Contributeurs: Vincent Bonhomme, Edwige Berthelot, Wayebi, Arthur Escalas

 français   Dernière modification le: 03/10/17 - Crée le: 31/03/17


Comment les pucerons transmettent-ils les virus de plante ? L’exemple des Potyvirus

par Edwige Berthelot

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Contributeurs : Arthur Escalas, Edwige Berthelot, Vincent Bonhomme, Wayebi · Éditeur : Vincent Bonhomme (d · c · b)
Création : 31 mars 2017 · Révision : 25 avril 2017 · Rev0 → Revactuel
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La transmission est une étape centrale du cycle d'infection des virus puisqu'elle contrôle leur dissémination dans l'environnement. Elle permet aux virus de couvrir la distance entre deux plantes hôtes et de s’affranchir de la barrière imposée par la paroi protectrice des cellules végétales. Les virus, et dans ce cas précis, les Potyvirus, ont donc dû développer des stratégies sophistiquées pour garantir le bon résultat de cette transmission.

Que sont les virus et comment sont-ils transmis ?

Myzus persicae, le puceron vert du pêcher est une espèce polyphage, répandue dans le monde entier où elle colonise un grand nombre de plantes.

Un virus est un parasite intracellulaire obligatoire, c'est-à-dire qu'il ne peut pas survivre en dehors d'un organisme hôte. Les virus sont à l’origine de nombreuses maladies, aussi bien chez les animaux que chez les végétaux [1] [2]. Pour se reproduire, ils doivent pénétrer dans une cellule, s'y répliquer, et en prendre le contrôle pour réussir à infecter les cellules voisines.

Chez les plantes, ils empruntent différentes voies pour passer d’une plante hôte à une autre : via les graines, le pollen, les pratiques culturales et, surtout, par l’intermédiaire de vecteurs [3]. Les vecteurs sont des organismes qui se nourrissent sur des plantes infectées, et vont ensuite acquérir et transporter le virus d’un organisme hôte à un autre. j'ai modifié cette dernière phrase pour la mmettre à la voie active

La transmission des virus à l'aide je supprimerais "des virus" ici et remplacerais "à l'aide" par "par l'intermédiaire" d'un vecteur est très commune parmi les virus de plantes puisque les cellules végétales ont des caractéristiques structurales très particulières par rapport aux cellules animales. D’une part, les cellules végétales sont entourées d’une paroi protectrice infranchissable pour les virus. D’autre part, les plantes sont immobiles. Ces deux faits expliquent que la principale stratégie de transmission des virus de plantes fasse appel à des vecteurs. Ces derniers peuvent briser la paroi protectrice des cellules végétales et ainsi déplacer très facilement le virus d’une plante à l’autre.

L'importance du genre Potyvirus

Une pomme de terre affectée par un potyvirus.

Le genre viral Potyvirus constitue à lui seul le tiers des virus de plantes actuellement connus, et il est à l'origine d'un grand nombre de maladies sur [une gamme de plantes hôtes très étendue] je remplacerai la partie entre [ ] par "un grand nombre de plantes hôtes" [4]. Parmi ces hôtes, on retrouve de nombreuses plantes d’intérêt agronomique tels que la pomme de terre, le prunier, le soja, le pois ou encore le tabac. Les symptômes que les potyvirus engendrent sont non négligeables puisqu'ils provoquent un nanissement des plants infectés accompagnés d’une mosaïque jaune et d’un éclaircissement des nervures qu'est-ce que celà veut dire pour la plante de se faire éclaircir les nervures ??. Les autres organes de la plante, comme les fleurs, les graines et les fruits peuvent présenter des nécroses. Ces dégâts engendrent d’importantes pertes dans les cultures et ont un impact agronomique et économique sévère [5] [6].

Ces pertes de rendements sont inévitables car, actuellement, aucune molécule chimique ne permet d’éradiquer le virus lorsqu'il s'est installé. Aujourd'hui, seule la lutte préventive peut être envisagée (sélection génétique, élimination des vecteurs, thermothérapie, prémunition, etc.). Ces circonstances expliquent le besoin de comprendre le fonctionnement des différentes étapes intervenant dans l'infection des espèces du genre Potyvirus. Ces recherches permettraient de trouver d’autres solutions plus respectueuses de l’environnement, plus rapides à mettre en place, moins coûteuses et plus efficaces pour agir sur ces maladies. Les impacts agronomiques et économiques seraient atténués tout en respectant les critères précédemment énoncés.

L’infection d’une cellule végétale par les potyvirus

Les Potyvirus ne peuvent se répliquer qu’en parasitant une cellule végétale vivante. Pour entrer dans cette cellule, ils franchissent une barrière impénétrable : la paroi protectrice des cellules végétales. Et pour y arriver, ils passent par des ouvertures telles qu’une blessure, ou sont disséminés via un vecteur. Dans la quasi totalité des cas, les Potyvirus sont transmis par l'intermédiaire d'un insecte vecteur : le puceron [7]. ce paragraphe est largement redondant avec ce qui est dit plus haut, je le supprimerais et/ou le fusionnerai avec les parties précédentes

peut etre commencer ce paragraphe par le mode de nutrition du puceron et ensuite en venir au virusLe potyvirus s'accroche aux pièces buccales du puceron et, de cette manière, il est très facilement acquis préciser par qui il est acquis au cours d'une piqûre de puceron sur une plante infectée. Après son repas, le puceron se déplace d'une plante à une autre pour réaliser de nouveaux repas. Au cours de ces nouveaux repas, il va franchir avec une grande simplicité la paroi protectrice de la cellule végétale, en la déchirant par l'introduction de ses pièces buccales. En salivant, le puceron va relarguer le potyvirus dans les cellules des nouvelles plantes et ainsi, le propager très rapidement et sans aucune difficulté[8].

Les étapes de la transmission des potyvirus

Schéma de la transmission des Potyvirus

Actuellement, les étapes composant cette transmission sont encore très mal connues. On ignore sous quelle forme se trouve le potyvirus dans les cellules végétales et si sa forme est dépendante ou non de la présence [ou de l'absence] je supprimerais la partie entre [ ] du puceron sur la plante. L'arrivée du puceron et l'introduction de ses pièces buccales dans la cellule végétale déclenchent des changements dans la cellule et ces modifications sont déterminantes pour la transmission des potyvirus. L’ensemble de ces étapes sont étudiées pour mieux comprendre le fonctionnement de ces mécanismes.

Avant l'arrivée du puceron, le potyvirus est sous une forme qui ne lui permet pas d'être transmis par le puceron (forme non transmissible). Lorsque le puceron arrive et introduit ses pièces buccales dans la cellule végétale, celle-ci va le reconnaître et déclencher des mécanismes de signalisation et de défenses pour se protéger. Ces signaux vont modifier l'environnement cellulaire dans lequel se trouve le potyvirus ce qui va initier des échanges entre la cellule végétale et le potyvirus. Cette interaction va induire un changement de forme du potyvirus qui devient alors transmissible. Cette forme permet au potyvirus de s'accrocher aux pièces buccales du puceron ce serait bien d'expliquer un peu plus la différence entre les deux formes, qu'est-ce qui fait que l'une s'attache et l'autre non ?. Lorsque le puceron repart, il transporte donc avec lui le potyvirus dans ses pièces buccales. Et, au cours de prochaines piqûres sur de nouvelles plantes, il aura la capacité de transmettre le potyvirus à des plantes non infectées.

Dans la cellule végétale, tout le processus qui s'est mis en place après l'arrivée du puceron est réversible quelques minutes après son départ. D'une part, l'environnement de la cellule infectée retourne à un état similaire à celui précédant l'arrivée du puceron. D'autre part, les potyvirus encore présents dans les cellules retrouvent leur forme non transmissible.

Ces nouvelles données amènent une meilleure compréhension des mécanismes de propagation et des perspectives inédites pour lutter contre les maladies causées par les Potyvirus. Les dernières découvertes montrent qu'il existe une forme non transmissible et une forme transmissible du Potyvirus, qu'elles sont dépendantes de la présence / absence du puceron et que l'environnement de la cellule végétale fait basculer ces formes d'un état à un autre. Maintenant, de nouveaux projets peuvent émerger autour de ces nouvelles connaissances pour limiter la transmission des potyvirus et les maladies qu'ils engendrent. Par exemple, en trouvant le moyen de bloquer la mise en place de la forme transmissible, le puceron ne pourra plus propager les potyvirus.

Pour aller plus loin

  1. Aranda, M., Maule, A. (1998). Virus-induced host gene shutoff in animals and plants. Virology 243: 261–267
  2. Pallas, V., García, J. A. (2011). How do plant viruses induce disease? Interactions and interference with host components. The journal of general virology, 92: 2691-705
  3. Dietzgen, R. G., Mann, K. S., Johnson, K. N. (2016). Plant Virus-Insect Vector Interactions: Current and Potential Future Research Directions. Viruses 8:303
  4. Revers, F., García, J. A. (2015) Molecular biology of Potyviruses. Advances in virus research 92: 101-99.
  5. Agrios, G. N. (1997) Plant disease caused by viruses. Plant Pathology San Diego USA: Academic press.
  6. Shukla, D. D., Ward, C. W., Brunt, A. A. (1994). The Potyviridae. Wallingford, UK: CAB International.
  7. Whitfield, A. E., Falk, B. W., Rotenberg, D. (2015) Insect vector-mediated transmission of plant viruses. Virology 479-480C:278-289.
  8. Brault, V., Uzest, M., Monsion, B., Jacquot, E., Blanc, S. (2010). Aphids as transport devices for plant viruses. Comptes rendus biologies, 333: 524–538.