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Un champignon utilisé comme biofertilisant se reproduit de façon sexuée

by Lindsay Jolivet avr. 28 / 16
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Les chercheurs ont analysé la constitution génétique d’un champignon utilisé comme engrais dans l’agriculture biologique qui pourrait contribuer à produire de meilleures souches pour de meilleures cultures.

Le champignon mycorhizien à arbuscules (CMA) cohabite avec la plupart des plantes sur la planète. Il s’agit d’un allié important qui aide les plantes à absorber davantage de nutriments du sol que ce qu’elles pourraient absorber uniquement par leurs racines, explique Nicolas Corradi (Université d’Ottawa), Boursier de l’ICRA au sein du programme Biodiversité microbienne intégrée.

« Les racines permettent aux plantes de recueillir des nutriments jusqu’à une certaine profondeur. Les champignons s’attachent à ces racines et étendent de petits bras – appelés hyphes – qui permettent aux plantes d’atteindre des nutriments beaucoup plus profondément », dit-il. En retour, les plantes procurent aux CMA le carbone qu’elles ont fixé par photosynthèse.

On utilise beaucoup ce champignon comme biofertilisant, mais on comprend mal sa génétique. « Il y a longtemps que les CMA suscitent la frustration chez les scientifiques en raison de leur système cellulaire bizarre », dit Corradi. La plupart des organismes ont un noyau dans chaque cellule, mais les CMA en comptent des centaines. Cela fait des années que les scientifiques se demandent si les CMA se reproduisent de façon sexuée ou asexuée.

L’une des théories suggère que les nombreux noyaux pourraient tous être différents les uns des autres sur le plan génétique – comme s’il y avait un métagénome dans les cellules des CMA. Cette structure étrange leur permettrait de produire des descendants génétiquement différents de façon asexuée.

Mais la réalité est beaucoup plus ordinaire. Par le séquençage et l’analyse génomique, Corradi et son équipe ont découvert que les CMA présentent tous les signes d’une reproduction sexuée. Ils ont trouvé deux ensembles distincts de noyaux dans ses cellules – un de chaque parent – et deux gènes qui ressemblent beaucoup à ceux de l’accouplement dans d’autres espèces fongiques.

La reproduction sexuée est peut-être ennuyeuse sur le plan génétique, mais elle serait géniale pour des applications environnementales relatives à l’agriculture et aux sols. « Nous connaissons maintenant la nature du mécanisme », dit Corradi. Notre compréhension du génome nous permet maintenant d’analyser pourquoi certaines souches de CMA aident mieux les plantes à croître que d’autres. Les chercheurs pourraient ensuite faire mieux que la nature. Corradi précise que son laboratoire désire observer la reproduction des CMA pour confirmer les signes moléculaires déjà découverts. Une meilleure compréhension des CMA nous permet aussi de mieux comprendre comment les plantes ont évolué à partir d’environnements aquatiques il y a des millions d’années. On croit que les CMA auraient aidé les plantes à prendre racine sur la terre sèche.

Corradi précise que ces recherches s’inscrivent dans les objectifs du programme Biodiversité microbienne intégrée de l’ICRA.

« Le programme Biodiversité microbienne intégrée se penche sur de nombreux aspects différents de la biodiversité microbienne, et l’un de ces aspects est la diversité fongique et comment celle-ci pourrait améliorer l’économie en général et, en particulier, ce qu’on appelle l’économie verte », ajoute-t-il.

Ces recherches ont été publiées dans la revue Nature Microbiology.