Démêler le cycle de vie complexe des champignons de la rouille grâce à la génomique

Résumé :

Les champignons de la rouille (Pucciniales, Basidiomycota) sont des pathogènes biotrophes obligatoires qui provoquent des maladies de la rouille chez les plantes, causant de graves dommages aux cultures agricoles. Les Pucciniales possèdent les cycles de vie les plus complexes connus chez les champignons, avec une alternance de générations, le développement de jusqu'à cinq stades de sporulation différents, et l'obligation d'infecter deux plantes hôtes non apparentées pour de nombreuses espèces [1]. Nous avons développé un projet multidisciplinaire réunissant plusieurs disciplines (biologie moléculaire, génomique, génétique des populations, biochimie des protéines) afin d'élucider le cycle de vie complexe et la biologie du champignon de la rouille du peuplier Melampsora larici-populina.

Dans cette présentation, je donnerai d'abord un bref aperçu des progrès majeurs que nous avons réalisés au cours des dix dernières années dans le décryptage des mécanismes d'interaction dans le pathosystème forestier modèle peuplier-Melampsora (en démêlant les effecteurs candidats des champignons de la rouille et les composants de la réponse immunitaire du peuplier), puis j'aborderai nos progrès les plus récents réalisés sur le front de la génomique, y compris :

i) la génération de génomes phasés de télomère à télomère pour plusieurs Melampsora spp. et l'annotation détaillée des éléments transposables pour mieux comprendre comment ces éléments mobiles impactent l'organisation et l'évolution du génome [2] ;

iii) la transcriptomique du cycle de vie pour mieux comprendre la biologie de M. larici-populina en étudiant les familles de gènes liées à la biotrophie et à la virulence et en ciblant les gènes dont les fonctions sont inconnues [1,3]

Dans l'ensemble, ces avancées permettent de mieux comprendre les outils génétiques associés à l'adaptation à l'hôte et à la virulence, et ouvrent de nouvelles voies pour élucider leur évolution unique.

[1] Duplessis et al. (2021) Host adaptation and virulence in heteroecious rust fungi. Annual Review of Phytopathology, doi : 10.1146/annurev-phyto-020620-121149.

[2] Corre et al. (2025) Ancestral and recent bursts of transposition shaped the massive genomes of plant pathogenic rust fungi. BioRxiv, doi : 10.1101/2025.01. 10.632365, BMC Genomics (sous presse).

[3] Guerillot et al. (2021) A comprehensive collection of transcriptome data to support life cycle analysis of the poplar rust fungus Melampsora larici-populina. BioRxiv, doi : 10.1101/2021.07. 25.453710.