Emergence et Virus de Plantes Thierry Candresse UMR GDPP, IBVM tc@bordeaux.inra.fr

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

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

Emergences successives (betterave, Californie, 1910-2000)

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 !)

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

Un siècle seulement de recul ! Pas de fossiles Pratiquement pas de données historiques sur les maladies Les virus de plante "ont" un siècle Confusion possible entre découverte et émergence !

Emergence, progression ou découverte? Le virus de la Sharka Affecte les Prunus Symptômes sévères Difficile à "manquer" "Découvert" en 1917 Envahi en 1 siècle pratiquement toutes les zones de culture de Prunus au monde

Progression de la Sharka en Europe

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?

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

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.

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

Rice yellow mottle virus Découvert au Kenya en 1966 Puis dans presque toutes les régions de production en Afrique Scénario initial : invasion Mais phylogéographie non compatible avec le Scénario invasif

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

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

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

Citrus tristeza virus

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

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

Aleurodes : explosion mondiale des populations 1978 1998 1990

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…)

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?.....

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

Tomato yellow leaf curl disease

Tomato Yellow leaf curl disease

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

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

Le nouveau virus est un recombinant

Le recombinant a une gamme d'hôte étendue

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….

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