Pythium oligandrum est un oomycète mycoparasite du sol présentant un large spectre d'hôtes allant des champignons aux oomycètes. Cependant, la base moléculaire de ce mycoparasitisme est encore méconnue. Pour élucider les mécanismes impliqués dans le mycoparasitisme de P. oligandrum, nous avons effectué le premier séquençage de génome long-read de P. oligandrum avec la souche M1 (ATCC 38472). L’assemblage a été optimisé par une approche d’optical mapping conduisant à l’obtention d’un assemblage presque complet de 39Mb. Basé sur une approche de comparative génomique, j'ai détaillé comment ce projet de séquençage du génome m'a permis de découvrir de nouvelles adaptations génomiques liées au mycoparasitisme telles que l'enrichissement de familles de CAZy spécifiques au sein des Pythiales mycoparasites.
Pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires du parasitisme, une interaction pathogène a été établie entre P. oligandrum et un agent pathogène majeur du blé Fusarium graminearum permettant d'effectuer une analyse transcriptomique au cours de l’interaction. Cela a montré que pendant le développement parasitaire, une reprogrammation transcriptomique majeure se produit chez P. oligandrum, notamment avec l'induction d'un grand nombre de gènes codant pour des protéines sécrétées (glycosyl hydrolases et protéases) et des protéines de fonction inconnue. Plusieurs gènes codant des enzymes impliquées dans la dégradation des champignons fongiques ont été identifiés, comme une chitinase spécifiquement trouvée dans les espèces mycoparasites de Pythium ainsi que des mécanismes de capture des stérols nécessaires pour permettre l'achèvement du cycle de vie sexuel. Pour évaluer l'activité mycoparasite de P. oligandrum sur d'autres proies, des pathosystèmes ont été développés en utilisant un oomycète phytopathogène, Aphanomyces euteiches et un champignon symbiotique Rhizophagus irregularis. Les résultats ont montré que P. oligandrum peut infecter un large éventail d'espèces non apparentées en produisant de nombreuses hydrolases et peut avoir un effet important sur l'interaction des racines avec des micro-organismes pathogènes et également symbiotiques. |
Pythium oligandrum is a major soil-born mycoparasite oomycete with a large host range from fungi to oomycetes. However, the molecular basis of Pythium oligandrum pathogenic mechanisms underlying prey colonization are still poorly described. To decipher P. oligandrum mycoparasite mechanisms, we performed the first long read genome sequencing of Pythium oligandrum with the M1 strain (ATCC 38472) and the assembly was improved by optical mapping leading to a near-completed assembly of the 39 Mb genome. Based on a genomic comparative approach, I detailed how this genome sequencing project allowed me to unravel novel genomic adaptations related to mycoparasitism such as enrichment in specific CAZy families among mycoparasite Pythiale species.
In addition a pathogenic interaction was established between P. oligandrum and a major wheat pathogen Fusarium graminearum allowing to perform a transcriptomic analysis. This shown that during parasitic development, a major transcriptome reprograming occurred in P. oligandrum notably with the induction of a large number of genes coding secreted proteins (glycosyl hydrolases and proteases) and proteins of unknown function. Several genes coding enzymes putatively involved fungal wall degradation were identified, such as a chitinase specifically found in mycoparasite Pythium species as well as mechanisms of prey sterol scavenging to enable sexual lifecycle completion. To evaluate the mycoparasite activity of P. oligandrum on other preys, pathosystems were developed using a phytopathogenic oomycete, Aphanomyces euteiches and a plant symbiotic fungus, Rhizophagus irregularis. Together, these results showed that P. oligandrum can infect a large range of unrelated species by producing specific hydrolytic enzymes and can have a strong effect on root interaction with pathogenic and also symbiotic microorganisms. |