Les champignons pathogènes des plantes, une source de nouveaux herbicides – HerbiFun

La recherche de produits naturels avec de nouvelles activités herbicides est d'une grande importance en agriculture, d’une part, parce que la plupart des herbicides existants sont soit bientôt interdits, soit devenus inefficaces face à des mauvaises herbes devenues résistantes. D’autre part, le nombre de nouveaux herbicides identifiés par un criblage chimique classique s’est drastiquement réduit. Les champignons phytopathogènes sont une source potentielle de nouveaux herbicides naturels dans la mesure où, durant l'infection ils produisent des Métabolites Secondaires (MS) qui inhibent des voies métaboliques et/ou sont toxiques pour les plantes. Récemment, le séquençage des génomes de ces champignons a révélé de vastes répertoires de gènes de biosynthèse de MS qui restent méconnus car spécifiquement produits in planta (profils d'expression spécifiques de l'infection).
L’objectif du projet Herbifun est de tirer avantage de la connaissance des génomes et des réseaux de régulation fongiques pour produire in vitro ces MS spécifiques de l'infection, et ainsi découvrir de nouvelles molécules à activité herbicide. Des outils bio-informatiques seront affinés pour caractériser tous les gènes impliqués dans la biosynthèse des MS y compris les régulateurs (facteurs de transcription spécifiques d'une voie de biosynthèse) chez quatre champignons phytopathogènes ayant différents spectres d'hôtes et répertoires de MS : (1) Botrytis cinerea (Leotiomycetes), un pathogène nécrotrophe responsable de la pourriture grise sur plus de 200 dicotylédones dont la vigne, (2) l'hémibiotrophe Colletotrichum higginsianum (Sordariomycetes) qui attaque de nombreuses plantes cultivées parmi les brassicacées dont l'arabette, (3) l’hémibiotrophe Zymoseptoria tritici (Dothideomycetes) qui cause la maladie foliaire la plus importante du blé (Septoriose) et (4) Magnaporthe oryzae (Sordariomycetes), l’hémibiotrophe, responsable de la plus importante maladie du riz (Pyriculariose). L’expression des gènes de biosynthèse sera induite in vitro en utilisant des stratégies basées à la fois sur la surexpression des facteurs de transcription spécifiques de ces voies de biosynthèses et la manipulation des protéines modifiant la structure chromatinienne (délétion des gènes codant pour des Histone Methyl Transferases, surexpression du régulateur positif LAE). Enfin, les infrastructures de pointe de l’Institut de Chimie des Substances Naturelles seront utilisées pour extraire et purifier les nouveaux MS à partir de cultures fongiques à grande échelle. 30 à 40 MS dont les gènes sont exprimés au cours de l’infection seront identifiés et obtenus en quantité suffisante pour tester leurs activités biologiques. Ces MS seront testés pour leurs activités herbicides sur des plantes modèles et des mauvaises herbes d’importance agronomique. Les produits phytotoxiques et/ou inhibant des fonctions spécifiques de la plante seront plus particulièrement caractérisés pour leur mode d’action et leur capacité à contrôler les mauvaises herbes en serre.
Le projet HerbiFun s’inscrit dans le défi 5 de l’Appel à projets de l’ANR « Sécurité alimentaire et défi démographique » et plus précisément dans le sous-axe 5 « Bioéconomie : des productions aux usages diversifiés de la biomasse ». Il regroupe trois partenaires académiques avec des expertises en bioinformatique (I2BC, Université d’Orsay), génomique fongique (BIOGER, INRA, Grignon) et chimie des Produits naturels (ICSN, CNRS, Gif) ainsi que l’entreprise De Sangosse spécialisée dans le développement de biopesticides.