Impact des changements climatiques sur l’évolution des espèces fusariennes et du risque de contamination en mycotoxines associé dans le blé : comprendre le présent pour anticiper le futur – EvolTox
Impact des changements climatiques sur l’évolution des espèces fusariennes et du risque de contamination en mycotoxines associé dans le blé : comprendre le présent pour anticiper le futur
Evaluer l’évolution du risque de contamination du blé en mycotoxines produites par les espèces fongiques du genre Fusarium sous l’influence des modifications climatiques est crucial pour assurer et prédire la sécurité sanitaire des produits céréaliers. EvolTox se propose de produire des connaissances indispensables qui permettront d’implémenter des modèles de prédiction du risque d’occurrence des fusariotoxines selon différents contextes climatiques.
Mieux comprendre pour mieux anticiper le risque mycotoxine pour sur céréales françaises
En 2007, la FAO a estimé que 25 % des cultures mondiales étaient touchées par les mycotoxines chaque année, entraînant des pertes annuelles de près d'un milliard de tonnes. En Europe, les céréales sont les cultures les plus concernées par ce problème. Les blés (Triticum spp. dont le blé tendre et le blé dur), principales céréales cultivées en Europe, dont la France, ne sont pas épargnés. Les récoltes peuvent être contaminées par une grande variété de mycotoxines produites par des espèces de champignons du genre Fusarium, le déoxynivalénol (DON) étant le plus préoccupant en raison de sa présence fréquente et de sa toxicité pour les animaux et les humains. Cependant, les changements climatiques (CC) devraient entraîner des modifications de la population fongique et des caractéristiques des mycotoxines. La prévalence du DON pourrait être renforcée ou réduite, et d'autres mycotoxines actuellement considérées comme secondaires mais tout aussi nocives, pourraient devenir un problème majeur à l'avenir. <br />EvolTox fournira les connaissances manquantes qui sont actuellement un obstacle au développement de modèles précis et complets ciblant non seulement les espèces productrices de DON mais l'ensemble des espèces fongiques toxinogènes et des mycotoxines liées au blé. En effet, les tentatives d'approches de modélisation qui ont été mises en œuvre jusqu'à présent ont principalement ciblé le risque associé au DON et les efforts pour développer des modèles permettant de prédire de manière fiable les tendances futures de la contamination par les mycotoxines doivent être renforcés. De plus, les approches de modélisation publiées jusqu'à présent sont principalement basées sur les conditions climatiques, les pratiques agronomiques et les données sur la phénologie des cultures et intègrent rarement les événements moléculaires et écologiques susceptibles d'influencer la migration ou l'évolution des pathogènes toxinogènes tels que leurs interactions. Un facteur clé ignoré dans la modélisation de la contamination par les mycotoxines est le changement possible du profil des espèces fongiques et donc la prévalence de nouvelles mycotoxines. La manière dont le CC pourrait favoriser l'interaction entre les espèces fongiques toxinogènes est rarement prise en compte, de même que le potentiel évolutif intrinsèque de chaque espèce qui pourrait conduire à l'émergence d'isolats plus toxinogènes.
En combinant des enquêtes de terrain, des études de laboratoire (études écophysiologiques, de compétition inter-espèces, biologie évolutive) et des travaux de modélisation, EvolTox s'attaquera aux barrières scientifiques et techniques auxquelles se heurte le développement de modèles prédictifs multi-mycotoxines fiables. Pour atteindre son objectif, EvolTox s'articule autour d'une approche en plusieurs étapes : 1) établir une image de l'évolution des espèces de Fusarium et des profils de mycotoxines en France au cours des 15 dernières années, 2) mettre en évidence les facteurs environnementaux clés qui déterminent la représentativité des espèces toxinogènes, 3) mieux comprendre l'impact des facteurs environnementaux sur le comportement des espèces, seules ou en compétition, 4) évaluer le potentiel adaptatif des espèces productrices de DON, 5) compiler ces résultats dans des modèles intégratifs pour prédire la contamination par les mycotoxines dans le cadre de scénarios climatiques.
Une image de l'évolution de la communauté d'espèces de Fusarium en France, ainsi que du profil de mycotoxines associé sur une longue période de quinze ans sera dressée. Les facteurs agro-climatiques clés responsables des changements significatifs du profil des Fusarium seront identifiés.
Des connaissances essentielles sur le comportement écophysiologique de plusieurs espèces de Fusarium toxigènes, seules ou en compétition, seront produites. Pour F. graminearum, la dynamique des mutations génomiques en cas de stress abiotique sera étudiée.
Des modèles intégrants les connaissances produites dans EvolTox à plusieurs échelles (champs et laboratoire) seront développés.
Les données produites dans EvolTox concernant l'adaptabilité et la compétition des principaux champignons toxigènes associés aux blés, combinée au développement de nouveaux modèles de prédiction du risque mycotoxine, constituera une base de connaissances scientifiques, qui profitera à la communauté impliquée dans les initiatives de recherche visant à délimiter le futur risque mycotoxine associé aux cultures affectées par les épidémies de fusariose autres que les blés, ou aux blés cultivés sous d'autres climats.
1. Foulongne-Oriol et al. 2021, « Evolution of the profile of Fusarium species and associated mycoToxins in wheats under climate changes: understanding the present to anticipate the future». Poster présenté dans le cadre du congrès European Fusarium Seminar, Ghent, Belgique, 31 mai-01 juin 2021.
2. Cabeza-Orcel et al., 2021, « Prédire les contaminations sur le blé ». Perspectives agricoles. 488, 66-68
Evaluer l’évolution du risque de contamination du blé en mycotoxines produites par les espèces fongiques du genre Fusarium sous l’influence des modifications climatiques est crucial pour assurer et prédire la sécurité sanitaire des produits céréaliers. EvolTox se propose de produire des connaissances biologiques indispensables qui permettront d’implémenter des modèle de prédiction du risque d’occurrence des fusariotoxines selon différents contextes climatiques. L’originalité d’EvolTox repose sur une approche de modélisation combinant des données terrains et des données de laboratoire. L’évolution des profils des espèces fusariennes et de leurs toxines sera analysée sur les 15 dernières années, à la lumière des paramètres agro-climatiques. Ces données seront associées à des résultats d’écophysiologie, d’interaction entre espèces, et de biologie évolutive acquises in vitro afin de prendre en compte le comportement intrinsèque des espèces dans les modèles.
Coordination du projet
Marie Foulongne-Oriol (Mycologie et Sécurité des Aliments)
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenariat
ÉcoSys Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes
MycSA Mycologie et Sécurité des Aliments
ARVALIS ARVALIS INSTITUT DU VEGETAL
Aide de l'ANR 512 137 euros
Début et durée du projet scientifique :
- 48 Mois