Des forêts aux vignobles : adaptation des champignons dégradeurs de bois

From forests to vineyards : adaptation of wood decaying fungi

• Auteur / Autrice : Marion Schilling
• Direction : Éric Gelhaye
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et écologie des forêts et des agrosystèmes
• Date : Soutenance le 16/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Interactions Arbres Micro-organismes (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Mélanie Morel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marielle Adrian, Chloé Delmas, David Touboul
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marielle Adrian, Chloé Delmas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vigne -- Fléaux

Bois -- Détérioration

Champignons destructeurs du bois

Hyménochaetacées

Esca (maladie)

Mots clés libres

Esca

Fomitiporia mediterranea

Pourriture blanche

Adaptation

Dégradation du bois

Esca

Fomitiporia mediterranea

White-Rot

Adaptation

Wood degradation

Résumé

L'Esca est une des plus dévastatrices des maladies du bois de vigne, qui affectent les vignobles du monde entier. L'un de ses principaux symptômes est la formation de pourriture blanche dans le bois, également appelée amadou. Au sein de cette pourriture blanche, Fomitiporia mediterranea (M. Fischer) est l'espèce majoritairement identifiée en Europe. Les champignons de pourriture blanche ont co-évolué avec leurs substrats et ont pu développer des mécanismes de dégradation et de détoxication spécifiquement adaptés. L'objectif principal de cette thèse est de mieux comprendre en quoi F. mediterranea est adapté à son substrat, le bois de vigne. Son comportement au cours de la dégradation de bois de différentes espèces a été étudié. Le taux de minéralisation, la perte de masse, la composition chimique du bois en composés structuraux et extractibles, la production de biomasse fongique et la sécrétion de protéines (sécrétome) au cours de cultures sur sciure ont été suivis. Dans un second temps, la colonisation par F. mediterranea de bûchettes de bois a été étudiée. En complément des approches physiologiques, une approche de métabolomique non-ciblée, à l'aide de réseaux moléculaires, a été utilisée pour décrire les métabolomes des bois et du champignon au cours de la colonisation. F. mediterranea est capable de dégrader des espèces de bois différentes, dont le bois de vigne cv. ‘Gewurztraminer' et ‘Riesling', de hêtre et de chêne, en sciure et en bûchettes, en adoptant pour toutes un schéma de dégradation de type simultané. En parallèle, une régulation de son sécrétome est observée en fonction de son substrat : un plus grand nombre d'oxydoréductases sont sécrétées sur la sciure de vigne. Cette régulation pourrait être liée à la dégradation observée de la lignine et des métabolites spécialisés du bois de vigne, principalement des stilbènes. Plusieurs facteurs, autres que la composition chimique et structurale du substrat, pourraient être impliqués dans l'adaptation de F. mediterranea à son substrat et sont également discutés. Ce travail contribue à enrichir les connaissances sur la physiologie de F. mediterranea¸ une des espèces clés dans le complexe fongique associé à l'Esca.

Esca is one of the most devastating of the grapevine trunk diseases, that affect vineyards around the world. One of its main symptoms is white rot, also called amadou. In white rot, Fomitiporia mediterranea (M. Fischer) is the major species identified in Europe. White-rot fungi have evolved with their substrates and may have developed specifically adapted degradation and detoxification mechanisms. The main objective of this thesis is to understand how F. mediterranea is adapted to its substrate, grapevine wood. The behavior of F. mediterranea during wood degradation on different wood species was monitored. Carbon mineralization rate, wood mass loss, chemical composition in structural compounds and extractives, fungal biomass production and protein secretion (secretome) upon cultures on sawdust were measured. In a second step, the colonization of F. mediterranea on wood blocks was followed. In addition to the physiological approach, a non-targeted metabolomic approach, with molecular networking, was used to describe fungal and wood metabolomes during colonization. F. mediterranea is able to degrade several wood species, including grapevine cv. ‘Gewurztraminer' and ‘Riesling', beech and oak, in sawdust or blocks, using a simultaneous degradation pattern. Parallely, the fungus regulates its secretome in relation with its substrate: a larger number of oxidoreductases were secreted on grapevine sawdust. This could be correlated with the observed degradation of grapevine lignin and specialized metabolites, mainly stilbenes. Other factors than the structural and chemical composition of the substrate, which could be involved in the adaptation of F. mediterranea, are discussed. This work contributes to a better knowledge of the physiology of F. mediterranea, one of the key fungal species in Esca complexe disease.