Emergence et Virus de Plantes

1. Emergence et Virusde Plantes Thierry Candresse UMR GDPP, IBVM tc@bordeaux.inra.fr

2. 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

3. Répartition entre grands groupes de pathogènes Nematodes 1% Unknown 2% Mollicutes 4% Bacteria 16%(>) Viruses 47%(=) Fungi 30% (<) • La moitié des maladies émergentes chez les plantes sont causées par des virus Anderson et al. Trends in Ecology and Evolution 19, 535-544, 2004

4. Emergences successives(betterave, Californie, 1910-2000)

5. 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 !)

6. 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

7. Un siècle seulement de recul ! • Pas de fossiles • Pratiquement pas dedonnées historiquessur les maladies • Les virus de plante "ont" un siècle • Confusion possibleentre découverte etémergence !

8. Emergence, progression ou découverte? Le virus de la Sharka • Affecte les Prunus • Symptômes sévères • Difficile à "manquer" • "Découvert" en 1917 • Envahi en 1 sièclepratiquement toutesles zones de culturede Prunus au monde

9. Progression de la Sharka en Europe

10. 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?

11. Maize streak virus : émergence et introduction • Maïs, blé, seigle … • Graminées sauvages • Transmis par cicadelles • Virus africain • Maïs

12. 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.

13. Rice yellow mottle virus : émergence par modification des pratiques culturales • Riz sauvages et cultivés • Quelques graminées • Transmis par coléoptères • Virus africain

14. Rice yellow mottle virus • Découvert au Kenya en 1966 • Puis dans presquetoutes les régionsde production enAfrique • Scénario initial : invasion • Mais phylogéographienon compatible avec leScénario invasif

15. 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

16. Tomato spotted wilt virus : vecteurs et émergence • >1000 plantes hôtes • Transmis par thrips • Distribution mondiale • Connu depuis ~1930

17. 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

18. Citrus tristeza virus

19. Influence du vecteur : tristeza L'introduction d'un nouveau vecteur fait passer un pathogène grave au statut de pathogène majeur

20. Begomovirus : vecteur + evolution virale • Nombreuses espèces virales • Nombreux hôtes • Transmis par aleurodes • Distribution intertropicale,en extension

21. Aleurodes : explosion mondiale des populations 1978 1990 1998

22. 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…)

23. 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?.....

24. Tomato infectious chlorosis virus • Symptômes peu caractéristiques • Passe probablement inaperçu sauf épidémie grave • "émerge" = est découvert quand les épidémies deviennent évidentes

25. Tomato yellow leaf curl disease

26. Tomato Yellow leaf curl disease

27. 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

28. Emergence de TYLCV recombinants Nouveau groupe phylogénétique Trouvé dans des plantes avec symptômes sévères • La morelle noire comme réservoir de diversité

29. Le nouveau virus est un recombinant

30. Le recombinant a une gamme d'hôte étendue

31. 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….

32. 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