancée permet de mieux comprendre la formation d’une symbiose entre plantes et champignons, dont le rôle écologique est considérable. Les connaissances acquises sur ce génome devraient faciliter l’utilisation de cette symbiose en agroécologie. Le détail de ces résultats est publié dans l'édition avancée en ligne de Proceedings of the National Academy of Sciences du 25 novembre 2013.
L’association symbiotique entre les racines des plantes et des champignons est une règle quasigénérale; elle est indispensable à l’établissement et à la pérennité des écosystèmes naturels, de même qu’à leur productivité.

A quoi sert une symbiose ?

A l'extérieur de la racine, les filaments mycéliens du champignon symbiotique explorent le sol et y exploitent les ressources minérales solubles pour le compte de la plante. En échange de ces éléments, la plante alimente son partenaire symbiotique en sucres simples, tel que le glucose, afin de pourvoir à ses besoins énergétiques. Dans la racine, les filaments mycéliens pénètrent dans les cellules de l’hôte pour y former une structure membranaire extrêmement digitée, l’arbuscule. Ce dernier est un site d’échanges intenses entre les deux partenaires : sucre contre phosphore.
Le génome du plus ancien champignon symbiotique décrypté Rhizophagus irregularis est le champignon mycorhizien le plus célèbre, car son ancêtre est supposé avoir permis aux plantes de coloniser le milieu terrestre il y a 400 millions d'années. C'est la plus
vieille symbiose terrestre qui a permis aux plantes de quitter les océans en les aidant à tolérer la sécheresse et à absorber les éléments minéraux nécessaires à leur croissance. Des champignons primitifs ressemblant aux champignons symbiotiques mycorhiziens à arbuscules d’aujourd’hui, les Gloméromycètes, forment alors une association à bénéfices mutuels avec ces plantes ancestrales dépourvues de racines.
Grâce à une collaboration internationale de plus de 10 ans coordonnée par Francis Martin du centre Inra de Nancy, les chercheurs français ont décrypté la quasi‐totalité du génome du Gloméromycète Rhizophagus irregularis. L’étude du génome de Rhizophagus (alias Glomus) apporte des informations nouvelles sur les mécanismes génétiques nécessaires à la mise en place d’une symbiose mycorhizienne équilibrée profitant aux deux partenaires. Elle révèle que ce champignon endomycorhizien a perdu toutes les enzymes permettant de dégrader la lignine et la cellulose accumulées dans le sol ; il dépend totalement de sa plante‐hôte pour subvenir à ses besoins en sucres et énergie ; c’est un symbiote obligatoire. En contrepartie, il dispose d’un incroyable
répertoire de gènes de communication et de signalisation utilisé afin de dialoguer avec ses différentes plantes hôtes. Il possède également un système d’absorption et de transport des éléments minéraux très efficace. Ces travaux s’inscrivent dans un programme ambitieux, mené en collaboration étroite avec le JGI et l’ORNL, visant à caractériser les centaines de microbes bactériens et fongiques – le microbiome – d'un arbre modèle, le Peuplier.
Avec la découverte récente des « facteurs Myc » impliqués dans le dialogue entre Rhizophagus et ses plantes hôtes (1), ces travaux de génomique améliorent nos connaissances sur une symbiose employée comme engrais vert en agroécologie.

Contact scientifique :
Francis MARTIN
Tel. : 03 83 39 40 80
fmartin@nancy.inra.fr
Laurier d’excellence INRA 2012
http://jobs.inra.fr/Nos‐metiers/Reportages/Reportage‐Francis‐Martin
UMR Interactions Arbres/Micro‐organismes
Département Ecologie des Forêts, Prairies et milieux Aquatiques
Centre Inra de Nancy
(1) http://presse.inra.fr/Ressources/Communiques‐de‐presse/decouverte‐facteurs‐myc
Référence :
The genome of an arbuscular mycorrhizal fungus provides insights into the oldest plant symbiosis. Proc Ntl Acad Sci –
online Early Edition 25 novembre 2013
Emilie Tisserant1, Mathilde Malbreil2, Alan Kuo3, Annegret Kohler1, Aikaterini Symeonidi4, Raffaella Balestrini5, Philippe
Charron6, Nina Duensing 7, Nicolas Frei dit Frey2, Vivienne Gianinazzi-Pearson8, Betty Gilbert2, Yoshihiro Handa9, Josh
Herr1, Mohamed Hijri10, Raman Koul11, Masayoshi Kawaguchi9, Franziska Krajinski7, Peter Lammers11, Frederic G.
Masclaux12,13, Claude Murat1, Emmanuelle Morin1, Steve Ndikumana6, Marco Pagni13, Denis Petitpierre1, Natalia
Requena14, Pawel Rosikiewicz12, Rohan Riley6, Katsuharu Saito15, Hélène San Clemente2, Harris Shapiro3, Diederik van
Tuinen8, Guillaume Bécard2, Paola Bonfante5, Uta Paszkowski16, Yair Shachar-Hill17, Gerald A. Tuskan18, J. Peter W.
Young19, Ian R. Sanders12, Bernard Henrissat20,21,22, Stefan A. Rensing4, Igor V. Grigoriev3, Nicolas Corradi6, Christophe
Roux2 and Francis Martin1