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La fusariose de l’épi est une maladie fongique infectant régulièrement les récoltes de céréales. Elle s’accompagne fréquemment d’une contamination des grains par des « cocktails » variés de mycotoxines qui se retrouvent dans les produits transformés, même en absence de symptômes sur les grains à la récolte. Certaines de ces mycotoxines, comme les trichothécènes de type B, sont des mycotoxines dites majeures qui constituent un risque sanitaire et un enjeu économique importants et dont les teneurs sont règlementées par l’EFSA. D’autres sont considérées comme des mycotoxines dites « émergentes », telles la fusaproliferine, la beauvericine, les enniatines ou la moniliformine. En effet, bien qu’elles possèdent un large spectre d’activités biologiques (insecticides, antifongiques, antibiotiques, cytotoxiques), la prise en compte de leurs capacités toxiques, en particulier en mélanges, est encore récente et peu documentée. Depuis plusieurs années, les enquêtes menées par Arvalis-Institut du Végétal et France Agrimer sur la qualité́ sanitaire des céréales mettent en exergue une contamination de certains blés et orges par des enniatines. Les espèces productrices de ces toxines sont essentiellement Fusarium avenaceum et Fusarium tricinctum, avec une présence majoritaire de F. tricinctum dans les orges de brasserie. Outre l’absence d’une bibliographie étayée sur la toxicité́ de ces molécules, très peu de données existent sur la diversité́ des agents producteurs, les voies de biosynthèse et régulation de ces toxines. Comprendre les déterminants de la contamination est indispensable pour maitriser les teneurs en enniatines des grains et anticiper l’effet des changements de pratiques agronomiques mis en œuvre pour réduire l’utilisation de pesticides, mais aussi les conséquences des modifications climatiques. Ces deux facteurs sont en effet des éléments majeurs, susceptibles de moduler la composition du cocktail de mycotoxines contaminant les grains et auquel le consommateur peut être exposé. Un des freins à l’acquisition de connaissances et à la compréhension des évènements conduisant à l’accumulation des mycotoxines produites par F. tricinctum dans les grains est l’absence d’un génome de référence pour cette espèce.

Nous avons donc réalisé le séquençage, l’assemblage, et l’annotation du génome d’une souche française déposée au CIRM champignons filamenteux, dans le cadre d’une collaboration Franco-Chinoise avec l’ASAG, Academy of State Administration of Grain, P. R. China. La souche INRA104 de F. tricinctum a été isolée en 2001 à partir de grains de maïs collectés dans un champ français dans une région agricole située à environ 150 km au sud de Paris (département 45, Loiret). L'ADN génomique a été extrait et séquencé en utilisant une combinaison de séquençage de troisième génération (plate-forme PacBio Sequel) et de séquençage de nouvelle génération (plate-forme Illumina HiSeq) ayant généré plus de 22 milliards de bases. Après assemblage, nous avons obtenu le constitution d’un génome du noyau comportant 42,8 Méga paires de bases et d’un génome de mitochondrie de 48506 paires de base. La prédiction de gènes de novo, en utilisant le génome de Fusarium graminearum PH-1 comme référence, a identifié 13387 gènes codant des protéines.

Il s’agit à présent d’affiner l’annotation du génome de F. tricinctum en utilisant des données de transcriptomique et en procédant à des curations manuellement pour notamment in fine décrypter les voies de biosynthèse des enniatines et leurs régulations. Également, la séquence du génome sera utilisée pour étudier la diversité et les dynamiques de population chez cette espèce via notamment le développement de marqueurs génétiques et d’outils de détection et de quantification sensibles et spécifiques de F. tricinctum et des enniatines produites, utilisables pour l’évaluation et la surveillance du risque dans les aliments dérivés des céréales. Les informations ainsi obtenues permettront de produire des connaissances indispensables pour être capable de prédire et anticiper les conséquences des changements de systèmes de culture et modifications climatiques sur la contamination des céréales par les enniatines.

Publication :

Ponts N, Richard-Forget F, Zhang H, Barroso G, Zhao C. “Genome sequence of the emerging mycotoxin-producing filamentous fungus Fusarium tricinctum strain INRA104”. Genome Announc. 2018 Jun 21;6(25). pii: e00509-18. doi: 10.1128/genomeA.00509-18. PubMed PMID: 29930037; PubMed Central PMCID: PMC6013609.