L'évolution expérimentale, une ressource inexploitée pour explorer l'adaptation fongique

Nous avons développé une expertise technique unique en concevant une approche d'évolution expérimentale permettant d’étudier la dynamique adaptative de Zymoseptoria tritici dans une perspective de gestion de la résistance aux fongicides, et non pas uniquement de production de mutants résistants, comme c’est généralement le cas dans la communité scientifique.

Schéma du dispositif d'évolution expérimentale
Dispositif d'évolution expérimentale

Au cours des 5 dernières années, nous avons mis en place plusieurs séries d'expériences d'évolution in vitro (1) pour prédire les mécanismes de résistance putatifs à de nouveaux antifongiques synthétiques ou naturels spécifiques (fenpicoxamide : Fouché et al, 2021 ; metyltetraprole : Mosser et al, 2023 ; 4-PBA : CDD C. Ugazio  et thèse en cours A. Le Ruyet), (2) pour produire des mutants présentant des mécanismes de résistance originaux (thèse en cours d'E. Neau) et (3) pour étudier la dynamique d'évolution des résistances ainsi que les déterminants de la durabilité et de l'efficacité des stratégies d’utilisation des antifongiques (Ballu et al, 2021, 2023, 2024 ; Fouché, thèse de doctorat). Ce dernier travail a valu à son auteure, Agathe Ballu, une médaille d'argent de l'Académie d'Agriculture de France. Toutes ces études ont démontré que l'évolution expérimentale est un outil extrêmement précieux pour tenter de prédire l’évolution de la résistance aux fongicides chez les champignons phytopathogènes, en complément des approches empiriques et de modélisation déjà mises en œuvre dans l'équipe.

Evolution expérimentale - alternance de fongicides
Croissance malthusienne normalisée de lignées de Z. tritici exposées à différentes alternances de fongicides.

Références:
Ballu, A. Deredec, A-S. Walker, F. Carpentier. Are efficient-dose mixtures a solution to reduce fungicide load and delay evolution of resistance? An experimental evolutionary approach. 2021. Microorganisms, 9 (11), pp.2324, ⟨10.3390/microorganisms9112324⟩.
Ballu, P. Despréaux, C. Duplaix, A. Dérédec,  F. Carpentier, A-S Walker. Antifungal alternation can be beneficial for durability but at the cost of generalist resistance. 2023. Communications Biology, 6 (1), pp.180, ⟨10.1038/S42003-023-04550-6⟩.
Ballu, C. Ugazio, C. Duplaix, A. Noly, J. Wullschleger, S. Torriani, A. Deredec, F. Carpentier*, A-S. Walker*. Preventing multiple resistance above all: new insights for managing fungal adaptation. 2023. BioRxiv, ⟨10.1101/2022.12.17.520869⟩.
G. Fouché, T. Michel, A. Lalève, N. Wang, D. Young, B. Meunier, D. Debieu, S. Fillinger, A‐S. Walker. Directed evolution predicts cytochrome b G37V target site modification as probable adaptive mechanism towards the QiI fungicide fenpicoxamid in Zymoseptoria tritici. 2021. Environmental Microbiology, 24 (03), pp.1117-1132, ⟨10.1111/1462-2920.15760⟩