Le créneau est un concept fondamental en écologie, définissant l'habitat d'une espèce par un ensemble d'exigences environnementales (ex. température) et biotiques (ex. proies, hôtes). Il existe des espèces « généralistes » qui peuvent survivre dans une grande variété de conditions avec des ressources différentes et des espèces « spécialisées » qui ont des exigences et des tolérances plus étroites. La théorie des niches est beaucoup moins comprise dans les maladies des plantes.

Thomas Chalonner et collègues du Université d'Exeter étudié la température et la gamme d'hôtes de centaines de champignons phytopathogènes et d'oomycètes. Les chercheurs ont révélé que les réponses de température pour in vitro la croissance en culture diffère de celles qui impliquent des interactions avec des espèces hôtes, telles que le développement d'infections et de maladies. Ils ont également constaté que le fait d'avoir plus de plantes hôtes ne conduit pas à une plage de température plus large pour une maladie des plantes. Thomas Chaloner est un doctorant qui étudie l'écologie de la température des pathogènes végétaux à différentes échelles de biologie, sous la direction du professeur Dan Bebber (auteur principal) et du professeur Sarah Gurr (co-auteur) à l'Université d'Exeter.

Chaloner et ses collègues ont compilé un grand ensemble de données (il sera disponible via Dryade) de 631 champignons et 64 oomycètes et 15,982 309 hôtes de XNUMX agents pathogènes. Les chercheurs ont colocalisé les températures minimale, optimale et maximale, appelées « températures cardinales », de cinq processus du cycle de vie (développement de la maladie, fructification, infection, germination des spores et sporulation) et in vitro la croissance des maladies des plantes à l'aide Le livre de Togashi, et les résultats de recherches antérieures de 2007 et 2012. Des courbes de performances thermiques ont été calculées pour tous les microbes et l'influence de la distribution géographique et de la co-phylogénie avec les plantes hôtes a été étudiée pour Phytophthora espèces.

"Cet article a commencé avant que je commence mon doctorat en 2015 lorsque le professeur Dan Bebber a recherché Togashi, K. Caractères biologiques des agents pathogènes des plantes : relations de température, auprès d'un libraire ancien à Paris". a déclaré Chaloner dans une interview pour Botany One. « Ce livre est très rare et contient des données sur la réponse thermique des agents pathogènes des plantes jusqu'ici peu accessibles à la communauté scientifique. L'article s'est ensuite développé naturellement lorsque nous avons examiné les divers ensembles de données préexistants à notre disposition pour étudier la géométrie et l'évolution des niches ».

Chaloner a déclaré que le plus grand défi de cette étude était «probablement l'ampleur même de l'analyse. Par exemple, l'étude utilise divers ensembles de données préexistants où les noms d'espèces peuvent différer en raison de l'évolution de la nomenclature binomiale, de sorte que s'assurer que les différents ensembles de données correspondent les uns aux autres était un processus complexe.

Les scientifiques ont utilisé le Indice Fungorum et associé Espèce Fungorum bases de données, ainsi que les Mycobanque ils ont utilisé la base de données pour revérifier les noms des espèces et y ont accédé. Base de données Plantwise (CABI) pour les enregistrements d'interaction pathogène-hôte. Premièrement, ils ont identifié 1,016 302 hôtes de 15,982 agents pathogènes, mais lorsque les plantes hôtes n'ont pas été identifiées jusqu'au niveau de l'espèce (par exemple, au niveau de l'ordre), toutes les espèces végétales ont été ajoutées comme hôtes potentiels. Après ces hypothèses, ils ont identifié 309 XNUMX hôtes de XNUMX agents pathogènes.

Les résultats ont montré de nombreux chevauchements entre les températures cardinales des champignons et des oomycètes pour les processus du cycle de vie. Les scientifiques ont découvert que les processus biologiques, en particulier la croissance en culture et la germination des spores, étaient davantage réduits à des températures plus élevées qu'à des températures plus basses. L'étude fournit des preuves empiriques de Distinction de Hutchinson entre la niche fondamentale et la niche réalisée, là où cette dernière est limitée par les interactions avec d'autres espèces. De plus, les agents pathogènes avec des plantes hôtes plus diversifiées n'a pas ont une plage de température plus large. En comparaison, la plage de température de 101 Phytophthora variés dans les mêmes endroits, ce qui suggère une grande adaptabilité générale. L'analyse approfondie de 35 Phytopthotra les espèces ont montré une co-phylogénie (divergence similaire) avec leurs hôtes.

« Nos analyses démontrent que les agents pathogènes des plantes font preuve d'une adaptabilité remarquable aux nouveaux climats et aux nouveaux hôtes végétaux. Les généralistes sont parfois appelés « Jack of all trades, master of none ». Nos analyses montrent que de nombreux phytopathogènes sont des " Jack of quelques métiers, maître de autres'. Je pense que cette rupture avec la pensée traditionnelle est particulièrement excitante ». Il a ajouté: "Je pense également que les agents pathogènes des plantes sont un groupe d'espèces très intéressant et traitable pour étudier les hypothèses fondamentales de l'écologie et de l'évolution", a déclaré Chaloner.

Cette recherche a en effet répondu à de nombreuses questions sur le rôle de la température et des plantes hôtes dans la distribution et l'évolution des maladies des plantes. Et ensuite ?

« J'arrive à la fin de mon doctorat et je commence à réfléchir à ce que j'aimerais faire ensuite. J'envisage de postuler pour une bourse de recherche indépendante pour continuer à travailler sur l'écologie de la température des agents pathogènes des plantes, mais en essayant de garder mes options aussi ouvertes que possible », a déclaré Chaloner.

« Nous vivons à une époque de croissance démographique mondiale, de changement climatique et de menaces émergentes pour la production agricole et la sécurité alimentaire. Nous espérons que notre article stimulera la conversation sur l'importance de comprendre les processus qui permettent aux agents pathogènes des plantes de se propager et de provoquer des maladies dans l'espace et dans le temps.