Manipulation des plantes et des vecteurs par les virus

Objectifs

De nombreux virus de plante doivent leur maintien dans l’environnement grâce à la présence de vecteurs mobiles qui les propagent de plante à plante. Depuis plusieurs années déjà, il est reconnu qu’une partie des modifications induites par les virus dans les plantes visent à attirer les vecteurs pour favoriser la transmission des virus. Ce phénomène est connu sous le nom de « Manipulation Virale ». Ces altérations induites par les virus peuvent impacter la couleur, l’émission d’odeurs et la composition métabolique des plantes infectées, autant d’indices qui vont avoir un effet sur le comportement du vecteur et donc sur l’acquisition des virus. De manière encore plus intrigante, il a été montré que l’acquisition du virus par le vecteur peut influencer son comportement (alimentation ou préférence du vecteur) ce qui, une fois de plus, peut être favorable à la transmission du virus. Alors que de plus en plus d’observations sur différents pathosystèmes supportent les hypothèses de manipulation virale, les mécanismes demeurent largement inconnus. Au laboratoire, nous tentons d’identifier les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la manipulation virale sur différents pathosystèmes toujours constitués d’une plante hôte et d’un virus transmis par puceron.

Approches et moyens mis en œuvre

Les plantes hôtes qui ont fait l’objet de nos études sont Arabidopsis thaliana, Camelina sativa et Pisum sativum. Les virus sont le cauliflower mosaic virus (CaMV), le turnip yellows virus (TuYV) et le pea enation mosaic virus (PEMV). Ces virus sont transmis par différents pucerons vecteurs, altèrent le phénotype de leurs plantes-hôtes, et pourraient donc bénéficier de mécanismes de manipulation virale. Différentes approches sont développées pour rechercher et caractériser les déterminants moléculaires responsables de la manipulation comme le RNA-seq, les analyses métaboliques et l’étude du comportement des pucerons vis-à-vis des plantes infectées.

Personnel impliqué (équipe ViVe)

• Maud BEDNAREK
• Véronique BRAULT
• Quentin CHESNAIS
• Martin DRUCKER
• Aurélie MARMONIER
• Christiane THEN
• Claire VILLEROY

Sources de financement

• ANR VIRAPHIPLANT [2014-2018]
• ANR ROME [2019-2023]
• ANR GreenPeas (résumé) [2024-2028]

• Puceron attaché par un fil d'or pour étudier son comportement alimentaire via la technique EPG
• Analyse métabolomique (par UHPLC-MS) de plantes pour étudier l’influence de la composition de la sève sur les réponses comportementales des vecteurs
• Feuilles de petit pois présentant des symptômes de PEMV

Publications

• Verdier M., Chesnais Q., Pirolles E., Blanc S., Drucker M. (2023). The cauliflower mosaic virus transmission helper protein P2 modifies directly the probing behavior of the aphid vector Myzus persicae to facilitate transmission. PLoS Pathogens 19(2): e1011161.
• Krieger, C., Halter, D., Baltenweck, R., Cognat, V., Boissinot, S., Maia-Grondard, A., Erdinger, M., Bogaert, F., Pichon, E., Hugueney, P., Brault, V., & Ziegler-Graff, V. (2023). An aphid-transmitted virus reduces the host plant response to its vector to promote its transmission. Phytopathology®, 113(9), 1745–1760.
• Chesnais Q., Golyaev V., Velt A., Rustenholz C., Verdier M., Brault V., Pooggin M., Drucker D. (2022). Transcriptome responses of the aphid vector Myzus persicae are shaped by identities of the host plant and the virus. Peer Community Journal 2, e82.
• Marmonier, A., Velt, A., Villeroy, C., Rustenholz, C., Chesnais, Q., & Brault, V. (2022). Differential gene expression in aphids following virus acquisition from plants or from an artificial medium. BMC Genomics, 23(1), 333.
• Chesnais Q., Golyaev V., Velt A., Rustenholz C., Brault V., Pooggin M., Drucker M. (2022). Comparative plant transcriptome profiling of Arabidopsis and Camelina infested with Myzus persicae aphids acquiring circulative and non-circulative viruses reveals virus- and plant-specific alterations relevant to aphid feeding behavior and transmission. Microbiology Spectrum 10(4): e00136-22