L'acide palmitoléique en tant que molécule de coordination entre le nématode envahissant du pin et ses champignons nouvellement associés

The ISME Journal (2023)Citer cet article

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Les micro-organismes symbiotiques sont omniprésents à la surface du corps ou dans les tissus internes des invertébrés, leur procurant des avantages. Développer des relations symbiotiques nécessite une synchronisation des étapes de développement et une proximité physique des partenaires. Par conséquent, l’identification des métabolites qui coordonnent la reproduction des partenaires symbiotiques est essentielle. Cette étude démontre que l'acide palmitoléique (C16 : 1) coordonne la propagation bilatérale en régulant la synchronisation de la reproduction entre le nématode envahissant du pin (PWN) et son champignon du bleuissement nouvellement associé, Sporothrix sp.1. Lorsque le PWN se nourrissait de Sporothrix sp.1, il y avait une augmentation significative de l'expression des gènes du métabolisme lipidique et de l'abondance des métabolites. Grâce à des investigations plus approfondies, il a mis en évidence une amélioration significative de la reproduction du PWN grâce à l'acquisition directe de C16 : 1, qui était abondamment présent chez Sporothrix sp.1. De plus, le PWN a biosynthétisé le C16 : 1 grâce à l’implication du gène fat-5 de la stéaroyl-CoA 9-désaturase et de son récepteur nucléaire hormonal nhr-80, qui a été clarifié pour favoriser la capacité de ponte des femelles. De plus, il convient de noter que la production de C16 : 1 était significativement plus élevée par le champignon associé Sporothrix sp.1 pour améliorer la sporulation pendant la phase de formation des spores par rapport à la phase de croissance des hyphes. Ainsi, en coordonnant la fécondité et la production de spores, le métabolite lipidique clé C16 : 1 facilite la colonisation rapide et réussie d’une relation symbiotique mutuellement bénéfique entre le PWN invasif et le Sporothrix sp.1 natif au sein de l’hôte. Cette découverte souligne le rôle important du partage de métabolites et sa fonction dans la promotion de la synchronisation des partenaires au sein des relations symbiotiques.

Les microbes symbiotiques sont largement distribués et se trouvent non seulement à la surface du corps, mais également à l'intérieur de l'intestin et de la cavité sanguine des invertébrés associés. Ces microbes fournissent aux partenaires un apport nutritionnel supplémentaire, une croissance, un développement et une résistance aux agents pathogènes [1, 2]. Des études ont rapporté que les bactéries associées synthétisent des acides aminés, fixent l'azote et dégradent la cellulose, fournissant ainsi nutrition et énergie à leurs partenaires symbiotiques, tels que les fourmis, les pucerons et les blattes [3,4,5,6]. Certaines bactéries symbiotiques, telles que Pseudomonas et Streptomyces, peuvent également produire des toxines polycétides et des antibiotiques pour protéger leurs partenaires des microbes pathogènes et des prédateurs [7, 8]. En conséquence, certains insectes ont développé une gamme de stratégies pour protéger, transporter et transmettre leurs principaux champignons associés tels que les mycangies (9, 10). Ces interactions microbes-invertébrés se sont formées et ont persisté pendant des millions d'années d'évolution [11]. L’établissement d’une relation symbiotique nécessite la cohérence du développement de partenaires symbiotiques se chevauchant dans le temps et dans l’espace. Cependant, la recherche s'est principalement concentrée sur l'examen des relations symbiotiques bien établies, et le processus d'établissement de nouvelles relations symbiotiques reste relativement flou.

En fait, les espèces envahissantes présentent souvent la capacité d’établir rapidement de nouvelles associations symbiotiques avec des espèces indigènes, assumant ainsi une fonction remarquable en atténuant l’effet de goulot d’étranglement rencontré par les petites populations d’envahisseurs [1, 12]. Les micro-organismes symbiotiques constituent des partenaires appropriés pour les espèces envahissantes et constituent un facteur bénéfique pour leur colonisation réussie [13]. Par exemple, certaines plantes ligneuses ne peuvent être introduites avec succès sans former des associations ectomycorhiziennes avec des champignons du sol [14]. À l’inverse, les organismes invasifs peuvent accélérer leur établissement s’ils rencontrent un nouveau partenaire symbiotique bénéfique dans une région nouvellement envahie (15, 16). Par exemple, après avoir envahi la Chine, le nématode du pin (PWN), originaire d’Amérique du Nord, a rapidement formé un nouveau partenariat symbiotique avec le champignon indigène du bleuissement, Sporothrix sp.1. Cela a amélioré la capacité de reproduction du nématode et facilité sa colonisation réussie dans le nouvel environnement écologique [17]. De plus, les organismes invasifs pourraient favoriser davantage la propagation de partenaires fongiques nouvellement associés dans les régions envahies pour occuper une niche écologique majeure (15, 16). Les métabolites qui coordonnent bilatéralement les cycles de vie dans le temps et dans l’espace des partenaires associés lorsqu’une nouvelle interaction symbiotique doit être explorée.