Adaptive potential of toxigenic Fusarium species (Fusarium spp.) under climate change : representativeness, ecophysiology and interactions
Potentiel adaptatif des espèces fusariennes toxinogènes (Fusarium spp.) face aux changements climatiques : représentativité, écophysiologie et interactions
Résumé
Fusarium Head Blight (FHB) is one of the most devastating fungal diseases affecting cereals worldwide. This disease is caused by a complex of different fungal species, belonging to the Fusarium genus, that coexist within the same host plant. Beyond the yield losses due to infection, Fusarium species are able to produce mycotoxins that are harmful for humans and animals health. Fusarium / wheat complex is in constant interaction with the environment where climatic factors and agricultural practices drive the dynamics of Fusarium populations and the associated mycotoxin risk. Therefore, studying the evolution of Fusarium species under changing environment is required to allow predicting and controlling FHB.To better understand species dynamics and their adaptive potential in the context of climate changes, this work focuses on two main areas.On the one hand, changes in the occurrence of Fusarium species in France over the last 15 years were studied. A metabarcoding approach was used to characterize the distribution of Fusarium species in wheat samples, alongside the associated mycotoxin patterns. This study highlighted the spatio-temporal dynamics of Fusarium species and mycotoxins, using a large database that includes climatic data.On the other hand, ecophysiological behaviours of Fusarium species were studied in response to combined temperature and water activity variations. Growth and mycotoxin production were measured in vitro, both in mono and co-cultures.
La fusariose de l’épi de blé (FHB pour Fusarium Head Blight) est une des maladies fongiques les plus préoccupantes sur les céréales du monde entier. La FHB est due à une contamination par différentes espèces fongiques du genre Fusarium, capables d’infecter le même épi de blé simultanément. En plus des pertes de rendement induite par la contamination, les espèces de Fusarium produisent des mycotoxines qui représentent un réel risque pour les consommateurs et les animaux, ce qui induit également un enjeu sanitaire. Le complexe Fusarium / blé est en constante interaction avec l’environnement, les facteurs climatiques et les pratiques culturales appliquées aux champs influençant la dynamique des populations fusariennes ainsi que le risque mycotoxines associé. Ainsi, l’étude de l’évolution de la flore fongique toxinogène au champ sous différentes contraintes climatiques est un point clef pour la prédiction et la maitrise de la FHB. Afin de mieux comprendre la dynamique des espèces fusariennes ainsi que leur potentiel adaptatif face aux changements climatiques, le sujet de thèse se construit autour de deux axes principaux. Dans un premier temps, l’évolution de la prévalence des espèces de Fusarium a été étudiée en France, sur les 15 dernières années. Une approche de métabarcoding a été développée pour caractériser l’occurrence des espèces fusariennes dans les échantillons de blé. Les profils de production des mycotoxines associés ont également été traités. Les dynamiques spatio-temporelles des espèces fusariennes et des mycotoxines ont ainsi été mises en évidence. Une large base de données a été utilisée afin d’étudier différents facteurs agronomiques et climatiques. Dans un second temps, les caractéristiques écophysiologiques des principales espèces fusariennes a été étudiée en réponse à des variations environnementales telles que la température et la disponibilité en eau. La croissance et la production de mycotoxines ont été étudiées in vitro, pour les espèces fusariennes seules mais également en interactions.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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