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Recombination, pseudorecombination and
synergism of geminiviruses are
determinant keys to the epidemic of severe
cassava mosaic disease in Uganda
J.S. Pita, V.N.Fondong, A.Sangaré, W.Otim-Nape, S.Ogwal and
C.M.Fauquet
Journal of General Virology, 2001
Mosaïque du manioc (CMD)
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Principale maladie causant des pertes importantes
Répartition géographique: Afrique et Inde
Symptomatologie : malformations, distorsions du limbe,
couleur jaunâtre
Transmission : dissémination des boutures, mouche blanche
Moyens de lutte : sélection de boutures saines, insecticide
Bemisia tabaci
Mosaïque du manioc (CMD)
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Agent causal : virus émergeant des plantes geminivirus
• 4 virus: ACMV(African Cassava mosaic Virus)
EACMV/ICMV/SACMV
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Virus à ADN circulaire simple brin non enveloppé bipartite, encapsidé
2 segments A et B possédant une région commune CR à forte
homologie:
• A = P réplication et encapsidation viral
• B = 2P jouant un rôle dans la dissémination du virus à travers la
plante
Mosaïque du manioc (CMD)
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Épidémiologie :
• 1928 = 1 ère apparition de la CMD en Uganda
• 1933-1944 = sévères épidémies contrôlées
• 1988 = épidémie sévère progressant rapidement du nord vers le
sud => famines
Etude pcdte =>Corrélation entre la présence du nv virus recombinant
ACMV+EACMV et la sévérité de l’épidémie
Objectif de l’étude
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Meilleur compréhension des dynamiques de l’épidémie
A partir de l’observation des plantes récoltées ainsi que celles
obtenues en serres et des résultats de PCR et de southern blot
Recueil d’échantillons
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80 sites (sud ouest, centre et nord), 183 prélèvements
avec symptômes sévères (90%) et bénins
9 cultivars
Mouches blanches
1/Reproduction des symptômes dans un
environnement contrôlé
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70.5% de succès
L’échec de la culture n’est pas lié à la sévérité des symptômes
Seules les boutures développant les mêmes symptômes dans les 2
conditions de cultures sont conservées pour l’étude après 70 j
Les symptômes
≠ de sensibilité selon les
cultivars : 8 à 32% de
mort
léger
Sévère
2/Caractérisation moléculaire des
geminivirus par PCR
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Utilisation de primers
permettant d’amplifier le gène
codant pour CP
Nv geminivirus EACMV-UG3
Pas d’infection par ICMV et
SACMV en Uganda
8%
7%
9%
EACMV-UG2
48%
ACMV-UG
les 2
les 2+ EACMV-UG1
28%
EACMV-UG3
3/Relation entre CMV, sévérité des
symptômes et accumulation d’ADN
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Relation CMV/sévérité des
symptômes
• Action synergique entre les 2
espèces de virus
• Sélection du cultivar
Ebwanatereka pour la suite de
l’étude
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Reproduction des symptômes
chez N.benthamiana
• Extraction de sève puis
inoculation à ≠ concentrations,
contrôlée par PCR
• Selon le virus EACMV-UG2 et
ACMV-UG, sévérité des
symptômes ≠
3/Relation entre CMV, sévérité des
symptômes et accumulation d’ADN
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Relation accumulation ADN/sévérité des symptômes Southern blot
EACMV-UG2/Mld
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ACMV-UG +EACMV-UG2
EACMV-UG2/Svr
Il existe une relation positive entre l’accumulation d’ADN et la
sévérité des symptômes
4/Analyse des séquences d’ADN et
comparaison
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CP
• Séquences très proches
• Tous les EACMV-UG2 possèdent le même fragment recombinant
provenant de ACMV
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DNA-A
• Grande homologie de
Séquence pour chaque espèce
4/Analyse des séquences d’ADN et
comparaison
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Preuve que EACMV-UG3 provient d’une recombinaison
• Séquençage de ADN-B de EACMV-UG1 et -UG3 =>comparaison
du % d’identité de BC1 et BV1
• ACMV et EACMV = 2 espèces distincts
• BV1 a la plus grande variabilité entre les 2 espèces
• 97% d’homologie entre EACMV-UG1 et -UG3
BC1
BV1
4/Analyse des séquences d’ADN et comparaison
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% identité entre les CR de A et B
• 3 importants clusters EACMV, EACMV-UG3 et ACMV
• EACMV-UG2 et EACMV-UG3 = 60% d’homologie
• EACMV-UG3 provient d’une recombinaison avec une autre espèce
5/Existence de pseudorecombinaison naturelle
entre les différents geminivirus du manioc
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Dans la collection de plantes
• PCR, primers spécifiques
• JSP 017 et JSP 018 =>ACMV DNA-B
 Ts les ech contenant ACMV DNA-A ou ACMV DNA-A+EACMV-UG2
DNA-A possèdent aussi ACMV DNA-B
• Primers spécifiques de EACMV-UG3 et UG1
 Ts les ech contenant ACMV DNA-A ou ACMV DNA-A+EACMV-UG2
DNA-A possèdent aussi EACMV-UG3 DNA-B
Dans la collection de mouches
• PCR, même primers
• Présence de ACMV et EACMV-UG2
• Présence de mélanges
=>transmission est non spécifique
5/Existence de pseudorecombinaison naturelle
entre les différents geminivirus du manioc

Inoculation par biolistique de clones de EACMV-UG2 et EACMV-UG3
• EACMV-UG2 A et EACMV-UG3 B présents dans les mêmes champs malgré
leur faible identité , EACMV-UG2 A pourrait répliquer EACMV-UG3 B ?
• Infectivité du pseudorecombinant
Symptômes chez les plantes
 Southern blot, PCR
=>Réplication

Il existe un phénomène
de pseudorecombination
chez les geminivirus

6/Distribution géographique des geminivirus en
Uganda
EACMV-UG2/Svr DNA-A + EACMV-UG3 DNA-B (rouge)
EACMV-UG2/Mld (jaune)
ACMV-UG/Svr (bleu)
ACMV+EACMV (orange)
ACMV-UG/Mld (vert)
EACMV-UG1 DNA-A +EACMV-UG3 DNA-B
Discussion
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Confirmation de la présence de ACMV, EACMV-UG1 (non-recombinant) et UG2
et découverte de la présence d’un nv virus EACMV-UG3
Les symptômes observés dans les champs peuvent être reproduits en
chambre de culture et chez N.Benthamiana
Il existe une corrélation positive entre la sévérité des symptômes et
l’accumulation d’ADN suggérant l’existence de souches plus ou moins
virulente qui définissent des aires géographiques et explique comment
l’épidémie s’est répandue
• ACMV /svr= régions montagneuse
• ACMV/Mld = rives du lac Victoria (zone non atteinte lors de l’enquête)
• EACMV-UG2/svr = partout, EACMV-UG2/Mld = poches
PCR et séquençage confirment que EACMV-UG2 Mld et svr possèdent le
même fragment recombinant de ACMV sans pour autant exprimer les mêmes
symptômes(mutation de la souche?)
Discussion
Les zones de contact entre les 2 ppaux virus montre que les infections mixtes
proviennent de recombinaison
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Il existe un phénomène de pseudorecombinaison entre EACMV-UG2 A et
ACMV –UG B
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L’intensité des symptômes peut être liée à une interaction synergique des 2 v
ACMV et EACMV-UG2 s’expliquant par une plus grande accumulation d’ADN
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EACMV-UG3 est dû à une recombinaison interespèce
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Pseudorecombinant EACMV-UG2 A et EACMV-UG3 B est infectieux, le + fqt
car s ’acc ds feuilles jeunes cible préférentielle de la mouche blanche.
=>clé de l’épidémie car pseudorecombinants se répliquent +, s’acc + et
entraînent des sptm +svr
Transmission préférentielle de v recombinant expliquerait l’émergence de EACMVUG2 et la EACMV-UG1
L’arrivée de EACMV-UG2 dans les zones où ACMV étaient prédominant=>action
synergique, dvpmt de l’épidémie
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Dynamiques de l’épidémie en
Uganda
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Synergisme entre ACMV et EACMV
acc en ADN et
transmission
Le fait que EACMV-UG2 soit recombinant expliquerait qu’il soit le + répandu
mais existence de souche moins virulentes possédant la même
recombinaison, mutations?sélection de ces souches par les agriculteurs?
Existence de pseudorecombinants stables entre ADN-A et B des souches
d’une même espèce ou d’une espèce différente
augmentation des
possibilités de survie et source de biodiversité
Il faut pls événements pour provoquer une épidémie
Etudes complémentaires pour une meilleur compréhension
avec l’utilisation de clones maintenant disponibles