Mécanismes d'adaptation chez les Penicilllium utilisés dans les produits fermentés – FUNGADAPT

Les diversités phénotypiques et génétiques sont étudiées en identifiant des traces génétiques d’adaptation dans les génomes et les déterminants de caractères importants pour la production d’aliments. Pour ce faire, des approches de phénotypage haut-débit, de génomique des populations, de cartographie QTL et de validation fonctionnelle sont employées.

Pour les Penicillium fromagers, les résultats obtenus mettent en évidence i) une adaptation divergente et des domestications récentes chez P. roqueforti ayant conduit à l’existence de populations fromagères distinctes et ii) une domestication de P. camemberti, ayant conduit à deux variétés clonales dans l’espèce dont une blanche cotonneuse utilisée pour les fromages à pâte molle types “Camembert” et “Brie”, et une autre plus grise utilisée pour d’autres fromages type “Rigotte de Condrieu”.
Pour les Penicillium des produits de salaison, une sélection de certaines caractéristiques phénotypiques chez des souches fongiques utilisées pour la production de viande séchée a été mise en évidence.

La suite du projet concerne uniquement l’espèce P. roqueforti, pour laquelle, des approches de phénotypage sur d’autres critères sont employées pour mettre possiblement en évidence d’autres différences inter-populations. D’autre part, une étude par QTL est en cours sur les descendants de différents croisements inter-populations afin d’identifier des gènes candidats associés à des phénotypes associés à l’adaptation. Enfin, des approches d’édition de gènes seront employées pour valider l’implication des gènes d’intérêt.

1. Dumas E, Feurtey A, Rodríguez de la Vega RC, Le Prieur S, Snirc A, Coton M, Thierry A, Coton E, Le Piver M, Roueyre D, Ropars J, Branca A, Giraud T. Independent domestication events in the blue-cheese fungus Penicillium roqueforti.Mol Ecol. 2020;29(14):2639-2660. doi: 10.1111/mec.15359.
2. Ropars J, Didiot E, Rodríguez de la Vega RC, Bennetot B, Coton M, Poirier E, Coton E, Snirc A, Le Prieur S, Giraud T. Domestication of the emblematic white cheese-making fungus Penicillium camemberti and its diversification into two varieties. Curr Biol. 2020;30(22):4441-4453.e4. doi: 10.1016/j.cub.2020.08.082
3. Coton E, Coton M, Hymery N, Mounier J, Jany J-L. Penicillium roqueforti: an overview of its genetics, physiology, metabolism and biotechnological applications. Fung. Biol. Rev. 2020; 34, 59-73 doi.org/10.1016/j.fbr.2020.03.001
4. Caron T, Piver ML, Péron AC, Lieben P, Lavigne R, Brunel S, Roueyre D, Place M, Bonnarme P, Giraud T, Branca A, Landaud S, Chassard C. Strong effect of Penicillium roqueforti populations on volatile and metabolic compounds responsible for aromas, flavor and texture in blue cheeses. Int J Food Microbiol. 2021;354:109174. doi:10.1016/j.ijfoodmicro.2021.109174
5. Ropars J, Caron T, Lo YC, Bennetot B, Giraud T. Domestication of cheese fungi CR Biol. 2020 Oct 9;343(2):155-176. doi: 10.5802/crbiol.15.

L’étude de la divergence adaptative est essentielle pour comprendre l’adaptation des organismes à leur environnement et l’émergence de la biodiversité. La domestication est un bon modèle d’étude car elle correspond à une sélection forte et récente sur des caractères connus. Les champignons filamenteux domestiqués utilisés pour la production de produits fermentés ont été rarement étudiés alors qu’ils constituent d’excellents modèles eucaryotes, présentant des adaptations répétées et récentes aux mêmes milieux. Le projet Fungadapt a pour objectif d’élucider l’histoire de la domestication, les mécanismes génomiques d’adaptation, et leur convergence, chez des Penicillium emblématiques utilisés pour la production de fromages et charcuteries. Des approches de phénotypage haut-débit, de génomique des populations, de cartographie QTL et de validation fonctionnelle seront utilisées.