Diversity of Fusarium head blight populations and trichothecene toxin types reveals regional differences in pathogen composition and temporal dynamics.

Kelly, A.C., Clear, R.M., O'Donnell, K., McCormick, S., Turkington, T.K., Tekauz, A., Gilbert, J., Kistler, H.C., Busman, M., et Ward, T.J. (2015). « Diversity of Fusarium head blight populations and trichothecene toxin types reveals regional differences in pathogen composition and temporal dynamics. », Fungal Genetics and Biology, 82, p. 22-31. doi : 10.1016/j.fgb.2015.05.016  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Nous avons analysé la diversité génétique, la composition en trichothécènes associée au génotype et la structure de la population au moyen de 4 086 isolats de Fusarium graminearum prélevés chez du blé provenant de huit provinces canadiennes, au cours d’une période de trois ans s’échelonnant de 2005 à 2007. Nos résultats montrent qu’il existe des différences régionales considérables quant au type de l’agent pathogène responsable de la fusariose de l’épi et à la dynamique temporelle des populations. Le type 3-ADON a été dominant tout au long de l’étude dans les provinces Maritimes (91 %), sa fréquence a augmenté significativement (P < 0,05) de 2005 à 2007 dans l’Ouest canadien, et il représentait 66 % des isolats au Manitoba à la fin de la période d’échantillonnage. En revanche, la fréquence du type 3-ADON était plus faible (22 %, P < 0,001) plus à l’est, en Ontario et au Québec, et n’a pas changé significativement de 2005 à 2007, ce qui a donné deux clines longitudinaux distincts quant à la fréquence du type 3-ADON au Canada. Dans l’ensemble, la structure génétique était liée au type de toxine, la population endémique (NA1) étant dominée par les isolats du type 15-ADON (86 %), alors que la deuxième population (NA2) était largement composée d’isolats du type 3-ADON (88 %). Cependant, le pourcentage d’isolats dont le génotype n’était pas prédictif de leur population génétique (génotypes recombinants) est passé de 10 % en 2005 à 17 % en 2007, ce qui montre que le type déterminé par les trichothécènes devenait de moins en moins un bon indicateur de l’identité de la population au fil du temps. En outre, nous avons observé des différences régionales considérables en ce qui a trait à la composition des génotypes recombinants. Dans les provinces de l’Ouest et des Maritimes, les isolats de la population NA2 du génotype 15­ADON étaient significativement (P < 0,001) plus communs que les isolats de la population NA1 du génotype 3-ADON, et la situation était inverse dans les provinces du Québec et de l’Ontario. De plus, les tendances temporelles de la composition en génotypes recombinants variaient d’une région à l’autre; le pourcentage d’isolats du type 15-ADON associés à la population NA2 a environ triplé dans les provinces de l’Ouest et des Maritimes, alors qu’une tendance inverse a été observée au Québec et en Ontario. Nos résultats montrent que la dynamique de la population de F. graminearum au Canada a été soumise à l’effet d’un paysage adaptatif complexe composé de pressions de sélection différant selon la région, et cette population ne correspond pas à un modèle simple de propagation et d’intégration à la suite de l’introduction d’une nouvelle population d’agent pathogène. En outre, nous avons identifié des souches de F. graminearum qui produisent la mycotoxine récemment découverte A-trichothécène (NX-2), une première au Canada, ce qui indique que la répartition connue des souches produisant le NX-2 a connu une vaste expansion en Amérique du Nord.

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