Un métabolite spécialisé de champignon joue un rôle structurel dans la génération de la turgescence et la pénétration de la plante hôte

Les champignons phytopathogènes dévastateurs tels que Colletotrichum et Magnaporthe pénètrent dans leurs plantes hôtes grâce à la force mécanique exercée par des cellules spécialisées appelées appressoria. Une étude publiée dans Science, menée dans le cadre d'un consortium international coordonnée par le docteur Naoyoshi Kumakura de l’Institut RIKEN (Center for Sustainable Resource Science, Yokohama, Japon) réunissant des chercheurs de l'unité BIOGER (UPSaclay/INRAE) et de l'Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (UPSaclay/CNRS), a mis en évidence le mécanisme moléculaire par lequel les appressoria génèrent l'énorme pression de turgescence (37 atmosphères) nécessaire à la pénétration.

Il était connu depuis de nombreuses années que la génération de la turgescence de l'appressorium nécessitait à la fois l'accumulation d'osmolytes dans le cytosol et une paroi cellulaire semi-perméable, mais les déterminants moléculaires de cette barrière de perméabilité restaient inconnus. Par une approche de génétique inverse, les chercheurs ont découvert que deux enzymes, la polycétide synthase PKS2 et l'hydrolase PBG13, sont essentielles à la fois pour la pathogénicité et la formation de cette barrière semi-perméable chez Colletotrichum et Magnaporthe. Les produits chimiques synthétisés par ces enzymes se sont avérés être des polymères d'acide 3,5-dihydroxyhexanoïque (DHHA), qui s'accumulent dans la paroi de l'appressorium, où ils réduisent apparemment la taille des pores de la paroi fongique, contribuant ainsi à la génération de turgescence.

Jusqu’à maintenant, la mélanine, un polymère dérivé du 1,8-dihydroxynaphtalène, présente dans la paroi, était considérée comme le seul composant nécessaire à la génération de turgescence dans les appressoria. La comparaison de mutants déficients en mélanine ou en DHHA a révélé que, tandis que la mélanine renforce la paroi cellulaire pour résister à une turgescence élevée, les polymères DHHA établissent une barrière semi-perméable qui empêche les osmolytes de s'échapper de la cellule. Cette étude met en évidence de nouvelles cibles potentielles pour le contrôle des maladies.

Régulation de la turgescence par PKS2 et PBG13

(A) Dans les mutants pks2 ou pbg13, la porosité de la paroi cellulaire est plus importante en raison de l'absence de polymères DHHA. (B) L'analyse MET des appressoria de Chpks2 révèle des modifications dans les parois cellulaires. (C) L’analyse FLIM en utilisant la sonde de tension Flipper reflète des changements de la tension membranaire des appressoria de Chpks2.

Lien vers la publication : www.science.org 12 février 2026. 

 Contact : richard.oconnell@inrae.fr; Julien.pernier@inrae.fr; sandrine.leveque-fort@cnrs.fr