Le mildiou de l’avoine de Victoria a été dévastateur pour les régions de culture de l’avoine aux États-Unis, mais les scientifiques ont maintenant découvert la constitution génétique de la maladie et peuvent mieux comprendre comment elle attaque les cultures d’avoine.
Les scientifiques auraient-ils pu trouver un remède contre le mildiou de l’avoine de Victoria?
Une équipe multi-institutions a identifié les mécanismes génétiques qui permettent la production d’une toxine mortelle appelée Victorin – la cause du mildiou de Victoria de l’avoine, une maladie qui a anéanti les cultures d’avoine aux États-Unis dans les années 1940.
Le mildiou de Victoria est causé par le champignon Cochliobolus victoriae, qui produit la toxine Victorin, mais jusqu’à présent personne n’a découvert les gènes et les mécanismes impliqués.
« Les variétés d’avoine privilégiées par les agriculteurs dans les années 1940 étaient résistantes à la maladie de la rouille de la Couronne, mais les scientifiques ont découvert plus tard que c’était le trait même qui rendait ces variétés d’avoine sensibles au mildiou de Victoria parce que la toxine Victorin ciblait cette protéine végétale spécifique », a déclaré gillian Turgeon, coauteure principale, professeure et présidente de la Section de la pathologie végétale et de la biologie des microbes végétaux de la School of Integrative Plant Science, au Cornell’s College of Agriculture and Life Sciences (CALS). « La découverte des molécules impliquées dans cette interaction champignon-plante est fondamentale pour notre compréhension de la façon dont les plantes réagissent aux attaques de divers microbes. »
La plupart des toxines fongiques sont synthétisées par de grandes enzymes multifonctionnelles, et les petits peptides créés par ces enzymes comprennent à la fois des toxines et des médicaments, comme la pénicilline antibiotique. Mais Turgeon et le co-auteur Heng Chooi, chercheur à l’Université d’Australie-Occidentale, ont découvert que la toxine Victorin est en fait synthétisée directement dans le ribosome, qui est un organite dans les cellules qui fabrique la plupart des protéines. Ces petites molécules produites dans les ribosomes sont connues sous le nom de peptides ribosomiquement synthétisé et post-translationally modifiés (RiPPs).1
Le premier auteur Simon Kessler, doctorant à l’Université d’Australie-Occidentale, a confirmé la fonction enzymatique de plusieurs gènes Victorin, y compris une nouvelle enzyme qui convertit le peptide victorin à sa forme active. L’équipe de recherche a constaté que les gènes Victorin codant ces enzymes sont dispersés dans des régions répétitives du génome pathogène. Considérant que les gènes de la plupart des petites molécules (que nous connaissons) se trouvent généralement dans les grappes compactes sur les chromosomes fongiques.
Cette découverte pourrait aider les chercheurs à mieux comprendre les origines évolutives de molécules comme les peptides victorin, ce qui détermine la virulence des maladies des cultures émergentes et comment mieux les prévenir à l’avenir.
M. Turgeon note qu’il a également été démontré que les peptides victorins interagissent avec des cibles dans des cellules végétales appelées thioredoxines, qui se trouvent également chez l’homme et qui ont un potentiel en tant que site pour les thérapies contre le cancer.
« La découverte que ces gènes ne se trouvent pas dans des champignons étroitement apparentés nous donne un aperçu de la façon dont les facteurs de virulence sont acquis et transmis », a déclaré M. Turgeon. « Nos résultats de cette étude élargissent considérablement le potentiel de découverte de petites molécules dans les organismes fongiques, ce qui augmentera notre répertoire de connaissances sur leurs activités bénéfiques et nuisibles. »
Références
- https://www.pnas.org/content/117/39/24243
