Objectifs

Introduction

Les écosystèmes forestiers constituent des environnements dynamiques et complexes, où la santé et la résilience des arbres dépendent étroitement de leur microbiote racinaire. Parmi ces interactions souterraines, les symbioses mycorhiziennes occupent une place centrale, en influençant les cycles biogéochimiques et les réponses des forêts au changement climatique. Depuis plus d’une décennie, le peuplier (Populus sp.) et le champignon ectomycorhizien Laccaria bicolor servent de modèle de référence pour étudier les mécanismes moléculaires à la base des interactions mutualistes entre les plantes et leurs microorganismes symbiotiques.

Origine Scientifique et Objectif du projet

Ce projet trouve son origine dans l’étude de Vigneaud et al. (2023) portant sur le rôle de la méthylation de l’ADN dans l’interaction symbiotique entre Laccaria bicolor et le peuplier hybride Populus tremula × Populus alba. En exploitant des lignées présentant des profils épigénétiques contrastés, les auteurs ont montré que la modification du statut de méthylation de l’hôte affecte directement la symbiose : les lignées hypométhylées présentent un taux de mycorhization plus faible, un remodelage du méthylome du champignon et une altération de l’expression de gènes clés liés aux voies hormonales et aux défenses . La figure suivante illustre comment la modification du statut de méthylation de l’hôte influence directement la symbiose avec Laccaria bicolor.

Approche expérimentale utilisée par Vigneaud et al. (2023) pour analyser l’effet du statut de méthylation sur la symbiose Populus-Laccaria.

Le succès de ces travaux a suscité un vif intérêt dans la communauté scientifique et au-delà. Les résultats ont été relayés dans plusieurs communiqués de presse et articles de vulgarisation, soulignant la nouveauté du lien établi entre régulation épigénétique et symbiose arbre-champignon.

Revue de presse autour de la publication de Vigneaud et al. (2023)

Le projet EpiMyc a pour objectif de décrypter le rôle des variations épigénétiques dans les processus de mycorhization entre le peuplier et ses partenaires fongiques. En identifiant comment les modifications épigénétiques influencent la symbiose et la plasticité de l’hôte, le projet ambitionne de mieux comprendre les mécanismes d’adaptation des arbres forestiers aux changements climatiques, tout en ouvrant la voie à des applications pour la gestion durable des ressources génétiques.

Axes scientifiques et approche

EpiMyc s’articule autour de l’exploration du rôle de la méthylation de l’ADN chez l’hôte et le symbiote dans les mécanismes moléculaires régissant l’établissement du mycorhize. Le projet aborde successivement les phases clés de la symbiose qui sont la reconnaissance, établissement et le fonctionnement sous différentes conditions hydriques.
Ses principaux objectifs sont : Identification des loci et gènes impliqués dans la mycorhization, Caractériser les effets de la symbiose sur la croissance du peuplier en condition de stress hydrique modéré, et la Validation fonctionnellement les gènes candidats chez les deux partenaires.

Contexte scientifique

Symbioses mycorhiziennes et adaptation forestière

Présentes chez plus de 80 % des plantes terrestres, les symbioses mycorhiziennes favorisent l’échange de nutriments entre champignons et racines, renforçant la croissance, la résilience et la stabilité des forêts. Ces interactions jouent un rôle central dans les cycles du carbone, de l’azote et du phosphore, et influencent directement la capacité des écosystèmes à s’adapter aux changements environnementaux.

La vulnérabilité des arbres face aux changements globaux dépend de leur plasticité phénotypique (régulée par l’épigénétique) et de leur potentiel d’évolution génétique.

L’épigénétique comme moteur d’adaptation

Les mécanismes épigénétiques modulent l’expression des gènes sans modifier la séquence d’ADN. Ils participent à la plasticité phénotypique des arbres en réponse aux variations biotiques et abiotiques. Ces marques, parfois héritables, apparaissent à différentes échelles : entre organes, tissus ou cellules d’un même individu et entre populations exposées à des environnements contrastés. Elles constituent ainsi un levier essentiel de l’adaptation et de l’évolution des espèces ligneuses.

Les deux échelles de variabilité épigénétique : intra-individuelle (au sein d’un arbre) et populationnelle (entre individus).

Objectifs et retombées du projet EpiMyc

Le projet EpiMyc vise à décrypter le rôle des régulations épigénétiques dans la symbiose peuplier- Laccaria bicolor et leur impact sur l’adaptation des arbres aux stress environnementaux. En combinant épigénomique, physiologie du stress hydrique et biologie des symbioses, EpiMyc cherche à établir de nouveaux liens entre épigénétique, plasticité et fonctionnement symbiotique. Ces travaux contribueront à la sélection et la gestion durable des ressources génétiques forestières dans un contexte de changement climatique.