Etude des conditions de l'émergence d'un pathogène envahissant : Cryptostroma corticale sur l'érable sycomore

Study of the conditions for the emergence of an invasive pathogen : Cryptostroma corticale on sycamore maple

• Auteur / Autrice : Elodie Muller
• Direction : Benoît Marçais, Jaime Aguayo
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie et écologie des forêts et des agrosystèmes
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IAM - Interactions Arbres Microrganismes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Ecologie des champignons pathogènes forestiers

Mots clés

Mots clés libres

Cryptostroma corticale

Acer pseudoplatanus

Maladie de la suie

Cryptostroma corticale

Acer pseudoplatanus

Sooty bark disease

Résumé

L'introduction de pathogènes envahissants dans de nouvelles aires géographiques et le changement climatique sont les causes principales d'émergence de nouvelles maladies forestières. La maladie de la suie sur l'érable sycomore (Acer pseudoplatanus), causée par le champignon Cryptostroma corticale, est un bon exemple d'émergence d'un agent pathogène envahissant liée au changement climatique. Ce parasite cause directement des dégâts sur les arbres, et ses spores aéroportées, induisent des problèmes en santé humaine, dû à leur haut potentiel allergène. Cryptostroma corticale a été introduit en Europe pour la première fois en 1945, détecté dans un parc urbain de Londres. Les mentions en Europe ont été rares, jusqu'à depuis les années 2000, où une augmentation de l'incidence de cette maladie est observée. Ces mentions ont été toutes associées à des évènements de chaleur extrême et de sécheresse. Le projet Syco-Protect vise à étudier les mécanismes d'émergence de la maladie de la suie en testant les hypothèses de deux processus potentiellement complémentaires: (i) le stress abiotique (sécheresse, canicule) provoque un changement du microbiote favorable au déclenchement de la pathogénicité de Cryptostroma corticale qui est déjà présent sous une forme endophyte dans les tissues vasculaires, et (ii) le champignon colonise de nouveaux sites grâce au transport par le vent et l'établissement de son inoculum, qui trouverait des conditions adéquates pour son développement suite à des épisodes de chaleur et sécheresse. Pour tester ces hypothèses, la présence de C. corticale sera évaluée dans des érables sycomore symptomatiques et asymptomatiques suivant un gradient environnemental allant de plus à moins anthropisé (ville-forêt). La contribution du transport par le vent sera évaluée par le piégeage de spores du champignon à travers des capteurs passifs et/ou volumétriques. Le microbiote associé à C. corticale sera caractérisé dans un sous-groupe d'arbres présentant différents niveaux d'infection pour étudier la relation entre l'émergence de la maladie et le changement du microbiote. Finalement, une première étude de la diversité génétique de C. corticale sera réalisée. Elle comprendra une étude de génomique comparative des isolats européens et historiques (Angleterre et Amérique du Nord). Cet axe de la thèse permettra également le développement des outils en génétique de populations (i.e. microsatellites, identification de régions polymorphes) qui serviront pour des études de caractérisation de la structure des populations du champignon à une plus large échelle.

The introduction of invasive pathogens into new geographical areas and climate change are the main causes of the emergence of new forest diseases. Sooty bark disease of sycamore (Acer pseudoplatanus), caused by the fungus Cryptostroma corticale, is a good example of an invasive pathogen emergence related to climate change. This pest causes direct damage to trees, and its airborne spores cause human health problems due to their high allergenic potential. Cryptostroma corticale was first introduced into Europe in 1945, detected in an urban park in London. Records in Europe were rare, until the 2000s, when an increase in the incidence of this disease was observed. These reports have all been associated with extreme heat and drought events. The Syco-Protect project aims to investigate the mechanisms of sooty bark disease emergence by testing the hypotheses of two potentially complementary processes: (i) abiotic stress (drought, heat wave) causes a change in the microbiota favourable to the triggering of the pathogenicity of Cryptostroma corticale which is already present in an endophytic form in vascular tissues, and (ii) the fungus colonises new sites thanks to wind transport and the establishment of its inoculum, which would find adequate conditions for its development following heat and drought episodes. To test these hypotheses, the presence of C. corticale will be assessed in symptomatic and asymptomatic sycamore maples along an environmental gradient ranging from more to less anthropized (urban-forest). The contribution of wind transport will be assessed by trapping spores of the fungus through passive and/or volumetric sensors. The microbiota associated with C. corticale will be characterised in a subgroup of trees with different levels of infection to study the relationship between disease emergence and microbiota change. Finally, a first study of the genetic diversity of C. corticale will be performed. This will include a comparative genomics study of European and historical isolates (England and North America). This part of the thesis will also allow the development of population genetic tools (i.e. microsatellites, identification of polymorphic regions) that will be used for characterisation studies of the structure of the fungus populations on a larger scale.