STARlep — Élargir le répertoire des protéines d'avirulence structuralement conservées chez les champignons phytopathogènes pour améliorer la gestion des résistances des plantes

Les champignons phytopathogènes représentent une menace récurrente pour l'agriculture et possèdent des capacités adaptatives extrêmes. Une stratégie majeure de lutte contre les maladies fongiques, respectueuse de l'environnement, est la lutte génétique à l'aide de cultivars naturellement résistants. La résistance variétale repose principalement sur la reconnaissance d'effecteurs fongiques, éléments clés de la pathogénèse ciblant des protéines végétales mais pouvant également être reconnus par des protéines de résistance (R), et alors appelés protéines d'avirulence (AVR). Le déploiement massif d'une source unique de résistance dans les champs exerce une forte pression de sélection contre les agents pathogènes avirulents et la source de résistance peut être rapidement contournée. Il est donc urgent d'améliorer la gestion des gènes R pour en accroître l'efficacité et la durabilité. Le principal moyen de lutte contre Leptosphaeria maculans, champignon responsable de la nécrose du collet du colza, est la lutte génétique. Cependant, les sources de résistance spécifique sont rares chez le colza et les études visent soit à identifier de nouvelles sources de résistance, soit à optimiser la durabilité des résistances disponibles en alternant ou pyramidant ces résistances. Les Partenaires 1 et 2 du projet ont récemment déterminé la structure 3D de quatre AVR de L. maculans (appelés AvrLm). Étonnamment, trois d'entre eux font partie d'une famille structurale comprenant 13 effecteurs de L. maculans mais aussi des protéines d'autres champignons phytopathogènes. Ces données soulèvent des questions cruciales, dont la clarification pourrait améliorer la gestion des résistances : (i) Les effecteurs appartiennent-ils à un ensemble limité de familles structurales ? (ii) Les membres d'une même famille d'effecteurs ciblent-ils des protéines végétales et des processus cellulaires identiques ou similaires ? (iii) Les membres d'une même famille d'effecteurs peuvent-ils être reconnus par les mêmes protéines R ? Le projet STARlep vise à explorer la diversité structurale et fonctionnelle des protéines AVR de L. maculans afin de proposer une gestion éclairée des résistances. Il est organisé en quatre tâches : caractérisation structurale des effecteurs AvrLm et classification en familles structurales par la recherche d'analogues structuraux parmi les effecteurs de L. maculans (WP1), analyse approfondie des interactions entre les protéines AVR et leurs protéines R (WP2), détermination des protéines végétales et des processus cellulaires ciblés, et compréhension physique des interactions effecteur-cible (WP3), identification de résistances reconnaissant des effecteurs appartenant à des familles structurales distinctes et/ou ciblant des processus cellulaires contrastés (WP4). L'originalité et la force du projet STARlep résident dans son interdisciplinarité : il implique trois équipes ayant une expertise internationalement reconnue dans les domaines complémentaires de la génomique fongique / analyse fonctionnelle des effecteurs fongiques (Partenaire 1) et de la biologie structurale (Partenaires 2 et 3), et une entreprise privée criblant du matériel végétal chez les Brassica pour identifier de nouvelles sources de résistance (partenaire 4). Le projet STARlep générera des connaissances sur les familles d'effecteurs structuralement conservés, et sur l'interaction avec les gènes R et les cibles végétales correspondants. L'un des principaux objectifs de STARlep est d'identifier de nouvelles sources de résistance permettant de reconnaître de nouvelles familles structurales d'effecteurs. Les connaissances acquises sur les familles structurales d'effecteurs nous aideront également à proposer des stratégies visant à alterner ou à pyramider les gènes R reconnaissant différentes classes d'effecteurs. Enfin, nous identifierons des protéines végétales ciblées par les effecteurs qui pourraient constituer de nouvelles cibles pour lutter contre les maladies des plantes.