La génétique et l’épigénétique : Les secrets de la culture des champignons

La culture des champignons comestibles et médicinaux est une activité en plein essor, que ce soit à des fins gastronomiques, thérapeutiques ou pour la recherche scientifique. Comprendre les concepts de génétique et d’épigénétique est essentiel pour optimiser cette culture et obtenir les bons résultats avec les bonnes souches de champignons. Dans cet article, nous explorerons les bases de la génétique et de l’épigénétique et leur application dans la culture des champignons.

Génétique des champignons : notions de base

La génétique étudie l’hérédité, c’est-à-dire ce qui perdure d’une génération de champignon à une autre, et la variation des caractères biologiques, au sein de la même espèce.

Influence de la reproduction sexuée sur la génétique

On peut créer des souches de champignons par sélection de nouvelles génétiques, à partir de spores, générant une reproduction sexuée, qui va mélanger deux patrimoines génétiques, d’un papa et d’une maman champignon, pour en créer un nouveau bébé champignon.

Il existe plusieurs types de reproduction sexuée comme l’homothalisme et l’hétérothalisme, mais je ne les développerai pas ici.

Chez les champignons, la génétique influence des caractéristiques telles que la taille, la saveur, les propriétés médicinales, etc. C’est cette variabilité génétique qui fait que les individus issus d’une reproduction sexuée sont légèrement différents en eux.

Ces nouvelles souches sont ensuite sélectionnées à travers des processus de culture et de test en fonction des caractéristiques à retenir.

Par exemple, la génétique du shiitaké a été sélectionnée pour améliorer sa production dans différentes conditions, c’est pour cela qu’il existe plusieurs souches de la même espèce Lentinula edodes, adaptée à des environnements froids, tempérés ou encore chauds.

Autre exemple, des souches de champignons Pleurotus ostreatus ont été sélectionnées pour leur capacité à produire des quantités élevées de bêta-glucanes, et de polysaccharides aux propriétés immunostimulantes.

Les gènes expriment le contenu du patrimoine génétique
Représentation artistique abstraite de la double hélice d’ADN et d’une souche de champignon

Influence de la reproduction asexuée sur la génétique

Par contre, lorsque vous bouturez ou que vous clonez un champignon frais dans une boite de pétri, vous récupérez exactement le même patrimoine génétique. C’est une reproduction asexuée, c’est-à-dire que le mycélium qui va se développer sur votre gélose sera finalement génétiquement exactement le même que le champignon d’où il provient.

Attention à bien conserver vos souches de champignons, si vous pratiquez la méthode du clonage. Les cultures mères doivent être conservées propre de la génétique originelle pour continuer à produire la même qualité de champignons. Car, comme tous les organismes vivants issus d’une reproduction sexuée, le nombre de divisions cellulaires est limité, donc de clonage également.

Plus on se rapprochera de cette limite, plus la qualité génétique de la souche de champignon se dégradera, pour finir par être improductive.

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Comprendre l’expression du patrimoine génétique des champignons

Synthétiquement, toutes les informations concernant nos souches de champignons sont conservées dans leurs gènes, ce sont des unités d’informations constituées d’ADN, situées sur les chromosomes, qui sont eux-mêmes contenus dans les cellules, cellules qui forment les organismes fongiques.

Alors finalement, comment s’exprime le patrimoine génétique d’un champignon ? Pour le comprendre, prenons l’exemple d’un seul gène qui produit un composé médicinal X.

l'adn contient toute les informations génétiques du champignon
Représentation artistique de la double hélice d’ADN

Pour commencer, on peut comparer ce gène à un livre dans une bibliothèque, qui contient des instructions pour créer le composé médicinal X. La bibliothèque étant l’ensemble du patrimoine génétique du champignon.

Pour lire le livre, on doit d’abord faire une copie de la page pertinente en utilisant une photocopieuse, c’est ce que l’on appelle la transcription. Elle va copier l’ADN du gène, en une autre forme d’ADN, que l’on appelle ARN messager. L’ARN messager est donc notre photocopie.

Ensuite, on amène cette photocopie à un traducteur qui peut lire et comprendre la langue dans laquelle elle est écrite, ce traducteur, c’est une unité moléculaire que l’on appelle le ribosome.

Le traducteur utilise les instructions de la page pour assembler les ingrédients nécessaires (par exemple des acides aminés) et créer le produit final, qui est notre composé médicinal X.

De cette même façon, l’information génétique est transmise et utilisée pour construire tous les constituants des cellules et de tous les organes du champignon.

Pour ce qui est de l’activation d’un gène, elle peut être induite par exemple avec un signal de l’environnement, comme l’humidité ou la chaleur, ou bien le signal d’un autre gène produisant par exemple une protéine dans le champignon lui-même.

Épigénétique des champignons : un niveau supplémentaire de régulation

L‘épigénétique étudie comment l’expression des gènes chez les champignons peut changer sans modifier leur ADN.

Plus simplement, l’épigénétique permet par exemple d’expliquer pourquoi la même souche de champignon va produire beaucoup de composés médicinaux X dans un cas, et pourquoi elle va produire peu de ce composé dans un autre cas.

La génétique et l'épigénétique sont très importante dans la culture des champingons
Représentation artistique abstraite de la double hélice d’ADN et d’une espèce de champignon.

Ces modifications sont dues à des mécanismes tels que la méthylation de l’ADN, ou les modifications des histones. En gros, il y a de nouvelles choses qui viennent se greffer, ou s’enlever de l’ADN ou de certaines structures qui le contrôlent. Ces modifications épigénétiques peuvent avoir plusieurs origines :

  • Facteurs environnementaux : Les conditions environnementales telles que la température, l’humidité, la disponibilité des nutriments. Ces modifications peuvent aider les champignons à s’adapter à leur environnement et à survivre dans des conditions difficiles.
  • Interactions avec d’autres organismes : Dans la nature, les champignons interagissent avec divers organismes, tels que les plantes, les bactéries et les autres champignons. Ou encore des contaminants en culture contrôlée. Ces interactions peuvent influencer l’épigénétique fongique en modifiant l’expression des gènes impliqués dans la communication, la compétition ou la symbiose avec d’autres organismes.
  • Stress chimique : L’exposition à des substances chimiques, telles que les métaux lourds, les pesticides ou les antibiotiques, peut provoquer des changements épigénétiques chez les champignons. Ces changements peuvent aider les champignons à développer une résistance à ces substances ou à les dégrader.
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Les facteurs épigénétiques peuvent donc modifier les caractéristiques des champignons, comme la production de notre molécule X, sans changer leur patrimoine génétique !

Conclusion

La génétique et l’épigénétique sont des notions clefs pour comprendre le comportement de vos cultures de champignons et pour pouvoir y répondre de manière adaptée. Soit en créant de nouvelles souches plus adaptées à vos besoins, soit en modifiant l’environnement de vos champignons pour obtenir le meilleur de la génétique existante.

Merci d’avoir lu cet article, si vous avez des questions sur la génétique ou l’épigénétique des champignons, n’hésitez pas à nous laisser un commentaire ! 🙂

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