Adaptation du virus de la mosaïque du concombre (CMV) à une résistance polygénique du piment
Résumé
In Tunisia, the main production areas of open field pepper crops are the central (Kairouan and Sidi Bouzid), Sahel (Monastir), Cap Bon and the North. CMV and PVY (potato virus Y) are considered as the most damaging viruses to these crops and are often found in situations of co-infection. Faced to this situation, several samples of pepper were collected over several years, in the north and the center of the country. These samples were used, firstly, to genotype isolates of CMV in open field crop and to determine their virulence towards a polygenic resistance to the virus in pepper; secondly , to determine if the host plant, in particular pepper, could play a role in the selection of some CMV genotypes in Tunisia and if resistance factors enhance even more selection. Regions corresponding to a portion of the viral coat protein gene and the contiguous 3'-UTR (RNA-3), a portion of the gene encoding the protein 2b and the contiguous 3'-UTR (RNA-2) and a half of the RNA-1 have been amplified by RT-PCR. RFLP profiles were determined and the sequences of the amplified products established for the half of the samples. At the same time, the virulence properties of some isolates with respect to the polygenic resistance carried by the variety Milord were established. This resistance, which controls the migration of the virus over long distances, was quantitative. Furthermore, in order to assess the role of the host plant on the selection of CMV, susceptible and resistant pepper plants were inoculated with a mixture of our reference strains IA and IB, performing 10 successive passages. Comparison of RFLP approaches and sequencing showed the validity of the RFLP strategy in most cases. Genotyping of natural isolates showed the presence of two major populations corresponding to pseudo-recombinants virus (reassortants) with RNA-1 belonging to the IB subgroup, RNA-2 to the IA subgroup and RNA-3 to one of these two subgroups. Isolates collected in the late 90s had already recombinant profile. The study of the genetic structure of CMV populations showed significant genetic differentiation related to the geographical distribution of samples. However, no temporal contributions were observed. In addition, the majority of isolates tested were virulent. Chenopodium and pepper plants, inoculated with a mixture of IA/IB strains showed a selection of different reassortants on these two host plants. The predominance of pseudo-recombinant isolates suggests that these reassortants constitute stable populations adapted to their host plant. The prevalence of virulent strains against one of the main sources of resistance to the virus, did not allow exploitation of this resistance to control CMV infection in Tunisian field. Our work suggested that future study dealing with fragmented genome viruses, need to analyze all genomic segments to genotype natural isolates. These results clearly illustrate the role of the host species in the selection of viral progeny in situations of mixed infection. They also explained the predominant presence of RNA1 belonging to subgroup IB in Tunisians CMV isolates.
En Tunisie, les principales zones de production du piment de plein champ sont les régions du centre (Kairouan et Sidi-Bouzid), du Sahel (Monastir), du Cap-Bon et du Nord. Le CMV (Cucumber mosaic virus) et le PVY (Potato virus Y) sont considérés comme les virus les plus dommageables pour ces cultures et se retrouvent fréquemment en situation de co-infection. Face à cette situation, plusieurs collectes de piment ont été réalisées sur plusieurs années, du nord au centre du pays afin, d’une part, de génotyper les isolats de CMV en culture et de déterminer leur virulence vis à vis d’une résistance polygénique du piment opposable au virus ; d’autre part, afin de voir si la plante hôte, notamment le piment, aurait pu jouer un rôle dans la sélection de certains génotypes de CMV en Tunisie et si des facteurs de résistance n’encourageraient encore pas plus cette sélection. Des régions correspondant à une partie du gène de la capside virale et la région 3’-UTR contigüe (ARN-3), une partie du gène codant la protéine 2b et la région 3’-UTR contigüe (ARN-2) et la moitié de l’ARN-1 ont ainsi été amplifiées par RTPCR. Les profils RFLP ont été déterminés et les séquences de la moitié des produits amplifiés ont été établies. En parallèle, les propriétés de virulence de certains isolats vis à vis de la résistance polygénique portée par la variété Milord ont été explorées. Cette résistance, qui contrôle la migration du virus sur longue distance, est quantitative. Par ailleurs, afin d’évaluer le rôle de la plante hôte sur la sélection du CMV, des plantes de piment sensibles et résistantes ont été inoculées avec un mélange de nos souches de référence IA et IB, en réalisant 10 passages successifs. La comparaison des approches RFLP et séquençage a montré la validité de la stratégie RFLP dans la majorité des cas. Le génotypage d’isolats naturels a montré la présence de deux populations majoritaires correspondant à des virus pseudorecombinants (réassortants) dont l’ARN-1 représente le sous-groupe IB, l’ARN-2 le sous-groupe IA et l’ARN-3 l’un de ces deux sous-groupes. Les isolats collectés à la fin des années 90 présentaient déjà un profil recombinant. L’étude de la structure génétique des populations de CMV a montré une importante différenciation génétique, liée à la distribution géographique des échantillons et non à une contribution temporelle. Par ailleurs, la majorité des isolats testés se sont avérés virulents. Les résultats d’inoculation de mélanges de souches IA/IB à des chénopodes et à des piments, ont montré une sélection de réassortants différents sur ces deux plantes hôtes. La prédominance d’isolats pseudo-recombinants suggère qu’il s’agit de populations stabilisées formées de souches adaptées à leur hôte. La prévalence de souches virulentes vis à vis d’une des principales sources de résistance au virus ne permet malheureusement pas d’envisager l’exploitation de cette résistance pour réduire l’impact du virus. De nos travaux ressort la nécessité d’analyser tous les segments génomiques du virus dont le génome est divisé dans le cadre de travaux de génotypage d’isolats naturels. Ces résultats illustrent clairement le rôle de l’espèce hôte dans la sélection de la descendance virale lors de situations d’infection mixte. Ils permettent également de comprendre la présence majoritaire d’un ARN1 appartenant au sous-groupe IB dans les isolats Tunisiens du virus.