Une étude, dont les résultats intitulés «Convergent losses of decay mechanisms and rapid turnover of symbiosis genes in mycorrhizal mutualists» ont été publiés dans la revue Nature Genetics, a permis, grâce au séquençage de nouveaux génomes de champignons symbiotiques mycorhiziens, de reconstruire l'histoire évolutive de ces champignons associés aux plantes depuis leur origine et d'identifier les mécanismes clés de la symbiose.

Afin d'identifier «les processus évolutifs qui ont conduit à l’apparition des champignons mycorhiziens dans toutes les forêts du globe il y a plus de 200 millions d'années», cette étude a d'abord «séquencé et analysé 13 nouveaux génomes de symbiotes mycorhiziens» sélectionnés «pour leur importance économique (bolet, pisolithe) ou culturelle (amanite tue-mouche)».

Ces génomes ont été ensuite comparés à ceux «des champignons mycorhiziens déjà séquencés, Laccaria bicolor, la Truffe noire du Périgord et le champignon à arbuscules, Rhizophagus irregularis, ainsi qu'à 33 génomes de champignons décomposeurs» et l’arsenal de dégradation enzymatique de ces champignons», avec, en particulier, «les différentes familles de gènes impliqués dans la dégradation du composant majeur du bois, la lignocellulose», a été caractérisé.

Une forte corrélation est alors apparue «entre le répertoire de gènes impliqués dans la décomposition de la lignocellulose (cellulases, ligninases) et les styles de vie (pourriture blanche, pourriture brune ou symbiote mycorhizien)».

Cette analyse phylogénomique «révèle également que la symbiose mycorhizienne est apparue indépendamment dans toutes les lignées principales des champignons par convergence évolutive soulignant ainsi son succès évolutif».

A partir de ces éléments, «un scénario expliquant l’évolution des principaux groupes de champignons forestiers au cours des dernières 300 millions d’années» a été proposé, qui stipule que «les premiers champignons xylophages auraient été des agents de la pourriture blanche équipés d’un arsenal important d’enzymes de dégradation de la lignine et de la cellulose».

Par la suite, ces espèces ancestrales auraient évolué «vers les agents de la pourriture brune capables de dépolymériser la lignine par des réactions chimiques d’oxydo-réduction et de consommer ensuite la cellulose».

En dernier lieu, des pourritures blanches ou brunes auraient établi des mécanismes de communication (avec des protéines «capables de contrôler les défenses immunitaires de la plante, condition indispensable à la colonisation massive de la racine») «afin de dialoguer avec les racines des arbres et établir ainsi des relations symbiotiques avec elles». Ces nouvelles espèces mutualistes, «capables d'utiliser les sucres simples de leur hôte», se seraient débarrassé «de leur coûteux arsenal de dégradation enzymatique par érosion génomique».

Cette étude, qui apporte «un éclairage nouveau sur l'histoire évolutive de deux guildes majeures de champignons forestiers, les décomposeurs et les symbiotes mutualistes» devrait faciliter les recherches relatives à l'impact des changements globaux sur les services écosystémiques assurés par ces champignons du sol.