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A Natural Recombinant between the Geminiviruses Tomato yellow leaf curl Sardinia virus and Tomato yellow leaf curl virus Exhibits a Novel Pathogenic Phenotype and Is Becoming Prevalent in Spanish Populations Francisco Monci, Sonia Sanchez-Campos, Jesus Navas-Castillo, and Enrique Moriones Estacion Experimental “La Mayora”, Consejo Superior de Investigaciones Cientıficas, 29750 AlgarroboCosta, Maaga, Spain Virology ; Received March 28, 2002; accepted June 25, 2002 Geminivirus Virus émergents de plantes dicotylédones Transmis par les insectes Gimiviniridae Mastrevirus Curtovirus Begomovirus Capside jumelée icosaédrique Génome ADN circulaire simple brin Monopartite ou dipartite Begomovirus : TYLCSV & TYLCV Structure du génome : ADN monopartite 2,8 kb 6 ORF Région interingénique ○ 300 nt ○ Boucle : stem-loop ○ Séquence de neuf nucléotides 5’-TAATATTAC-3’ : origine de réplication Rep ○ Réplication : modèle du cercle roulant Variations du génome : Mutation Réassortiment Recombinaison Begomovirus : TYLCSV & TYLCV Transmission : Bemisia tabaci Insecte nuisible = mouche blanche Hémiptère, Aleyrodidae Acquisition des virus lors repas Présence dans les glandes salivaires Pathologies TYLCD TYLCSV et TYLCV BLCD TYLCV ○ Malformations foliaires ○ Feuilles enroulées ○ Jaunissement Epidémies de TYLCD en Espagne Epidémie sur cultures de tomates 1992 TYLCSV-ES 1997 TYLCV-Mld associé à TYLCSV 1999 ES421/99 : recombinant Monci et Al. 2001 Caractérisation de ES421/99 Détermination du génome Transmission par B. tabaci Pathogénicité : ○ Hôtes infectés ○ Expansion L’apparition de nouvelles caractéristiques permettent-elles : un avantage sélectif ? d’augmenter la fréquence du virus dans la population ? Isolat ES421/99 est un recombinant entre TYLCD & TYLCSV Prélèvement de plants de haricots présentant un syndrome BLCD Extraction du génome viral Digestion par BamH1 Southern Blot avec sondes spécifiques de TYLCSV ADN 2,8 kb Clonage dans un site BamHI de pBluescript Séquençage avec primers internes et universels pUC/M13 Isolat ES421/99 est un recombinant entre TYLCD & TYLCSV Comparaison de séquence ES421/99 : Wisconsin GCG TYLCSV TYLCV Organisation du génome similaire aux Begomovirus ES421/99 résulte de la recombinaison entre génomes de TYLCSV & TYLCV • IR • 3’ de Ren ORF Conservation de Rep et motifs de IR : le virus peut se multiplier Isolat ES421/99 est un recombinant entre TYLCD & TYLCSV Infection à ES421/99 Agroinoculation : Transformation d’Agrobacter tumefaciens LBA 404 avec p1.4ES421/99 Agroninoculation à 4 plants de haricots Observation des symptômes Infection de 4/4 plants de haricots : le virus recombinant est infectieux ES421/99 a un plus grand nombre d’hôtes Agroinoculation de ES421/99, TYLCSV et TYLCV à un panel de plantes 2 expériences répétées de 5 plantes / virus Analyse après 30j : Symptômes Pétioles : ○ Hybridation ○ PCR ES421/99 induit : • Une infection systémique • Des symptômes plus légers Transmission du recombinant par B. tabaci Transmission par B. tabaci différente entre TYLCV et TYLCSV Agroinoculation des virus à des plants de tomate ou de haricot 3S Exposition à B. tabaci adultes biotype Q pendant 24h : AAP Exposition des jeunes plants trifoliés sains de tomate pendant 48h à B. tabaci vecteurs : IAP Chambre de culture Analyse à J30 des pétioles par hybridation/tissue-blot Contrôle à partir de plants sains ES421/99 est aussi efficacement transmis par B. tabaci biotype Q Expansion dans la nature Etude de la fréquence d’apparition de ES421/99-like dans des champs de tomate et de haricots dans le sud-est de l’Espagne Malaga Murcia Almeria Granada Hybridation/PCR Expansion dans la nature Almeria : augmentation de la prévalence du recombinant : • Aucun recombinant en 1998 • 96,5% des échantillons infectés en 1999 Malaga : • Pas de variants ES421/99-like observé Expansion dans la nature Almeria : • Prédominance TYLCV • Nombre significatif d’échantillon collecté avec ES421/99 en 2000 • ES421/99 déjà présent dans 4 plants co-infectés TYLCSV et TYLCV en 1998 Malaga, Granada et Murcia : • Rares cas de recombinants bien que présence TYLCSV et/ou TYLCV Nouveaux virus variants Mutations au niveau des amorces de PCR Expansion dans la nature Faible fréquence ES421/99-like chez les plantes symptomatiques 8,3 % par rapport aux asymptomatiques 26,7% et au total 16,7% Sous estimation dans les études précédentes Apparition de nouveaux variants viraux Discussion Apparition rapide des recombinants dans les infections mixtes Bien que les deux virus parents soient présents à Malaga, Grenade et Murcia 2 échantillons avec recombinaison à Malaga Des facteurs écologiques doivent contribuer : Établissement de la recombinaison Expansion D’autres types de recombinaisons sont possibles La population de Begomovirus est très dynamique Discussion ES421/99 est un recombinant de TYLCV et TYLCSV Bien adapté a une transmission par B. tabaci Plus grand nombre de sujets réceptifs : Atteinte d’hôtes plus large que les parents Expansion des cultures infectées dans l’Almeria La caractérisation de ES421/99 montre un avantage sélectif de ce recombinant par rapport à ses deux progéniteurs Conséquences épidémiologiques importantes Discussion ES421/99 induit des symptômes plus légers chez la tomate Transmission par B. tabaci diminué chez les plantes sévèrement atteintes Expansion facilitée : augmentation du réservoir du virus Infections répétées des tomates Ty-1 plus efficace que pour TYLCSV et TYLCV Avantages sélectifs problèmes épidémiologiques importants pour les cultures
