FM-2020-mitochondries

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Brassage génétique dans les mitochondries de Fusaria mycotoxinogènes

Fusarium avenaceum et Fusarium tricinctum sont deux espèces productrices de mycotoxines «émergentes» fréquemment retrouvées sur les épis de blé et d'orge. Très proches phylogénétiquement, les séquences de leurs génomes mitochondriaux sont pourtant très disctinctes dans leurs régions intergéniques mais aussi dans la structure d’une large ORF non-identifiée, typiquement retrouvée chez d’autres Fusaria. En particulier, des séquences répétées mononucleotidique A(n) ou T(n) organisées en palindromes sont retrouvées de façon variable chez les deux espèces, suggérant ici un nouveau type d’élément génétique mobile. Egalement, des mouvements inter- mais aussi intra-spécifiques d’introns du groupe I ont été mis en évidence, avec des transferts latéraux entre espèces distantes phylogénétiquement, soulignant ainsi le rôle important de la reproduction sexuée intra- mais aussi interspécifique dans la structuration des populations.

La contamination accrue des cultures de blé et d'orge par des mycotoxines dites «émergentes» telles que les enniatines ou la beauvéricine produites par Fusarium avenaceum et Fusarium tricinctum indique que ces espèces phylogénétiquement proches pourraient être impliquées dans de futures crises de sécurité sanitaire.

Les génomes mitochondriaux de la souche INRA104 de F. tricinctum et de la souche FaLH27 de F. avenaceum ont été annotés. Une analyse comparative a été réalisée puis étendue à un ensemble de 25 souches sauvages. Nos résultats montrent que les deux espèces, F. tricinctum et F. avenaceum, sont facilement distinguables par leurs séquences mitochondriales. La variabilité génétique mitochondriale se situe principalement dans les régions intergéniques. Les marques de variations indiquent que ces génomes mitochondriaux ont évolué (i) par des polymorphismes nucléotidiques uniques (SNP), (ii) par des variations de longueur médiées par des évènements d’insertion/délétion de type Indels, et (iii) de type microsatellite A(n) ou T(n) disposés selon une organisation palindromique particulière. Le caractère facultatif de ces palindromes entre les deux espèces plaide pour leur mobilité. La présence d'Indels et de SNP dans les régions flanquantes du palindrome suggère leur implication dans ces variations observées. De plus, des variations intraspécifiques et interspécifiques de la présence/absence d'introns du groupe I sont en faveur d’une mobilité importante de ces éléments génétiques, résultant de plusieurs événements de gain et de perte au cours de courtes périodes d'évolution. Les analyses phylogénétiques des séquences orthologues d'introns indiquent que la plupart des introns pourraient provenir de transferts latéraux d'espèces phylogénétiquement proches ou distantes appartenant à divers genres Ascomycota et même à la division fongique Basidiomycota.

Ces éléments mobiles devront être étudiés et pris en compte en tant que force motrice importante de l'évolution du génome mitochondrial chez les champignons mycotoxinogènes du genre Fusarium, mais aussi chez d’autres espèces fongiques.

Date de modification : 14 août 2023 | Date de création : 04 janvier 2021 | Rédaction : Communication MycSA