Dr. Alessandro PUCA

Enzymatic and non-enzymatic wood degradation by Basidiomycetes in the Esca complex of grapevine

Thèse en cotutelle Franco-italienne entre l’Université de Florence et l’Université de Haute-Alsace.

Thèse soutenue le 4 juillet 2025 à Florence

Directeurs de thèse : Pr. Christophe BERTSCH, UHA et Pr. Laura MUGNAI, Université de Florence

Composition du jury de thèse :

• Prof. Antonia Carlucci, Università di Foggia (Examinateur)
• Prof. REY Patrice, Université de Pau et des Pays de l’Adour (Examinateur)
• Prof. EICHMEIER Ales, Mendel University (Examinateur)
• Dr. FARINE Sibylle, Université de Hatue-Alsace (Co-Encadrante de thèse)
• Prof. REGO Maria Cecilia Nunes Farinha, Technical University of Lisbon (Rapporteur)
• Prof. KANETIS Loukas, Cyprus University of Technology (Examinateur, Rapporteur)

Résumé :

Les complexes de champignons associés à l’Esca (ECD) sont largement répandus dans les régions viticoles du monde entier, représentant une menace sérieuse pour la viticulture moderne. Le rôle des basidiomycètes dans l’apparition des symptômes foliaires a récemment été reconsidéré, mettant en évidence un lien entre la réduction de ces symptômes et la présence de Fomitiporia mediterranea dans les vignes. Ce pathogène est considéré comme l’agent principal de la dégradation du bois de la vigne dans le bassin européen et est le champignon de pourriture blanche le plus étudié sur la vigne. Cependant la présence au niveau mondiale de l’ECD nécessite d’élargir le modèle d’étude, et de prendre en compte d’autres champignons lignivores associés à la vigne, moins connus que F. mediterranea.

Le fait que la dégradation du bois ait un rôle à jouer dans le développement des symptômes foliaires fait partie parties des hypothèses les plus soutenues à l’heure actuelle. Cela rend indispensable l’étude des mécanismes biomoléculaires sous-jacents à cette dégradation pour comprendre l’étiologie de l’ECD. Faisant écho à la récente réévaluation de la distinction entre les champignons de pourriture brune et blanche, le premier axe d’étude de cette thèse visait à explorer les capacités de dégradation non enzymatique de F. mediterranea.

Pour combler le manque de connaissances sur d’autres espèces fongiques et identifier des points communs parmi les agents de pourriture blanche, une investigation des capacités de dégradation de F. capensis (Afrique du Sud), F. australiensis (Australie), F. langloisii, F. polymorpha, Tropicoporus texanus et Inonotus vitis (Amérique du Nord), ainsi que Stereum hirsutum (Europe), a été menée. Les analyses se sont concentrées sur l’activité enzymatique lignocellulolytique et la mise en oeuvre potentielle de mécanismes non enzymatiques par ces champignons. De plus, une analyse des caractéristiques phénotypiques de la collection de champignons, tels que l’identification de la température optimale de croissance et la capacité de dégradation du bois de vigne, a été conduite in vitro.

En conditions de cultures pauvres en nutriments, il a pu être mis en évidence que F. mediteranea produisait des composés de faible poids moléculaire (LMWC) permettant la réalisation de toutes les étapes du mécanisme de Fenton médié par chélateur (CMF). Ces étapes incluent l’acidification de l’environnement, la réduction du fer ferrique, la production de peroxyde d’hydrogène et la génération de radicaux hydroxyles. Il est important de noter que cette capacité a pu être démontrée chez tous les agents de pourriture blanche étudiés. Toutes les fractions de LMW issues du sécrétome de ces champignons ont permis de déclencher la mise en place d’un mécanismes CMF et d’induire la production de radicaux. Les analyses de l’activité lignocellulolytique des sécrétomes fongiques ont révélé une faible activité peroxydase, suggérant que le mécanisme CMF permet la mise en place d’un processus de dégradation secondaire, agissant potentiellement de façon synergique avec le pool enzymatique.

Cette étude apporte de nouvelles connaissances sur les stratégies de dégradation des agents de pourriture blanche associés à l’ECD, offrant de nouvelles perspectives pour étudier la symptomatologie de l’ECD et développer des stratégies de contrôle ciblées. Les résultats soulignent l’importance de considérer le rôle potentiel du mécanisme CMF dans le développement de l’ECD. Cette compréhension pourrait être appliquée aux stratégies de contrôle. En effet, perturber les différentes phases du mécanisme CMF pourrait représenter une nouvelle stratégie de lutte contre les agents de l’ECD. Les recherches futures devraient se concentrer sur des études in planta pour évaluer davantage le rôle de la dégradation du bois dans le développement des symptômes de l’ECD.