Article rédigé par Hélène Schaefli et Souheyla Khechmar, INRAE Grand Est Colmar

Les équipes de Provibe et Servir ont présenté 3 posters :

• « La multi-infection des betteraves : quel impact sur la transmission des virus par les pucerons ? » par Hélène Schaefli, INRAE Grand Est Colmar
• « Impact de la co-infection des betteraves par le BYV et le BChV sur la localisation et la transmission des virus » par Souheyla Khechmar, INRAE Grand Est Colmar
• « Caractérisation des interactions entre Myzuspersicae et le BMYV » par Emmanuel Jacquot et Thomas Armand, INRAE Montpellier

Les auteurs vous résument ci-dessous le contenu de leurs posters.

La multi-infection des betteraves : quel impact sur la transmission des virus par pucerons ?

La multi-infection de la betterave est une réalité au champ et les quatre virus responsables des jaunisses (BChV, BMYV, BYV, BtMV) peuvent se retrouver ensemble dans une même plante. Ces virus sont tous transmis par un même vecteur, le puceron vert Myzuspersicae, selon des modes différents définis en fonction du site d’accrochage et du temps de rétention du virus dans le puceron.

Afin (i) d’évaluer si un seul puceron peut acquérir et transmettre simultanément les 4 virus et (ii) d’analyser l’impact de la présence des 4 virus dans la plante sur leur transmission par puceron, des tests de transmission ont été réalisés au laboratoire à partir de plantes infectées par les 4 virus. Après une acquisition des pucerons sur ces plantes multi-infectées, les pucerons ont été individuellement déposés sur des betteraves non-infectées qui ont été analysées 3 semaines plus tard par un test ELISA, ou un test moléculaire pour différencier le BMYV et le BChV. Cette expérience a été répétée deux fois pour un total de 91 plantes inoculées individuellement par un puceron (Figure 1).

Figure 1 : Représentation graphique du protocole de transmission des virus à partir de plantes infectées par les 4 virus, chacun étant représenté par un figuré différent. Les 15 combinaisons possibles dans les plantes test sont indiquées ainsi que la prévalence observée des virus dans les plantes test.

Sur les 91 plantes test inoculées, 50 sont infectées par au moins un virus. Une seule plante est infectée par le BtMV, mais celui-ci est en présence du BYV. Aucune plante n’est infectée par les 4 virus ce qui indique qu’un seul puceron n’est pas capable d’acquérir et de transmettre simultanément les 4 virus. Une analyse de la prévalence virale théorique, avec l’hypothèse d’une indépendance des occurrences, et de la prévalence observée au laboratoire a été réalisée sur les 49 plantes, en faisant abstraction de la seule plante comportant du BtMV (Figure 2). La Figure 2 montre que la combinaison BMYV+BYV se retrouve à une fréquence comparable à celle attendue (30,6% observée contre 37,1% attendue). La combinaison BChV+BYV est retrouvée à une fréquence plus faible que celle attendue (18,4% observée contre 31,6% attendue) suggérant un mécanisme d’antagonisme pour la transmission simultanée de ces deux virus. A l’inverse la co-infection BChV+BMYV se retrouve plus fréquemment qu’attendue (38,8 % observée contre 25,9 % attendue). Ce dernier résultat questionne l’existence d’un mécanisme de facilitation entre ces 2 virus déjà observé au laboratoire. Ces effets d’antagonisme et de synergie entre les virus semblent se compenser, expliquant que la fréquence observée de triple infection BMYV+BChV+BYV est similaire à la fréquence attendue (18,4 % observée contre 17,4 % attendue).

Figure 2 : Prévalences virales théoriques ou observées dans les plantes test inoculées avec les pucerons s’étant nourri sur des plantes infectées par les 4 virus. Les prévalences théoriques ont été calculées à partir des résultats présentés sur la Figure 1.

Ces résultats montrent dans des conditions de laboratoire que la multi-infection n’est pas neutre sur la transmission des virus par les pucerons, ce qui pourrait avoir des conséquences sur la dissémination des virus au champ.

Impact de la co-infection des betteraves par le BYV et le BChV sur la localisation et la transmission des virus

Le beet yellows virus (BYV) et le beet chlorosis virus (BChV) sont deux virus majeurs responsables de jaunisses sur la betterave. Dans cette étude, nous avons analysé l’effet de l’infection simultanée de betteraves par ces 2 virus sur leur localisation dans la plante, et leur transmission par puceron. Ces deux virus phloémiens infectent les mêmes tissus dans la plante, mais leur présence simultanée dans les mêmes cellules ou des cellules différentes n’a jamais été analysée.

Figure 1 : Effet de la co-infection de la betterave par le BYV et le BChV sur leur localisation tissulaire. La technique d’hybridation in situ (SABER-FISH) développée au laboratoire pour la détection des virus de la betterave permet de localiser les génomes viraux dans les cellules de racines de betterave. L’utilisation de molécules fluorescentes permet de visualiser le génome du BChV en rouge et celui du BYV en vert. La coexistence des deux génomes dans une même cellule est révélée par la couleur jaune.

L’analyse microscopique montre la coexistence des deux virus, BChV et BYV, dans les mêmes cellules des plantes co-infectées (Figure 1). Cette co-localisation pourrait potentiellement conduire à des modifications de l’accumulation des deux virus par des mécanismes de synergie ou d’antagonisme, avec un effet ultime sur la transmission des virus par les pucerons.

Figure 2 : Effet de la co-infection de la betterave par le BYV et le BChV sur la transmission des virus par puceron. Les histogrammes représentent le % de plantes infectées après acquisition des pucerons sur des plantes infectées seulement avec le BYV (encart à gauche), seulement avec le BChV (encart central) ou co-infectées par le BChV et le BYV (encart à droite). Pour l’acquisition à partir de plantes co-infectées, les % attendus de plantes infectées par l’un ou l’autre des virus sont comparés aux % observés. Trois expériences indépendantes (Exp.) ont été conduites en conditions contrôlées. Pour chaque modalité le nombre total de plantes analysées est de 45. L’infection des plantes a été évaluée par un test ELISA.

La transmission des virus à partir de plantes co-infectées par le BYV et le BChV montre une transmission plus efficace du BYV seul (73%, 66% et 66% de plantes obtenues avec seulement ce virus contre 24%, 36% et 39% de plantes attendues). La transmission du BChV seul n’est que peu affectée par la présence du BYV (13%, 13% et 7% de plantes obtenues contre 18%, 16% et 9% de plantes attendues). Par contre, la transmission simultanée des deux virus à partir de plantes co-infectées est réduite (7%, 20%, 13% de plantes co-infectées obtenues contre 49%, 24% et 44% de plantes attendues).

La co-infection des betteraves avec le BYV et le BChV conduit donc à une plus forte transmission du BYV seul. Dans une étude réalisée en plein champ avec nos partenaires de l’Institut Technique de la Betterave, nous avons observé que ce virus est le plus dommageable pour les betteraves, entrainant une baisse significative du poids du pivot et de la richesse en sucre.

Ces deux études montrent que les virus de la betterave n’évoluent pas de manière indépendante dans une betterave multi-infectée. Nous avons observé une modification de l’efficacité de transmission de ces virus et cet effet pourrait être dû à une charge virale altérée dans les plantes multi-infectées. La composition métabolique de la plante multi-infectée pourrait également être modifiée, impactant le comportement alimentaire du puceron et favorisant ainsi l’acquisition de l’un ou l’autre des virus. Les études sont poursuivies au laboratoire pour analyser les interactions entre ces virus, et entre les virus et leur vecteur, afin de comprendre les mécanismes responsables de ces modifications de la transmission.