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Les truffes, quand un produit de luxe fait l’objet de nombreuses recherches

Agriculture - Avril 2010


Ascocarpe (ou fructification) de la truffe noire du Périgord (Tuber melanosporum) ou "Diamant noir". Vue externe et en coupe montrant le réseau des veines noires fertiles (spores) et des veines blanches stériles.
© Inra, J. Guineberteau
Qu’elles soient noire du Périgord, musquée, Mayenque, de Bourgogne, de Lorraine ou d’Alba, les truffes savent ravir les palais des gourmets. Francis Martin et Claude Murat-Furminieux, centre Inra de Nancy, nous content quelques uns de leurs secrets

 

Qu’entend-t on par truffe ?

 

par F. Martin et C. Murat-Furminieux

La truffe est la structure reproductive, ou fructification, d'un champignon Ascomycète hypogé du genre Tuber qui vit en symbiose avec les arbres (chêne, noisetier, mais aussi charme, tilleul...). Les filaments souterrains du champignon constituent un réseau mycélien dense explorant le sol, mais qui s'insinuent également entre les cellules des radicelles formant une structure mixte appelée mycorhize. Le champignon symbiotique est nécessaire à la nourriture hydrominérale de l'arbre tandis que ce dernier fournit au champignon des sucres issus de la photosynthèse.

La période normale de maturité pour la truffe noire du Périgord (Tuber melanosporum) s’étend de début décembre à fin mars alors que pour la truffe blanche d’Alba (T. magnatum) elle va de fin septembre à fin décembre. Si certaines truffes sont particulièrement appréciées des gourmets depuis l'Antiquité, toutes les espèces de truffes ne sont pas également recherchées par les ramasseurs de truffes ou caveurs. Le nom de truffe est aussi donné à d’autres espèces de champignons souterrains qui n’ont pas de valeurs gastronomiques.
Les propriétés aromatiques de la prestigieuse truffe noire du Périgord lui confèrent une forte valeur économique. Toutefois, au sein de l’espèce T. melanosporum, de fortes variations dans les propriétés organoleptiques sont observées selon les régions de récolte et la nature des sols.


Quelle est l’origine des variations organoleptiques de la truffe ?

 
L’examen des empreintes génétiques réalisées sur une centaine de populations de truffe noire du Périgord, récoltées sur l’ensemble de la zone de production (France, Italie et Espagne), révèle l’existence de plusieurs centaines de génotypes différents ayant une répartition géographique très variable. La migration postglaciaire des populations de truffes expliquerait la répartition géographique actuelle. En effet, l’analyse phylogéographique, basée sur les distances génétiques et géographiques entre les différents génotypes, suggère que les populations de truffe noire ont recolonisé la France, depuis des refuges glaciaires en Italie et en Espagne, après les dernières glaciations (>10 000 ans) via plusieurs routes de migration. De l’Italie, des populations auraient colonisé les régions calcaires de Provence, puis la vallée du Rhône et auraient atteint la limite actuelle de la zone de distribution, la Lorraine. D’autres populations auraient diffusé de Provence via le Roussillon et le Languedoc jusqu’au Périgord et aux Régions Atlantiques. Une origine ibérique de certaines populations est vraisemblable. Ces voies de migration recoupent celles connues pour les chênes, suggérant que la truffe a accompagné son hôte favori lors de la recolonisation postglaciaire. Une nouvelle série d’analyses confirme que le sud de l’Espagne et de l’Italie ont été des refuges lors des glaciations.
La forte variabilité génétique de la truffe noire du Périgord mise en évidence par l’étude de son génome et la structuration génétique des populations de cette espèce relancent le débat sur l’origine des variations organoleptiques des fructifications. Au delà du degré de maturité de la fructification qui joue un rôle prépondérant dans la composition du cocktail aromatique complexe libéré par la truffe, les caractéristiques génétiques du champignon pourraient bien se révéler aussi importantes que la nature du sol où se développe ce champignon.

Comment peut-on obtenir des truffes ?


La truffe est connue depuis l'Antiquité. Au 18ème siècle, on l'obtient en semant des glands d'arbres truffiers. Mais ce n'est que dans les années 1970 que l'Inra met au point les techniques d'inoculation de l'arbre hôte par le champignon. De jeunes arbres sont repiqués dans des conteneurs contenant de l'inoculum (spores de truffe) et remplis d'un substrat artificiel fertilisé compatible avec la mycorhization et le développement de l'arbre. Ce savoir-faire a fait l'objet de licences avec deux pépiniéristes, la société Agri-Truffe et les pépinières Robin. Aujourd'hui, 90 % de la production de truffe noire du Périgord provient de la trufficulture. Cette dernière assure la quasi-totalité de la production lors des périodes de sécheresse telles que celles que nous avons subies ces dernières années.
Malgré les progrès techniques, un des principaux problèmes de la trufficulture est l'irrégularité de la production. Pour maîtriser cette production de truffe, il faut disposer de truffières expérimentales où l'on peut contrôler chacun des partenaires : la souche de truffe, mais aussi l'arbre-hôte producteur. Les chercheurs de l'Inra s'efforcent d'obtenir des plants truffiers homogènes en reproduisant les meilleurs producteurs par multiplication végétative. Les premières truffes issues de plants de noisetiers et de chênes obtenus par cette méthode commencent à apparaître sur les parcelles expérimentales. On pourra ainsi vérifier l’importance de la provenance des inocula de truffes, mais aussi l’intérêt d’utiliser les plants les plus performants.
 

Comment concilier variations de la production de truffes et enjeux économiques sans évoquer les fraudes ?


Avec la plantation annuelle de quelques 300 000 arbres truffiers, soit 1000 à 1200 hectares, la production de truffe s’est maintenant stabilisée entre 30 et 50 tonnes en France. Il faut savoir qu’elle était de plus de 1000 tonnes à la fin du 19ème siècle. 

Récolte de Tuber melanosporum sous un chêne centenaire, à côté de Gap (Hautes-Alpes).
© Inra, J. Chevalier.
Récolte de Tuber melanosporum sous un chêne centenaire, à côté de Gap (Hautes-Alpes). © Inra, J. Chevalier.
 
La sécheresse et les fortes chaleurs des dernières années ont été particulièrement défavorables et seules les plantations équipées d’un système d’irrigation continuent à produire. Mais ces systèmes d’irrigation sont coûteux et pas toujours possibles à mettre en place. D'autres facteurs peuvent intervenir, comme la qualité des sols ou la compétition entre champignons mycorhiziens. Les espèces de truffes nobles mises en culture, telles la truffe noire du Périgord ou la truffe de Bourgogne (T. uncinatum) sont parfois remplacées par des espèces à fort pouvoir colonisateur comme la brumale (T. brumale) ou éventuellement la truffe de Chine (T. indicum). Bien qu’à notre connaissance cette dernière n’ait pas encore été implantée en France. Ces compétitions souterraines sont d'autant plus dommageables que ces dernières espèces ont un intérêt gastronomique moindre et que ce n'est qu'au bout de 4 à 5 ans de culture, quand les premières truffes apparaissent, que le trufficulteur constate les mélanges ou les substitutions d'espèces. Sur les marchés, la fraude la plus fréquente consiste à substituer la truffe de Chine ou la brumale à la truffe du Périgord. Extérieurement, toutes ces truffes se ressemblent beaucoup : " un tubercule charnu couvert d'une espèce de croûte dure, chagrinée et gercée à sa superficie ", d'après une description de 1711.
La truffe est invisible à l'œil nu à sa naissance au printemps. Elle grossit en été et en automne, et mûrit en hiver. C'est au cours de cette maturation pendant laquelle la chair se remplit de spores, que la truffe développe ses arômes et acquiert sa pigmentation brun noirâtre caractéristique. Les truffes immatures vendues frauduleusement sont blanches ou grises et artificiellement colorées par divers procédés dont le brou de noix.
 
L'Inra et le CNRS, soutenus par le Centre technique interprofessionnel des fruits et légumes (CTIFL) et des fonds européens, ont développé un test de diagnostic moléculaire, en collaboration avec le laboratoire de la Direction générale de la concurrence, de la consommation et de la répression des fraudes (DGCCRF, Bordeaux). Il est basé sur l'analyse d'un fragment d'ADN ribosomal permettant de déterminer l'espèce de truffe sans ambiguïté. Ce test réalisable en quelques heures est utilisé en routine depuis quelques années sur tous les types de produits à base de truffe, crus ou cuits. Les marqueurs génétiques issus de l’analyse du génome permettent d’étendre ce typage moléculaire à la reconnaissance de souches de différentes origines géographiques.
En effet, le séquençage complet du génome de la truffe noire du Périgord a permis le développement d’outils de diagnostic à haut débit du polymorphisme génétique de ce produit réputé. Le séquençage de l’ADN a permis d’identifier plusieurs milliers de marqueurs génétiques répartis sur tout le génome. Une dizaine est actuellement utilisée afin de constituer un fichier d’empreintes génétiques d’une quarantaine de populations de T. melanosporum provenant d’Italie, d’Espagne et de France. 
 

Aujourd’hui, que représente, dans ce contexte, le séquençage du génome de la truffe noire ?
 


Fruit de cinq années de travail, le premier décryptage du génome d’un champignon comestible, la truffe, est achevé. Conduit par un consortium franco-italien de 50 scientifiques, coordonné par l’Inra, le séquençage du génome de T. melanosporum a été réalisé en 2007 au Génoscope, Evry (91) à partir d’une lignée issue d’une truffe récoltée en Provence. Les étapes complémentaires de mise en forme du séquençage brut initial se sont poursuivies pendant deux ans par une analyse fine et détaillée du génome de ce champignon par des laboratoires français et italiens. Ces travaux sont complétés par l’étude des gènes exprimés lors de la formation de la truffe et de la symbiose mycorhizienne au niveau des racines de l’arbre.
Le génome de la truffe, le plus grand connu chez les champignons, comprend 125 millions de paires de bases. Cette taille remarquable s’explique par la présence de séquences répétées (58 %) dont l’impact sur la diversité de l’espèce est en cours d’étude. Le génome contient 7 500 gènes codant pour des protéines dont environ 6 000 sont similaires aux gènes d’autres champignons. Toutefois, plusieurs centaines de gènes sont uniques à la truffe et jouent un rôle fondamental dans la formation du champignon et de la symbiose avec la plante-hôte.
 
Le mode de vie symbiotique adopté par la truffe est partagé par des milliers d’espèces de champignons ; il est apparu une vingtaine de fois au cours de l’évolution des Mycètes car il présente des avantages sélectifs indéniables, tel l’accès aux sucres de la plante-hôte. On ignorait les mécanismes génétiques permettant l’établissement de la symbiose. Une hypothèse, partagée par de nombreux scientifiques, évoquait une convergence évolutive des facteurs symbiotiques et l’existence d’une « boite à outils moléculaires » commune à l’ensemble des champignons ectomycorhiziens. Au contraire, la comparaison des génomes des champignons symbiotiques, le Laccaire et la Truffe, révèle que la symbiose a évolué en suivant des chemins très différents chez ces deux espèces. Le génome du Laccaire se caractérise par un répertoire complexe de plus de 19 000 gènes, riche en familles multigéniques spécifiques dont l’expression est induite par la symbiose. Plusieurs de ces gènes codent des protéines secrétées, chargées d’établir un dialogue moléculaire entre les deux partenaires, ainsi que de nombreux transporteurs membranaires assurant un flux de nutriments au sein de l’organe symbiotique. La symbiose nécessiterait donc un jeu de gènes complexe afin de s’adapter aux multiples situations rencontrées par le mycélium colonisant le sol, la litière forestière et, enfin, la racine de l’hôte. L’étude du génome de la truffe bouleverse ces conclusions initiales. En effet, son répertoire de gènes est réduit, ne codant que 7500 protéines avec un nombre très restreint de familles multigéniques. Lors de l’établissement de la symbiose entre truffe et noisetier, le mycélium colonisant la racine n’utilise pas les protéines de signalisation employées par le Laccaire pour dialoguer avec son hôte. Au contraire, la truffe sécrète de nombreuses enzymes hydrolytiques et se fraie un passage « en force » entre les cellules de son hôte en digérant sa paroi. En d’autres termes, là où le Laccaire favorise le dialogue diplomatique avec son hôte, la Truffe a un comportement guerrier. Cette génomique comparative suggère qu’au cours de l’évolution différentes « boites à outils moléculaires » ont été sélectionnées pour permettre l’établissement de la symbiose.
 
Le mode de reproduction de la truffe fait débat depuis des décennies. Certains la considéraient même comme une espèce clonale avec une activité sexuelle réduite.


Mycélium en forme de soies ornant les mycorhizes de truffe blanche du Piémont.
© Inra, J. Chevalier.
 
L’étude de son génome bouleverse cette vision. En effet, les gènes contrôlant la reproduction sexuée sont désormais identifiés. Il existe bien des individus «mâles » et des individus « femelles » (espèce hétérothallique) dans les sols des truffières et la fusion de mycélium de sexe opposé est indispensable à la reproduction aboutissant à la formation de la structure produisant les spores, la truffe. Une truffe aromatique est indispensable à la dispersion des spores ainsi produites. En effet, le cocktail complexe de composés volatiles synthétisés par la truffe a un pouvoir attractif irrésistible vis-à-vis des humains, mais aussi des animaux qui l’avalent et dispersent ainsi les spores. La truffe est bien à l’origine de ce cocktail aromatique complexe grâce à un arsenal d’enzymes dont l’activité est fortement stimulée lors de la formation de la structure reproductive.
Enfin, l’analyse du génome a confirmé l’absence de composés allergéniques et de mycotoxines chez ce champignon. L’étude des gènes exprimés lors de la formation de la truffe a mis en évidence la forte activité des voies de biosynthèse des composés soufrés volatiles et des aldéhydes contribuant aux arômes si appréciés du « diamant noir ». Cette connaissance des caractéristiques génétiques de la production d’arômes favorisera la sélection de souches de truffes aux qualités organoleptiques optimales et la mise au point d’outils de diagnostic permettant de guider objectivement le choix des trufficulteurs.
 
L’étude du génome de la Truffe a généré des conclusions inattendues sur la biologie de ce champignon, mais fournit également des informations et des outils indispensables à une meilleure compréhension de l’écosystème « truffière ». A titre d’exemple, l’identification de centaines de marqueurs génétiques dans le génome, tels que les microsatellites, permet désormais de suivre le devenir de la souche inoculée dans la truffière : sa persistance ou, au contraire, son élimination par les truffes compétitrices (ex. : T. brumale) et l’impact de la conduite de la truffière sur cet équilibre entre truffe introduite et truffes autochtones. Ces mêmes marqueurs génétiques pourraient également favoriser la mise en place d’indications géographiques protégées (IGP) pour les régions fières de leurs « truffes de terroir ». Un monitoring rigoureux du sexe des truffes introduites et récoltées serait l’assurance d’un brassage génétique favorisant la diversité des produits de la truffière. Nous espérons ainsi favoriser une meilleure gestion des truffières afin de maintenir, voire d’améliorer, la récolte des truffes.

Francis Martin est directeur de recherche, Claude Murat-Furminieux est ingénieur de recherche dans l’unité  mixte de recherche Inra Université Henri Poincaré Interactions arbres/micro-organismes du Centre Inra de Nancy. Cette unité est rattachée au département Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques.
L'UMR1136 IaM développe une large gamme d'approches complémentaires afin d'explorer la génétique, la physiologie et l'écologie des arbres forestiers et des micro-organismes associés, champignons symbiotiques, agents pathogènes et bactéries rhizosphériques. Les thèmes de recherche de l'unité sont 
  • Écologie, Microbiologie et Pathologie forestière dans laquelle travaille C Murat-Furminieux
  • Interactions microbiennes dans la rhizosphère
  • Approches cellulaires et moléculaires des interactions arbre-champignons dont l’activité est dirigée par F Martin
  • La mycorhization contrôlée et les actions finalisées.

 

Date de création : 04 Mai 2010
Date de dernière mise à jour : 20 Mai 2010

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