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Emergence et Virus
de Plantes
Thierry Candresse
UMR GDPP, IBVM
[email protected]
Une définition de "émergent"
• un terme très répandu : ~14.500.000 entrées Google
–Pathogènes
–Mais aussi pays, économies,églises, concepts….
• The free online dictionnary & Merriam Webster
– Emerging : Newly formed or just coming into prominence ,
coming to maturity , coming into existence
– Emergence : the gradual beginning or coming forth , the
becoming visible , the act of coming (or going) out; becoming
apparent
– Emergent : arising unexpectedly , newly formed or prominent
• Appliqué à un pathogène
– concept de nouveauté ou de changement
– concept d'importance accrue ou allant en s'accroissant
• Un pathogène qui voit son importance augmenter de
façon soudaine ou inattendue
Répartition entre grands groupes de pathogènes
• La moitié des maladies émergentes chez les
plantes sont causées par des virus
Nematodes
Unknown
1%
Mollicutes
2%
4%
Bacteria
16%
(>)
Viruses
47%
(=)
Fungi
30%
(<)
Anderson et al. Trends in Ecology and Evolution 19, 535-544, 2004
Emergences successives
(betterave, Californie, 1910-2000)
Les causes / mécanismes
• Les mêmes que pour les pathogènes humains
• Introduction du pathogène ou d'un vecteur dans une
nouvelle zone géographique
• Modification des populations de vecteurs
• Changement écologique ou social mettant une plante
hôte en contact avec un pathogène ou un vecteur
• Modification des pratiques culturales et création de
conditions favorables au pathogène ou à son vecteur
• Modification de la structure génétique des populations de
plante hôte
• Evolution génétique du pathogène (mutation,
recombinaison…)
• Modifications des conditions climatiques (vecteurs !)
L'action de l'homme à un rôle très fort
• Introduction du pathogène ou d'un vecteur dans une
nouvelle zone géographique
• Modification des populations de vecteurs
• Changement écologique ou social mettant une plante
hôte en contact avec un pathogène ou un vecteur
• Modification des pratiques culturales et création de
conditions favorables au pathogène ou à son vecteur
• Modification de la structure génétique des populations de
plante hôte
• Evolution génétique du pathogène (mutation,
recombinaison…)
• Modifications des conditions climatiques
Un siècle seulement de recul !
• Pas de fossiles
• Pratiquement pas de
données historiques
sur les maladies
• Les virus de plante
"ont" un siècle
• Confusion possible
entre découverte et
émergence !
Emergence, progression ou découverte?
Le virus de la Sharka
• Affecte les Prunus
• Symptômes sévères
• Difficile à "manquer"
• "Découvert" en 1917
• Envahi en 1 siècle
pratiquement toutes
les zones de culture
de Prunus au monde
Progression de la Sharka en Europe
Le virus de la Sharka est il un virus émergent?
• Quelle situation avant 1917 ???
– Présent chez les Prunus?
– Présent ailleurs qu'en Bulgarie?
– Infecte d'autres plantes? Lesquelles?
• Autres questions
– Pourquoi/comment un transfert vers les Prunus?
– Le "réservoir" originel existe-t-il encore?
– Quelle diversité du virus dans ce réservoir?
– Quelle fréquence de transfert(s) entre réservoir et Prunus?
Maize streak virus : émergence et introduction
• Maïs, blé, seigle …
• Graminées sauvages
• Transmis par cicadelles
• Virus africain
• Maïs
Maize streak virus : émergence et introduction
• Maïs introduit en Afrique au 16ème siècle
• Rencontre avec le MSV, un virus africain
• "Emergence" d'une nouvelle maladie du maïs
– Facteur limitant majeur pour la culture en Afrique
– jusqu'à 100% d'infection
– Jusqu'à 30% de pertes de rendement
• "Spécialisation" des isolats viraux : une souche
de MSV est préférentiellement associée au Maïs
chez qui elle cause des symptômes sévères.
Rice yellow mottle virus : émergence par
modification des pratiques culturales
• Riz sauvages et cultivés
• Quelques graminées
• Transmis par coléoptères
• Virus africain
Rice yellow mottle virus
• Découvert au Kenya en 1966
• Puis dans presque
toutes les régions
de production en
Afrique
• Scénario initial : invasion
• Mais phylogéographie
non compatible avec le
Scénario invasif
RYMV : scénario actuel
• Le virus était présent partout mais à bas
"bruit"
– Riz pluvial (= non permanent), petites parcelles
séparées …
• La modification des pratiques culturales
a favorisé le développement des
épidémies
– Nouvelles variétés plus sensibles
– Irrigation : cultures permanentes, meilleures
conditions pour hôtes sauvages, vecteurs…
– Augmentation des surfaces : parcelles moins
séparées
Tomato spotted wilt virus : vecteurs et émergence
• >1000 plantes hôtes
• Transmis par thrips
• Distribution mondiale
• Connu depuis ~1930
TSWV
• Connu depuis 1930, important puis devient
négligeable
• Dans les années 80, ré-émerge comme un virus
d'importance mondiale majeure, sur de très
nombreuses cultures (>109 USD/an)
• Dans le même temps, un vecteur très efficace
(Frankliniella occidentalis) voit sa distribution
augmenter très rapidement
• Les thrips vecteurs deviennent rapidement
résistants à de nombreux insecticides, leur
contrôle devient beaucoup plus compliqué,
voire impossible
Citrus tristeza virus
Influence du vecteur : tristeza
L'introduction d'un nouveau vecteur fait passer un
pathogène grave au statut de pathogène majeur
Begomovirus : vecteur + evolution virale
• Nombreuses espèces virales
• Nombreux hôtes
• Transmis par aleurodes
• Distribution intertropicale,
en extension
Aleurodes : explosion mondiale des populations
1978
1990
1998
Aleurodes : explosion mondiale des populations
• Dans les années 80, explosion mondiale des
populations de Bemisia tabaci
• Ceci correspond en fait à l'invasion mondiale
d'un nouveau Biotype dit "B" auquel on a
parfois donné le statut d'espèce (Bemisia
argentifolii)
• Biotype mieux adaptable/adapté (large gamme
d'hôte…), potentiel biotique plus fort….
• Le biotype B évolue vers la résistance aux
insecticides
• Il voit son aire de répartition augmenter du fait
du changement global (France…)
Conséquences pour les viroses
• Emergence rapide de nombreuses nouvelles
maladies virales jusqu'alors inconnues
– Crinivirus (TICV, ToCV, LIYV…)
– Begomovirus (TYLCV puis TYLCSV….., nombreux autres)
• Renforcement de l'impact de maladies déjà
connues (Begomovirus)
– Mosaïque du manioc en Afrique (CMD)
• Questions
– Origine de ces virus?
– Evolution?.....
Tomato infectious chlorosis virus
• Symptômes peu
caractéristiques
• Passe probablement inaperçu
sauf épidémie grave
• "émerge" = est découvert
quand les épidémies deviennent
évidentes
Tomato yellow leaf curl disease
Tomato Yellow leaf curl disease
TYLC disease
• Une nouvelle maladie très sévère de la tomate
• Un premier virus identifié (TYLCV)
• Mise en évidence d'une diversité virale :
souches puis espèces (TYLCV-Sar > TYLCSV)
• Révision des critères taxonomiques
(10% divergence génomique)
• Actuellement 11 espèces de "TYLCV", une ou
plusieurs nouvelles espèces annuellement
• Parallèlement >20 espèces de "Tomato leaf curl
virus" et au total >60 Begomovirus infectant la
tomate mondialement
Emergence de TYLCV recombinants
• La morelle noire comme réservoir de diversité
Nouveau groupe
phylogénétique
Trouvé dans des
plantes avec
symptômes sévères
Le nouveau virus est un recombinant
Le recombinant a une gamme d'hôte étendue
Synthèse Begomovirus
• Nouveau biotype de vecteur
• Plus fécond >> populations plus importantes
>> transmission plus efficace >> épidémie
• Plus polyphage
– >> transfert de virus adventices vers cultures
– >> augmentation des infections multiples
• Infections multiples >> potentiel de
recombinaison
• Apparition de "nouveaux" virus
– Plus pathogènes
– Plus polyphages
– Mieux répliqués/acquis/transmis….
En guise de conclusion
• De nombreux facteurs peuvent contribuer a
l'émergence d'un "nouveau" virus ou d'une
"nouvelle" maladie
• Dans de nombreux scénarios, plusieurs facteurs
contribuent simultanément
• L'activité humaine contribue de façon majeure
à créer des conditions favorables à l'émergence
de nouveaux pathogènes
• La fréquences des phénomènes d'émergence va
donc se maintenir voire s'amplifier
• Nécessité d'une capacité de repérage précoce
des émergences, voire de leur prédiction