Life Sciences Université Paris-Saclay

Dans une étude publiée dans Microbial Genomics, un consortium emmené par l’équipe « Effectors of Cellular Communication at the fungal-Plant interface  - ECCP » et le plateau de bioinformatique de l’unité BIOGER (INRAE/UPSaclay, Campus Agro Paris-Saclay, INRAE Palaiseau) décrit un génome de référence pour l’espèce Colletotrichum destructivum, un champignon pathogène de plantes incluant les légumineuses Medicago truncatula et Medicago sativa. Outre le séquençage complet des chromosomes, cette étude a révélé la présence d’une région de 1,2 Mb ayant toutes les caractéristiques d’un mini-chromosome (peu de gènes, riche en éléments transposables, fréquences d’usage des codons différentes) au sein d’un chromosome essentiel (core chromosome). L’étude a également mis en évidence la présence de nombreuses duplications segmentales intra-chromosomiques au niveau de cette région.

Chez les champignons pathogènes, les mini-chromosomes sont souvent porteurs de gènes associés au pouvoir pathogène, peuvent être dispensables et sont facilement transférés de façon horizontal (entre individus sans impliquer de reproduction sexuelle). La genèse de cette région typique des mini-chromosomes n’a pu être déterminée, il n’a donc pas été possible de déterminer avec certitude si nous assistions à la naissance d’un mini-chromosome au sein d’un core chromosome ou si un mini-chromosome, éventuellement acquis par transfert horizontal, avait fusionné avec un core chromosome.

Cette étude a été réalisée en collaboration avec l’Université Friedrich-Alexander d’Erlangen (Allemagne) et l’URGI de l’INRAE de Versailles.

Contact : richard.oconnell@inrae.fr ou jean-felix.dallery@inrae.fr

Prenant pour cas d’étude la rouille brune du blé, une étude expérimentale conduite à BIOGER (INRAE/UPSaclay, Campus Agro Paris-Saclay, INRAE Palaiseau) a montré qu’une agressivité supérieure (composante quantitative de pathogénicité) peut compenser une absence de virulence, c’est-à-dire l’incapacité à infecter des variétés de blé porteuses d’un gène de résistance pourtant largement déployé.

L’utilisation de gènes de résistances impose une forte pression sélective sur les populations pathogènes des végétaux, conduisant à l'émergence de nouvelles virulences et parfois leur généralisation. Le travail mené dans l’équipe ADEP de BIOGER sur la rouille brune du blé a révélé que la fréquence des virulences dans la population française de Puccinia triticina ne s’explique pas totalement par le déploiement des gènes de résistance dans le paysage.

L’étude publiée dans Journal of Plant Pathology, troisième article issu de la thèse de Cécilia Fontyn, encadrée par Henriette Goyeau, Frédéric Suffert et Thierry Marcel, est né du constat que deux pathotypes (définis par leur combinaison de virulences) ayant dominé le paysage variétal français entre 2012 et 2015 ont été présents à des fréquences équivalentes, en dépit de l'avantage théorique conféré à l’un d’eux (166 317 0) par la virulence au gène Lr3 tandis que l'autre (106 314 0) était avirulent. Les isolats représentatifs du génotype le plus fréquent au sein du pathotype 106 314 0 (G2) ont été plus agressifs que ceux représentatifs du second 166 317 0 (G1), et ce pour les trois composantes testées sur plantules en serre, à savoir l’efficacité d'infection, la période de latence et la capacité de sporulation.

Ces résultats expérimentaux inédits démontrent que l'agressivité est capable de compenser une absence de virulence envers un gène de résistance majeur et peut jouer un rôle significatif dans l'évolution des populations pathogènes.

Contact : frederic.suffert@inrae.fr

Suivre la fréquence de virulences au sein des populations de Zymoseptoria tritici, c’est-à-dire leur capacité à attaquer des variétés porteuses de gènes de résistance connus, est essentiel pour optimiser leur déploiement. L’enjeu est en effet d’utiliser des résistances efficaces tout en évitant que les populations pathogènes s’y adaptent trop rapidement, c’est-à-dire les « contournent ».

Dans une étude parue dans Plant Pathology, les scientifiques de l’unité BIOGER (INRAE/UPSaclay, Campus Agro Paris-Saclay, INRAE Palaiseau) ont développé une méthode de « phénotypage en vrac » consistant à inoculer un micro-couvert de deux lignées de blé quasi-isogéniques - une portant un gène de résistance ciblé l'autre ne le portant pas - avec un mélange de plusieurs souches d'isolats représentatives d’une population à caractériser. La quantification du nombre de points d'infection (lésions) obtenus sur chaque plante permet ensuite, par approche différentielle, d’estimer la proportion de souches virulentes dans le mélange utilisé.

En prenant pour cas d’étude Stb16q, un gène de résistance présent dans la variété de blé CELLULE et contourné en Europe, les auteurs ont établi que la corrélation entre le ratio du nombre moyen de lésions sur chaque ligne de blé et la fréquence des souches virulentes était relativement robuste.

Cette méthode apparait donc comme un outil intéressant pour caractériser les populations de Z. tritici dans des contextes de déploiement de résistances variétales particuliers (choix variétal régionalisé, optimisation de mélanges variétaux, etc.) en complément des approches moléculaires en cours de développement à BIOGER.

Contact : frederic.suffert@inrae.fr

La septoriose, causée par Zymoseptoria tritici, est une maladie foliaire affectant les cultures de blé. Entre deux saisons de culture le champignon survit dans les résidus de blé laissés sur le sol. Cette phase est généralement peu prise en compte dans la gestion du risque épidémique, alors que la réduction des sources d’inoculum peut avoir un effet, même limité, sur la précocité des attaques de septoriose.

Dans étude publiée dans Pest Management Science, Thomas Bourgeois, doctorant au Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN), et ses collaborateurs de l’unité BIOGER (INRAE/UPSaclay, Campus Agro Paris-Saclay, INRAE Palaiseau) ont testé le potentiel de Heteromurus nitidus - une espèce de collembole présente dans les sols et connue pour interagir avec différentes espèces de champignons - comme agent potentiel de bioregulation de Z. tritici. Pour cela, des expériences « de choix » et « de consommation » ont été conduites sur des résidus de blé contaminés, issues de feuilles inoculées avec le champignon. Les collemboles ont « brouté » les fructifications de Z. tritici (pycnides) et ont réduit le nombre de spores (divisé par dix) par rapport aux résidus témoins n’ayant pas été en contact avec les collemboles. L’attractivité des résidus contaminés et la réduction du nombre de pycnidiospores montre que Z. tritici est, en conditions contrôlées, une source de nourriture pour H. nitidus. Cette espèce de collemboles pourrait-elle contribuer à la biorégulation des sources d’inoculum de septoriose sur le terrain ? Telle est la question que soulèvent les résultats de cette étude, originale.

Les perspectives d'application dépendent de la capacité des populations d’H. nitidus, voire d’autres espèces de collemboles, à interagir de manière suffisamment efficace avec Z. tritici à des étapes épidémiques clés. Ces travaux se poursuivent dans le cadre d’un projet maturation porté par le MNHN et financé par la SATT LUTECH.

Contact : thomas.bourgeois@cefe.cnrs.fr ou frederic.suffert@inrae.fr

Dans une étude publiée récemment dans Scientific Reports, des scientifiques des unités BIOGER (INRAE/UPSaclay, Campus Agro Paris-Saclay, INRAE Palaiseau), BioSP (Avignon) et d’AgroParisTech (Palaiseau) ont étudié la composition génétique des populations de rouille brune présentes sur repousses de blé à l’échelle d’un paysage. Le déploiement de variétés résistantes est un moyen efficace pour gérer les maladies telles que la rouille brune, causée par Puccinia triticina. Après la récolte, ce champignon biotrophe peut survivre sur des repousses de blé jusqu’à la saison culturale suivante.

Les auteurs ont caractérisé la diversité de populations de P. triticina collectées sur des repousses de blé durant six années (2007-2012) à l’échelle du paysage. Un total de 642 isolats de rouille brune, collectés dans une zone d’un rayon de 5 km, ont été classés selon 52 profils de virulence (pathotypes). Cette étude a révélé une diversité élevée des populations de P. triticina sur repousses en termes de composition en pathotypes (identité et abondance). Cette diversité a pu être mise en relation avec la variété d’origine des isolats, et analysée en fonction de la distance entre les parcelles échantillonnées. Les auteurs ont observé un impact de la variété d’origine sur la composition des populations pathogènes. Les niveaux de diversité de populations ont différé entre variétés et selon leur niveau de déploiement dans la zone d’étude.

Ces résultats suggèrent que les repousses de blé pourraient contribuer significativement à la composition de l’inoculum primaire et à l’initiation des épidémies de rouille brune.

Contact : tiphaine.vidal@inrae.fr

Dans une étude publiée dans Metabolic Engineering, un consortium emmené par l’équipe « Effecteurs de la Communication Champignon-Plante » - ECCP de l’unité BIOGER (INRAE/UPSaclay, Campus Agro Paris-Saclay, INRAE Palaiseau) a développé un outil permettant de produire des métabolites spécialisés dans la levure Saccharomyces cerevisiae. Cette étude a été réalisée en collaboration avec l’Unité Pilote de l’Institut de Chimie des Substances Naturelles - ICSN (CNRS/UPSaclay, Gif-sur-Yvette) et la plateforme Observatoire du Végétal – Chimie-Métabolisme de l’Institut Jean-Pierre Bourgin – IJPB (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Versailles).

Les champignons filamenteux sont une source extrêmement riche de petites molécules appelées métabolites secondaires ou métabolites spécialisés aux propriétés multiples : antibiotiques (pénicillines), immunosuppresseurs (ciclosporines), hypolipidémiants (statines), etc.

Au cours de la dernière décennie, il est apparu que de nombreux métabolites spécialisés de champignons ne sont pas produits au laboratoire mais uniquement dans des conditions particulières telles que l’infection d’une plante. Dans le but de purifier ces métabolites et de déterminer leur structure chimique, les gènes fongiques codant les enzymes de biosynthèse sont clonés et assemblés en un polycistron dans un vecteur plasmidique. Ce polycistron est ensuite exprimé dans une levure (expression hétérologue) afin de produire les molécules d’intérêt en grande quantité.

Ce nouveau système a permis d’identifier les gènes de biosynthèse nécessaires à la production des Colletochlorines, une famille de molécules bioactives produites par Colletotrichum higginsianum, l’agent responsable d’une maladie appelée anthracnose des crucifères. Par ailleurs, ces molécules ont été produites en plus grande quantité (x35) par rapport au champignon d’origine. Dorénavant, cet outil va permettre d’étudier les effecteurs (facteurs de virulence) de champignons pathogènes et de découvrir de nouveaux produits naturels.

Contact : jean-felix.dallery@inrae.fr

Chaque année, l’Académie d’agriculture de France (AAF) récompense des travaux majeurs et prometteurs. En 2023, ce sont six lauréates et lauréats issus de l’Université Paris-Saclay qui ont été primés lors d’une séance solennelle qui s’est déroulée mercredi 20 septembre 2023.

La médaille d’argent Dufrenoy récompense une thèse de grande qualité, dont l’analyse est réalisée par l’Académie d’agriculture de France et publiée sur son site.

La thèse primée d’Agathe Ballu, chargée d’enseignement et de recherche à AgroParisTech (Univ. Paris-Saclay) dans l’Unité BIOlogie et GEstion des Risques en agriculture - BIOGER (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Palaiseau), aborde des fondamentales et appliquées pertinentes sur l'évolution et la gestion de la résistance aux fongicides chez un agent phytopathogène cryptogamique d’importance économique par une approche d’évolution expérimentale.

Contact : agathe.ballu@inrae.fr

Des scientifiques de l’Unité BIOlogie et GEstion des Risques en agriculture - BIOGER (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Palaiseau) ont conduit une étude qui a permis d’identifier un nouveau gène d’avirulence, appelé AvrStb9, chez le champignon pathogène Zymoseptoria tritici. Ce champignon cause la maladie de la septoriose du blé. AvrStb9 déclenche une réponse immunitaire chez les variétés de blé portant le gène de résistance Stb9, selon le modèle gène-pour-gène. L’identification de ce gène d’avirulence a également permis de réaliser une cartographie génétique précise du locus Stb9, et ainsi de fournir des marqueurs moléculaires utiles pour la sélection variétale. AvrStb9 est un gène d'avirulence atypique qui code pour une protéine secrétée de relativement grande taille et possédant un domaine caractéristique des protéases S41.

Les protéases jouent un rôle dans la pathogénie des champignons en facilitant la colonisation et en supprimant les défenses de l'hôte. AvrStb9 est conservé dans les populations de Z. tritici et chez d'autres espèces fongiques, ce qui suggère qu'il s'agit d'un effecteur central partagé par ces lignées. Les chercheurs suggèrent que les protéases de type S41 ont été acquis précocement au cours de l'évolution des champignons et que leur expansion est associée à l'évolution du mode de vie des champignons pathogènes.

En conclusion, AvrStb9 est un facteur d'avirulence important chez Z. tritici et sa découverte nous éclaire sur les mécanismes moléculaires en œuvre dans les interactions entre le blé et le champignon. Ces résultats, publiés dans PLoS Pathogens, ouvrent de nouvelles perspectives pour l'étude des interactions plante-pathogène et en particulier la caractérisation de l'activité enzymatique des effecteurs.

Légende Figure : Feuilles de blé tendre infectées par le champignon pathogène Zymoseptoria tritici – les structures sporulantes appelées pycnides sont visibles à la surface des feuilles.

Contact : thierry.marcel@inrae.fr

Les champignons pathogènes des cultures peuvent développer une résistance aux produits phytosanitaires, ce qui limite leur efficacité et conduit à augmenter leur dose d’utilisation. La gestion des résistances aux pesticides est donc cruciale pour maintenir une agriculture performante, durable et éviter un impact accru sur l'environnement. Les stratégies de gestion des résistances consistent à diversifier la sélection pour prévenir l'émergence et l'augmentation des résistances dans les populations pathogènes. Parmi ces stratégies, l'alternance de modes d’action, économe en produits phytosanitaires, reste peu utilisée en raison de la difficulté à évaluer son efficacité en conditions réelles.

Dans une étude parue dans Communications Biology, Agathe Ballu et ses collaboratrices de l’Unité BIOlogie et GEstion des Risques en agriculture - BIOGER (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Palaiseau) proposent une approche innovante, utilisant l'évolution expérimentale, pour miniaturiser et accélérer, en quelques mois au lieu de plusieurs années, l'évolution de résistances à trois modes d'action fongicides chez le champignon phytopathogène Zymoseptoria tritici. Cette approche a permis de tester l'efficacité de différentes stratégies de gestion des résistances basées sur l’alternance, en mesurant la vitesse de sélection et la nature des résistances sélectionnées. Les résultats indiquent que le choix des modes d'action et leur risque de résistance intrinsèque sont plus décisifs que le nombre de modes d'action alternés ou la fréquence de leur alternance.

Cette étude a démontré que l'alternance des fongicides peut améliorer leur durabilité, mais qu’elle peut également favoriser la sélection d'isolats généralistes (multirésistants). Ces travaux incitent à prendre en compte ce compromis évolutif dans l’élaboration des stratégies de gestion des résistances aux pesticides et démontrent également l'utilité de l'évolution expérimentale pour développer des stratégies de gestion durables et plus respectueuses de l'environnement.

Légende Figure : Des lignées issues d’un isolat sensible aux fongicides de Z. tritici ont été cultivées pendant 12 cycles d’une semaine sous différents régimes de sélection, incluant 3 fongicides (B, C et P) de modes d’action différents, associés à des risques de résistance contrastés. Les régimes de sélection variaient pour le nombre de fongicides alternés et la fréquence d’alternance. Les graphes présentent la croissance malthusienne de chaque lignée à la fin de chaque cycle d’évolution expérimentale, rapportée à la croissance d’une lignée témoin non exposée aux fongicides. Les stratégies basées sur l’alternance des fongicides ralentissent la généralisation de la résistance (indiquée par une croissance malthusienne maximale). Mais ce ralentissement est principalement corrélé à la nature des substances actives alternées, i.e. à leur risque intrinsèque de résistance.

Contact : agathe.ballu@agroparistech.fr ou anne-sophie.walker@inrae.fr

La vice-présidence Recherche de l’Université Paris-Saclay a proposé la création d’un Groupe de Travail « Santé Globale » transverse aux graduate schools. Ce groupe de travail, composé d’une quinzaine de chercheurs et enseignants-chercheurs de l’Université choisis pour leur pluridisciplinarité et leur connaissance des acteurs de la recherche de notre périmètre dans ce champ, a eu pour mission :

1. L’établissement d’une définition de la santé globale reflétant le positionnement et les atouts de l’université Paris-Saclay sur ce concept central des politiques de recherche dans lesquelles nous sommes aujourd’hui impliqués, et notamment dans le cadre de l'Université Européenne Alliance for Global Health (EUGLOH) dont elle est l’un des membres fondateurs ;
2. La cartographie des expertises et des équipes de recherche de l’université Paris-Saclay qui produisent des recherches mobilisables dans le champ de la santé globale ;
3. La détermination d’un nombre fini d’axes de recherche que l’UPSaclay peut valoriser de manière effective à l’avenir dans le champ de la santé globale.

A l’issue de plusieurs réunions de ce groupe de travail et de trois sous-groupes thématiques (« Données », « Formation », « SHS ») incluant une quinzaine d’autres collègues, il a été décidé d’organiser un premier colloque sur le thème :

« Un monde - Une santé »

Approches pluridisciplinaires au sein de l'Université Paris-Saclay

Ce colloque se tiendra le vendredi 16 juin 2023 à Henri Moissan (Orsay). Il a pour but de rassembler sur une journée entière les différentes équipes de l’université Paris-Saclay déjà impliquées ou qui souhaitent s’impliquer dans le champ de la santé globale afin de susciter l’approfondissement des interactions entre les différentes disciplines scientifiques requises pour ces recherches et de favoriser l’émergence de nouveaux travaux pluridisciplinaires sur la question de la santé globale.

Le programme scientifique est en cours de préparation et sera publié prochainement. Il s'articulera autour de 5 sessions :

• Climat & Santé
• Données & épidémiosurveillance
• Prédiction, anticipation, aide à la décision
• Polluants, biodiversité & santé
• Table Ronde : Aspects stratégiques en
  Santé Globale à l’Université Paris-Saclay

Avec plus d'une vingtaine d'intervenants, parmi lesquels ont déjà confirmé :

• Stéphane Jauréguiberry (Faculté de Médecine UPSaclay)
• Clotilde Coron (Faculté Droit, Economie, Gestion UPSaclay)
• Philippe Charlier (LAAB, Faculté de Médecine UVSQ)
• Laurence Watier (CESP, INSERM/UVSQ/UPSaclay, Villejuif)
• Didier Boichard (GABI, INRAE, Jouy-en-Josas)
• Tiphaine Vidal (BIOGER, INRAE/AGPT Palaiseau)
• Bertrand Thirion (NeuroSpin, INRIA/CEA, Gif-sur-Yvette)
• Carole Bedos (ÉcoSys, INRAE/AGPT, Palaiseau)
• Isabelle Borget (Faculté de Pharmacie UPSaclay)
• Lulla Opatowski (CESP, INSERM/UVSQ/UPSaclay, Villejuif)
• Paul Leadley (ESE, Faculté des Sciences UPSaclay)
• Aude Farinetti (Faculté Droit, Economie, Gestion UPSaclay)
• Christian Mougin (ÉcoSys, INRAE/AGPT, Palaiseau)
• Elsa Bansard (MSH Paris-Saclay)
• Gianluca Severi (CESP, INSERM/UVSQ/UPSaclay Villejuif)
• Céline Masclaux-Daubresse (IJPB, INRAE/UPSaclay Versailles)
  
• Sandrine Lacombe (VP Relations Internationales UPSaclay)
• Sophie Szopa (LSCE, CEA/CNRS/UVSQ Gif-sur-Yvette)
• Thierry Doré (VP Recherche UPSaclay)
• Daniela Piana (Univ Bologne et UPSaclay MaISoN - UNESCO)
• Anne-Lise Boixel (BIOGER, INRAE/AGPT Palaiseau)
  
• Caroline Besson (Faculté de Médecine UVSQ)

Merci de bloquer dés à présent la date dans vos agendas, et nous reviendrons rapidement vers vous avec le programme détaillé et les modalités d'inscription.

Rodolphe Fischmeister
Pour le comité d'organisation

Dans une étude publiée dans PLoS Pathogens, des chercheurs de l’unité BIOGER et de l’unité I2BC, et leurs collaborateurs, ont identifié une famille structurale d’effecteurs fongiques conservée chez plusieurs champignons phytopathogènes pouvant induire une reconnaissance chez le colza.

Les effecteurs sont des molécules sécrétées par l’agent pathogène qui facilitent l’infection de sa plante hôte mais peuvent également être reconnues par les plantes résistantes stoppant ainsi l’infection. Les agents pathogènes peuvent échapper à cette reconnaissance par différents mécanismes, dont l'acquisition de nouveaux effecteurs. Leptosphaeria maculans, champignon responsable de la nécrose du collet du colza (Brassica napus), possède un effecteur, AvrLm4-7, capable de supprimer la reconnaissance d’autres effecteurs (AvrLm3 et AvrLm5-9) par les protéines de résistance du colza.

Pour comprendre ce mécanisme de suppression de la reconnaissance d’effecteurs par les protéines de résistance du colza, les scientifiques ont déterminé la structure cristalline d'AvrLm5-9 et obtenu un modèle 3D d'AvrLm3, basé sur la structure cristalline d'Ecp11-1, un effecteur présent chez Fulvia fulva, un champignon pathogène de la tomate. Ils ont mis en évidence qu’AvrLm5-9 et AvrLm3 sont des analogues structuraux d’AvrLm4-7 (structure précédemment caractérisée ; Blondeau et al., 2015). Des recherches dans les bases de données de séquences basées sur la structure ont permis d'identifier un plus grand nombre d'analogues structuraux parmi les effecteurs de L. maculans, ainsi que parmi les effecteurs d'autres champignons phytopathogènes. Ces analogues structuraux ont été appelés effecteurs LARS (pour Leptosphaeria AviRulence and Suppressing). De façon remarquable, l’expression dans L. maculans d’'un de ces analogues structuraux, Ecp11-1, induit une reconnaissance chez le colza pour des génotypes possédant le gène de résistance Rlm3, cette reconnaissance étant elle-même supprimée par la présence d’AvrLm4-7.

Ces résultats suggèrent que les protéines de résistance capables de reconnaitre les effecteurs de la famille LARS pourraient conférer une résistance multi-pathogènes à large spectre.

Contact : isabelle.fudal@inrae.fr ou herman.van-tilbeurgh@i2bc.paris-saclay.fr

Prédire l’adaptation des champignons phytopathogènes à leur environnement est une gageure, en particulier du fait de la grande plasticité de leurs génomes. La littérature décrit une grande diversité de mécanismes permettant l’adaptation aux antifongiques, i.e. la sélection d’isolats résistants. Ainsi, anticiper les chemins adaptatifs les plus probables représente un enjeu fort pour gérer durablement les résistances.

Dans une étude parue dans Environmental Microbiology, les chercheurs de l’unité Biologie et Gestion des Risques en Agriculture - BIOGER (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Thiverval-Grignon) ont utilisé l’évolution dirigée comme nouvelle approche pour sélectionner des mutants résistants au fenpicoxamide, un fongicide inhibiteur du cytochrome b (QiI), chez Zymoseptoria tritici, agent de la septoriose du blé. L’isolement d’individus résistants au fil des générations a permis aux chercheurs d’identifier la substitution G37V comme mécanisme adaptatif le plus probable. En effet, cette substitution, qui entraîne de forts facteurs de résistance au fenpicoxamide in vitro, a été la seule sélectionnée dans les différents fonds génétiques testés. De plus, la modification du codon 37 du cytochrome b est fréquemment impliquée dans la résistance aux QiI chez plusieurs eucaryotes, soutenant le concept d’évolution parallèle.

Ces résultats confirment l’intérêt de l’évolution dirigée dans la lutte contre la résistance aux antimicrobiens, chez les procaryotes mais aussi chez les champignons. L’identification des mécanismes adaptatifs, en amont de leur émergence dans les populations naturelles, permettra d’implémenter des stratégies d’utilisation des QiI adaptées pour retarder la sélection des mutants attendus, et ainsi améliorer leur durabilité en évitant les applications inefficaces et inutiles de fongicides. Sur le plan théorique, ces travaux offrent un cadre conceptuel pour comprendre les dynamiques et mécanismes de l’adaptation chez une espèce modèle de la phytopathologie.

Légende Figure : Intérêt de l’évolution dirigée dans la gestion de la résistance aux antimicrobiens. A. L’évolution dirigée mime la sélection naturelle de souches résistantes dont la caractérisation permet d’attribuer une valeur prédictive au scénario évolutif, et ainsi associer un risque à cette résistance. B. L’évolution dirigée permet des tester divers régimes de sélection, dont l’efficacité à retarder la sélection de la résistance peut être comparée. C. L’identification d’un mécanisme de résistance permet d’orienter la recherche de substances actives vers des composés qui ne sont pas affectés par ce mécanisme. Ces nouvelles substances actives peuvent alors à leur tour être utilisées en évolution dirigée.

Contact : sabine.fillinger@inrae.fr ou anne-sophie.walker@inrae.fr

Les ressources biologiques et le concept "One Health"

Du Mardi 24 septembre (14h00) au mercredi 25 septembre (12h00),

à l’hôtel IBIS Style Paris-Bercy et en webinaire

L’infrastructure de recherche RARe a le plaisir de vous inviter à son 4e séminaire scientifique. Le programme du séminaire a été conçu pour aborder les différentes dimensions du "One Health" avec des exemples pris dans tous les domaines couverts par RARe. Il est destiné à la communauté scientifique française, chercheurs et enseignants, partenaires socio-économiques, infrastructures de recherche, animateurs de programmes multidisciplinaires, décideurs.

Ce séminaire visera d’une part à illustrer les relations complexes existant entre les composantes biotiques et abiotiques des écosystèmes, et d’autre part à montrer l’avantage de disposer d’une infrastructure telle que RARe pour susciter de nouveaux projets valorisant la diversité de ses collections.

Thèmes :

1-  Ecologie évolutive et prévention des zoonoses
2-  Santé des écosystèmes et santé des populations
3-  Diversité génétique et interactions hôtes-pathogènes
4-  Relations entre production et contamination
5-  Les bibliothèques du vivant et leur complémentarité avec la diversité sur le terrain
6-  Restauration des écosystèmes dégradés à l’échelle du paysage

Avec deux interventions de collègues de BIOGER (INRAE/UPSaclay, Campus Agro Paris-Saclay, Palaiseau) :

• Tiphaine Vidal présentera "La résistance durable à la rouille du blé en France"
• Florence Carpentier présentera "Co-occurrence des maladies en systèmes Céréaliers : déterminants, rôle et gestion de la diversité cultivée et sauvage de la parcelle au paysage"

Plus d'informations et lien vers formulaire d'inscription

Le prochain Meeting de l’EUR Saclay Plant Sciences (SPS) aura lieu les 3 et 4 juin 2024 sur le Campus Agro Paris-Saclay (Palaiseau).

Le 4 juin sera une journée scientifique ouverte à tous.

L’inscription à cette journée scientifique est gratuite mais obligatoire

La date limite pour s’inscrire est le 16 mai 2024 (minuit).

Programme prévisionnel du 4 juin :

09:00 AM            Welcome coffee    
09:20 AM            Introduction (Loïc Lepiniec)
09:30 AM            Title to come - Claudia Jonak (Austrian Institute of Technology, Austria)
10:15 AM            Title to come (SAB member)
11:00 AM            Coffee break    
11:30 AM            The study of wild and domestic forms provides a dual perspective on the evolution of divergence with gene flow - Maud Tenaillon (UMR Quantitative Genetics and Evolution - GQE-Le Moulon)

12:15 PM            Lunch (offered by SPS)    

01:45 PM            Unveiling the functional mechanism of Fatty Acid Photodecarboxylase: an algal photoenzyme with great promise for green fuel production - Pavel Müller (Institute of Integrative Biology of the Cell - I2BC)
02:30 PM            The colorful genetic makeup of Whiteflies sheds light on plant-insect interactions - Florian Maumus (Unité de Recherche en Génomique-Info - URGI)
03:15 PM            How plants deal with replication-induced DNA damage: signaling mechanisms and physiological relevance - Cécile Raynaud (Institut of Plante Sciences Paris-Saclay - IPS2)
04:00 PM            Coffee break    
04:30 PM            Into outer space: fungal secretion of extracellular vesicles and their role in plant infection - Richard O'Connell (UMR BIOlogie et GEstion des Risques en agriculture - BIOGER)
05:15 PM            Spatio-temporal regulation of plant cell division - David Bouchez (Institut Jean-Pierre Bourgin - IJPB)

06:00 PM            End of the meeting

Des éléments de réponses à cette question viennent d’être apportés dans un article paru dans Journal of Plant Pathology par Kevin Meyer, ingénieur-projet, et des épidémiologistes de l’unité BIOGER (INRAE/UPSaclay, Campus Agro Paris-Saclay, INRAE Palaiseau) dans le cadre du le projet européen H2020 RustWatch

L’adaptation à la température de souches de Puccinia striiformis f. sp. tritici (rouille jaune du blé) représentatives des « races » européennes les plus récentes, a été caractérisée. Pour cela, deux composantes clés de l'agressivité – l'efficacité d'infection (IE) et la période de latence (LP) – ont été estimées sous des régimes thermiques « chauds » et « froids », en comparant 10 souches européennes de P. striiformis collectées entre 2010 et 2020 avec trois anciennes souches de référence. Des différences significatives ont été constatées, suggérant que la rouille jaune a le potentiel de s'adapter aux changements de température, mais laissant penser que cette adaptation n'a probablement pas conduit à l'établissement des races 'Warrior' et 'Warrior(-)' précédemment dominantes en Europe, ni des races majoritaires qui leur ont succédé.

Ces races présentent en effet un comportement relativement "généraliste" vis-à-vis de la température, 'Warrior(-)' n’étant pas plus agressive que les races remplacées depuis les années 1990. Les différences de succès compétitif entre les nouvelles lignées de P. striiformis constatées sur le terrain au cours de la dernière décennie s’expliquent vraisemblablement par le déploiement de nouvelles sources de résistance chez le blé et par les avantages conférés par de nouvelles virulences ayant émergé indépendamment des processus d’adaptation à la température. Les différences d'adaptation à la température entre souches mises en évidence expérimentalement suggèrent toutefois un impact de l'origine géographique au sein des races 'Warrior' et 'Warrior(-)', similaire à ce qui avait été rapporté il y a plusieurs années pour des souches de référence françaises « Nord » et « Sud ».

Contact : frederic.suffert@inrae.fr ou tiphaine.vidal@inrae.fr

Les maladies des plantes sont souvent causées par des complexes parasitaires d’espèces proches. L’existence de tels complexes a longtemps été insoupçonnée car les espèces sont souvent difficiles à distinguer les unes des autres, et nous manquions d’outils d’identification et de diagnostic. De plus, une fois l’existence de complexes reconnue, la contribution de chacune des espèces à la symptomatologie ou à la gravité de la maladie restait souvent inaccessible par manque de connaissance de la biologie, de l’épidémiologie et de la nuisibilité de chaque espèce prise séparément ou des relations qui peuvent se lier entre les différentes espèces du complexe in planta pour augmenter ou réduire la gravité de la maladie.

Dans une étude publiée dans BMC Biology, les scientifiques de l’unité BIOGER (INRAE/UPSaclay, Campus Agro Paris-Saclay, INRAE Palaiseau) ont étudié de telles interactions entre deux espèces de champignons phytopathogènes, Leptosphaeria maculans (Lm) et L. biglobosa (Lb), responsables du Phoma du colza. Les interactions multipartenaires ont été analysées à l’aide d’approches de microbiologie et de transcriptomique (RNAseq) en culture axénique ou lors de l’infection de la plante. Ces travaux montrent un antagonisme fort entre Lb et Lm in vitro comme in planta. Le cycle parasitaire de Lm est bloqué à un stade très précoce de l’infection en présence de Lb, alors que Lm ne semble pas avoir d’effet notable sur le programme parasitaire de Lb. L’inhibition du cycle parasitaire de Lm est dû à une combinaison de causes, incluant une compétition pour les ressources trophiques, la génération par Lb d’un environnement inapproprié pour la croissance de Lm et/ou l’effet des réponses de défense de la plante induites par Lb sur Lm. Cet antagonisme unidirectionnel n’agit toutefois que dans des conditions particulières s’amenuisant voire disparaissant lors d’inoculations séparées dans l’espace ou le temps et modulé par la quantité d’inoculum apportée au point de co-inoculation. Cela explique pourquoi, au champ, les deux espèces continuent à être systématiquement présentes sur les mêmes plantes et que cette présence commune ne les empêche pas de compléter leur cycle de vie.

Contact : thierry.rouxel@inrae.fr

Les métabolites spécialisés jouent un rôle clé dans les interactions des plantes avec leur environnement et interviennent dans leur résistance aux stress biotiques (i.e. ravageurs, pathogènes) et abiotiques (e.g. température, sécheresse). Parmi les métabolites spécialisés synthétisés par les végétaux, on peut citer les terpènes, les phénylpropanoïdes et les alcaloïdes. Ces composés s'accumulent largement dans les plantes, aussi bien dans les parties aériennes que dans les graines, et sont présents dans de nombreuses espèces cultivées et sauvages. Ces métabolites spécialisés suscitent un intérêt croissant dans un contexte de transition agroécologique, allant de la protection à la nutrition des plantes. Une meilleure compréhension de l'accumulation des métabolites spécialisés fournira de nouveaux outils pour modifier leur production à des fins appliquées, telles que le développement de plantes mieux adaptées aux changements climatiques et aux attaques de pathogènes. Ainsi, cela contribuera au développement d'une agriculture durable, utilisant moins d'intrants synthétiques. Les métabolites spécialisés végétaux sont utilisés dans l'industrie alimentaire en tant qu'arômes naturels, colorants et conservateurs (e.g. huiles essentielles riches en terpènes, anthocyanes). En cosmétique, ils peuvent être utilisés pour leurs propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires, ainsi que pour leur capacité à favoriser la santé de la peau. Certains métabolites spécialisés présentent également un potentiel d'utilisation dans les produits pharmaceutiques en raison de leurs propriétés antimicrobiennes, anticancéreuses et anti-inflammatoires. Dans l'ensemble, les métabolites spécialisés ont le potentiel de contribuer à diverses industries et applications en positionnant les systèmes de productions agricoles à la base de la santé globale.

Inscriptions

L'inscription à cette journée est gratuite mais obligatoire.

Date limite d'inscription : 25 octobre 2023 (minuit)

Programme prévisionnel

9h30

Café d'accueil

10h00

Présentation de l'Université Paris-Saclay, des réseaux Sciences des Plantes de Saclay et METABIODIVEX, panorama et exemples ciblés de formations dans la thématique

10h45

Présentations courtes d'unités de recherche et de projets dans la thématique de la journée :
> Institut Jean Pierre-Bourgin (IJPB)
> Pôle Biologie – Pharmacie – Chimie / Centre Henri Moissan 
> Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
> Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN)
> Laboratoire de Biologie et Gestion des Risques en Agriculture (BIOGER)

12h00

Déjeuner buffet

13h15

Ateliers:
1. Rôle et fonction des métabolites spécialisés face aux stress, diversité génétique, etc.
2. Extraction et valorisation des métabolites spécialisés

14h30

Pause

15h00

Présentations courtes d'unités de recherche et de projets dans la thématique de la journée :
> Institut de Sciences des Plantes Paris-Saclay (IPS2)

15h15

Présentations de projets de recherche dans la thématique de la journée:
> Pôle Biologie – Pharmacie – Chimie / Centre Henri Moissan
> Institut Jean Pierre-Bourgin (IJPB)

16h00

Fin de la journée

Renseignements : ip-sps@inrae.fr

Colloque « Un monde - Une santé »

Approches pluridisciplinaires au sein de l'Université Paris-Saclay

Vendredi 16 juin 2023

Auditorium Hervé Daniel, Henri Moissan, Orsay

Ce colloque, organisé sous les auspices de la vice-présidence recherche de l’Université Paris-Saclay, a pour but de rassembler sur une journée entière les différentes équipes UPSaclay déjà impliquées ou qui souhaitent s’impliquer dans le champ de la santé globale afin de susciter ou approfondir des interactions entre les différentes disciplines scientifiques requises pour ces recherches et de favoriser l’émergence de nouveaux travaux pluridisciplinaires sur la question de la santé globale.

• Le programme complet est maintenant disponible via ce lien : Programme
• La participation est gratuite mais l’inscription est obligatoire avant le 1er juin 2023 via ce lien : Inscription

Liste des sessions :

• Climat & Santé
• Données & épidémiosurveillance
• Prédiction, anticipation, aide à la décision
• Polluants, biodiversité & santé
• Table Ronde : Aspects stratégiques en
  Santé Globale à l’Université Paris-Saclay

Liste des intervenants :

• Elsa Bansard (MSH Paris-Saclay)
• Carole Bedos (ÉcoSys, INRAE AGPT Palaiseau)
• Caroline Besson (Faculté de Médecine UVSQ)
• Didier Boichard (GABI, INRAE Jouy-en-Josas)
• Anne-Lise Boixel (BIOGER, INRAE AGPT Palaiseau)
• Isabelle Borget (Faculté de Pharmacie UPSaclay)
• Maxime Breban (2I, Faculté de Médecine UVSQ)
• Philippe Charlier (LAAB, Faculté de Médecine UVSQ)
• Clotilde Coron (Faculté Droit, Economie, Gestion UPSaclay)
• Thierry Doré (VP Recherche UPSaclay)
• Aude Farinetti (Faculté Droit, Economie, Gestion UPSaclay)
• Stéphane Jauréguiberry (Faculté de Médecine UPSaclay)
• Sandrine Lacombe (VP Relations Internationales UPSaclay)
• Claire Lartigue (VP adjointe Collège Master UPSaclay)
• Paul Leadley (ESE, Faculté des Sciences UPSaclay)
• Céline Masclaux-Daubresse (IJPB, INRAE Versailles)
• Christian Mougin (ÉcoSys, INRAE AGPT Palaiseau)
• Lulla Opatowski (CESP, INSERM UPSaclay Villejuif)
• Daniela Piana (Univ Bologne et UPSaclay MaISoN - UNESCO)
• Fabrice Réquier (EGCE CNRS IRD Gif-sur-Yvette)
• Gianluca Severi (CESP, INSERM UPSaclay Villejuif)
• Sophie Szopa (LSCE, CEA CNRS UVSQ, Gif-sur-Yvette)
• Bertrand Thirion (NeuroSpin, INRIA CEA Gif-sur-Yvette)
• Tiphaine Vidal (BIOGER, INRAE AGPT Palaiseau)
• Laurence Watier (CESP, INSERM UPSaclay Villejuif)

Le groupe de travail SPS bioinformatique a été créé en 2019. Il est animé par Nicolas Bouché (IJPB) et Étienne Delannoy (IPS2), se réunit tous les mois et regroupe une quinzaine de bio-informaticiens répartis dans les cinq instituts qui composent le réseau SPS (IJPB, IPS2, BIOGER, I2BC, GQE).  

L’objectif du groupe bioinformatique est de former la communauté de chercheurs/étudiants SPS en bioanalyse, avec une dotation de 1.5 millions sur quatre ans. Pour cela, le groupe s’appuie sur la communauté de bio-analystes existante au sein de SPS, en favorisant les interactions et le partage d’expertise, par exemple à travers des réunions annuelles dont la dernière s’est déroulée le 6 octobre à l’IJPB. Des formations sont également organisées plusieurs fois par an (analyse de données RNA-seq ; annotations des génomes...).  

En 2023, trois contrats doctoraux de trois ans, dont l’attribution se fera à l’issue d’un concours similaire à celui des écoles doctorales, seront proposés pour des projets à l’interface entre la biologie végétale et la bio-analyse. Les équipe de SPS peuvent répondre à l’appel d’offre ouvert jusqu’au 15 décembre.  

Le groupe de travail bioinformatique soutient également des projets en mettant à disposition des équipes de recherche un.e bio-informaticien.ne recruté.e par le réseau SPS pour des projets de bio-analyses de 3 ou 6 mois.

L'appel d’offres pour répondre à ces projets est ouvert deux fois par an.

Les projets IJPB soutenus en 2021 et 2022 (6 mois)

• Projet SAPTICoN "Stable Analytical Pipelines for the Transcriptomes of Isolated Cells or Nuclei" 2021, porteur : Pierre Hilson, équipe "Biologie cellulaire et régénération" BCR
• Projet MetAnnotation "Improvin g the annotation of the plant specialized metabolome", 2021, porteur : François Perreau, équipe  "Observatoire du Végétal - Chimie/Métabolisme" OV-Chem
•  Projet  multiCRISPR2022 "Génotypage CRISPR multiplex par séquençage Pacbio", porteur : Jean-Denis Faure, équipe "Différenciation et polarité cellulaire" DIPOL

Les bioinformaticien.ne.s SPS et le groupe de travail : contact

L’interaction entre le colza, Brassica napus, et Leptosphaeria maculans, responsable de la nécrose au collet, suit une relation gène-pour-gène entre gènes d’avirulence (AvrLm) chez le champignon et gènes de résistance (Rlm) chez la plante. AvrLmS et AvrLep2 ont été décrits comme perçus par les gènes de résistance RlmS et LepR2, respectivement, présents dans la variété 'Surpass 400'.

Deux approches indépendantes, impliquant trois équipes (Australie, Canada et Unité BIOlogie et GEstion des Risques en agriculture - BIOGER, INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Thiverval-Grignon) et visant à cloner ces gènes ont identifié le même gène candidat. AvrLep2 a été identifié classiquement par marche chromosomique, et AvrLmS par séquençage de bulks d’ADN de descendants virulents et avirulents d’un croisement in vitro. La complémentation d'isolats virulents avec le gène candidat a confirmé son rôle dans l'induction de la résistance sur Surpass 400, Topas-LepR2, et une lignée RlmS.

Le gène, renommé AvrLmS-Lep2, possède toutes les caractéristiques des gènes AvrLm : localisé en région riche en éléments répétés, il est surexprimé in planta, et code pour une petite protéine secrétée riche en cystéines de fonction inconnue. De façon inattendue, le phénotype d'interaction AvrLmS-Lep2/LepR2 diffère selon les laboratoires, allant d'une réponse hypersensible typique à une résistance intermédiaire, voire à une sensibilité, même en utilisant les mêmes souches, lots de graines et technique d’inoculation. Il est suggéré que l’expression du phénotype est dépendant de paramètres environnementaux non encore identifiés. AvrLmS-Lep2 est néanmoins suffisant pour ralentir la croissance systémique de l'agent pathogène et réduire la taille des lésions de la tige sur les plantes portant LepR2, suggérant une efficacité potentielle de cette résistance pour contrôler la maladie au champ.

Les résultats de cette étude sont publiés dans Molecular Plant Pathology.

Contact : marie-helene.balesdent@inrae.fr