Mélanisation intense des endophytes fongiques septés foncés : un trait avantageux pour la colonisation des plantes et la tolérance au stress – DARKandSTRONG

Les endophytes septés foncés (dark septate endophytes - DSE) sont un assemblage polyphylétique d'ascomycètes qui colonisent les racines des plantes et sont caractérisés par une accumulation prononcée de mélanine au niveau de leurs hyphes. De nombreux auteurs ont émis l’hypothèse que ce trait pourrait être avantageux pour les deux partenaires des associations plante-DSE en réponse à divers stress biotiques et abiotiques. Cependant, la démonstration expérimentale de la contribution d’une forte mélanisation des DSE à l'atténuation du stress fait encore défaut. Par analogie aux pathogènes fongiques pour lesquels la mélanisation est requise pour leur virulence et l’infection de tissus animaux et végétaux, nous émettons l’hypothèse que la mélanine pourrait également jouer un rôle dans la pénétration des racines par les hyphes des DSE et la colonisation qui s'ensuit. Dans ce projet collaboratif franco-allemand, nous visons à mieux comprendre le processus de mélanisation chez une espèce DSE modèle (Leptodontidium sp.), en réalisant un focus sur les mécanismes modulant le niveau de mélanisation. Des approches génétiques, pharmacologiques, physico-chimiques, physiologiques et omiques complémentaires seront également utilisées pour décrypter le rôle que la mélanine pourrait jouer dans la compétitivité de Leptodontidium sp. pour la colonisation des plantes et dans la tolérance élevée de Leptodontidium sp. à une gamme de stress abiotiques et biotiques.
Le consortium est composé de chercheurs de quatre laboratoires ayant une expertise complémentaire en microbiologie, dans l’étude des interactions plantes-microorganismes sous conditions de stress, en écologie fongique, en analyses multi-omiques et en bio-informatique. Les techniques et les savoir-faire particuliers sont la transformation génétique des DSE et la microscopie à force atomique (Université de Lorraine - P1), les analyses de microRNA et le stress métallique (Université de Bourgogne Franche-Comté - P2), l'épigénétique et le séquençage RNAseq (Université Friedrich Schiller de Jéna - P3), et les interactions entre les champignons et les mycoparasites (Université des Sciences Appliquées de Wismar - P4). Ainsi, les réponses aux questions posées concernant le rôle de la mélanine au niveau des DSE et des interactions DSE-plantes ne pourront être apportées que par les activités conjointes du consortium franco-allemand.
La compréhension des mécanismes qui atténuent le stress environnemental au niveau des DSE et des plantes qu’ils colonisent pourrait contribuer à l'exploitation de cette ressource fongique pertinente pour la production durable et économiquement significative de cultures végétales qui font face à des contraintes croissantes, dont la présence d'organismes mycophages et phytopathogènes dans la rhizosphère, l'exposition aux contaminants, et les impacts du changement climatique tels que la sécheresse et les fortes chaleurs. Par conséquent, nous viserons également à assurer une large diffusion des résultats du projet à la fois auprès de la communauté scientifique, de la société et des professionnels des domaines de l'agriculture, de l'horticulture et de la sylviculture.