Multi-infections virales de la betterave : impacts sur la biologie et transmission des virus et méthodes de lutte

Objectifs

Dans la nature la présence simultanée de plusieurs virus au sein d’une même plante est plutôt la règle que l’exception. Au sein de la plante, les interactions entre les virus peuvent conduire à des mécanismes de synergie ou d’antagonisme qui peuvent impacter l’accumulation du virus dans les plantes ainsi que leur transmission par les vecteurs. Les multi-infections peuvent également modifier la localisation cellulaire et subcellulaire des virus. Les mécanismes et les acteurs moléculaires mis en jeu dans ce dialogue entre la plante, les virus et leur vecteur et qui sont impliqués dans la transmission et les interactions virus-virus-plante-vecteur restent encore très largement inconnus et inexplorés. La betterave à sucre représente un fabuleux modèle d’étude des multi-infections car, aux champs, elle peut se retrouver infectée par quatre virus, tous transmis par puceron, et qui sont responsables de jaunisses conduisant à des pertes de rendement conséquentes. Au laboratoire, nous cherchons à déterminer l’impact des multi-infections virales sur le rendement de la betterave à sucre, sur l’accumulation et la localisation des virus dans les plantes, et sur leur transmission par puceron. Nous tentons également d’identifier les déterminants viraux et cellulaires qui sont responsables de l’impact des multi-infections sur la biologie des virus. Comme les quatre virus responsables des jaunisses sont acquis par les pucerons lors de leur prise de nourriture sur les betteraves, nous cherchons également à évaluer si la sélection de betteraves peu appétentes pour les pucerons pourrait constituer une méthode pour réduire la transmission des virus et l’impact agronomique des jaunisses.

Approches et moyens mis en œuvre

Les quatre virus qui sont au cœur de nos études, et qui sont responsables des jaunisses sur la betterave à sucre, sont le beet chlorosis virus (BChV), le beet mild yellowing virus (BMYV), le beet yellows virus (BYV) et le beet mosaic virus (BtMV). Ces virus, tous transmis par puceron, ont des biologies différentes (temps d’acquisition, temps de rétention, interaction avec le vecteur, localisation cellulaire dans la plante-hôte…). Nous déployons toute une série d’expérimentations telles que :

• des tests de transmission par puceron,
• la localisation cellulaire des virus par hybridation in situ,
• l’évaluation de l’accumulation des virus par RT-qPCR,
• l’étude des dérégulations géniques dans les plantes par RNA-seq,
• l’étude du comportement alimentaire des pucerons par électro-pénétrographie sur les plantes multi-infectées,
• la validation fonctionnelle des candidats cellulaires et viraux identifiés.

Nous étudions également le comportement alimentaire des pucerons sur différentes variétés de betterave afin d’identifier celles qui sont le moins compatibles avec l’acquisition et/ou l’inoculation des virus par les pucerons afin de pouvoir proposer une nouvelle stratégie de lutte contre ces virus. Ces études sont complétées par des analyses métaboliques permettant d’identifier une signature métabolique des plantes les plus prometteuses pour réduire la transmission des virus par puceron.

Personnel impliqué, équipe ViVe

• Véronique BRAULT
• Quentin CHESNAIS
• Martin DRUCKER
• Anabella HEINTZ
• Souheyla KHECHMAR
• Alessandra MAIA-GRONDARD (équipe GMV)
• Gabin MARDOC
• Aurélie MARMONIER
• Fanny SIFFERT
• Claire VILLEROY

Sources de financement

• PNRI Provibe [2021-2023]
• MODEFY [2021-2024]
• ANR MANIVIR (résumé) [2024-2027]
• ANR AGIR (résumé) [2024-2026]

Résultats

• Heintz A., Chesnais Q., Gutierez C., Maia-Grondard A., Drucker M., Véronique B. (2023). Beet yellows virus infection of sugar beet promotes the performance of its aphid vector Myzus persicae. XII European Congress of Entomology (ECE 2023). Crete – Greece.
• Barreto L. C., Boisroux L., Brault V., Chesnais Q., Drucker M., Heintz A., Koehler M., Laudinat V., Malatesta G., Martinez-Arias R., Monteiro A., Otte S., Orsini E., Schechert A. (2023). MOnitoring and DEFence measures against Yellowing virus diseases in sugar beet. 78TH IIRB Congress. Mons – Belgium.