Virology ; Received March 28, 2002; accepted June 25, 2002 A Natural Recombinant between the Geminiviruses Tomato yellow leaf curl Sardinia virus and Tomato yellow leaf curl virus Exhibits a Novel Pathogenic Phenotype and Is Becoming Prevalent in Spanish Populations Francisco Monci, Sonia Sanchez-Campos, Jesus Navas-Castillo, and Enrique Moriones Estacion Experimental “La Mayora”, Consejo Superior de Investigaciones Cientıficas, 29750 Algarrobo- Costa, Maaga, Spain Virology ; Received March 28, 2002; accepted June 25, 2002

Geminivirus Virus émergents de plantes dicotylédones Transmis par les insectes Gimiviniridae Mastrevirus Curtovirus Begomovirus Capside jumelée icosaédrique Génome ADN circulaire simple brin Monopartite ou dipartite

Begomovirus : TYLCSV & TYLCV Structure du génome : ADN monopartite 2,8 kb 6 ORF Région interingénique 300 nt Boucle : stem-loop Séquence de neuf nucléotides 5’-TAATATTAC-3’ : origine de réplication  Rep Réplication : modèle du cercle roulant Variations du génome : Mutation Réassortiment Recombinaison

Begomovirus : TYLCSV & TYLCV Transmission : Bemisia tabaci Insecte nuisible = mouche blanche Hémiptère, Aleyrodidae Acquisition des virus lors repas Présence dans les glandes salivaires Pathologies TYLCD  TYLCSV et TYLCV BLCD  TYLCV Malformations foliaires Feuilles enroulées Jaunissement

Epidémies de TYLCD en Espagne Epidémie sur cultures de tomates 1992  TYLCSV-ES 1997  TYLCV-Mld associé à TYLCSV 1999  ES421/99 : recombinant Monci et Al. 2001 Caractérisation de ES421/99 Détermination du génome Transmission par B. tabaci Pathogénicité : Hôtes infectés Expansion L’apparition de nouvelles caractéristiques permettent-elles : un avantage sélectif ? d’augmenter la fréquence du virus dans la population ?

Isolat ES421/99 est un recombinant entre TYLCD & TYLCSV Prélèvement de plants de haricots présentant un syndrome BLCD Extraction du génome viral Digestion par BamH1 Southern Blot avec sondes spécifiques de TYLCSV  ADN 2,8 kb Clonage dans un site BamHI de pBluescript Séquençage avec primers internes et universels pUC/M13

Isolat ES421/99 est un recombinant entre TYLCD & TYLCSV Comparaison de séquence ES421/99 : Wisconsin GCG TYLCSV TYLCV  Organisation du génome similaire aux Begomovirus  ES421/99 résulte de la recombinaison entre génomes de TYLCSV & TYLCV IR 3’ de Ren ORF  Conservation de Rep et motifs de IR : le virus peut se multiplier

Isolat ES421/99 est un recombinant entre TYLCD & TYLCSV

Infection à ES421/99 Agroinoculation : Transformation d’Agrobacter tumefaciens LBA 404 avec p1.4ES421/99 Agroninoculation à 4 plants de haricots Observation des symptômes Infection de 4/4 plants de haricots : le virus recombinant est infectieux

ES421/99 a un plus grand nombre d’hôtes Agroinoculation de ES421/99, TYLCSV et TYLCV à un panel de plantes 2 expériences répétées de 5 plantes / virus Analyse après 30j : Symptômes Pétioles : Hybridation PCR  ES421/99 induit : Une infection systémique Des symptômes plus légers

Transmission du recombinant par B. tabaci Transmission par B. tabaci différente entre TYLCV et TYLCSV Agroinoculation des virus à des plants de tomate ou de haricot  3S Exposition à B. tabaci adultes biotype Q pendant 24h : AAP Exposition des jeunes plants trifoliés sains de tomate pendant 48h à B. tabaci vecteurs : IAP Chambre de culture Analyse à J30 des pétioles par hybridation/tissue-blot Contrôle à partir de plants sains ES421/99 est aussi efficacement transmis par B. tabaci biotype Q

Expansion dans la nature Etude de la fréquence d’apparition de ES421/99-like dans des champs de tomate et de haricots dans le sud-est de l’Espagne Malaga Murcia Almeria Granada Hybridation/PCR

Expansion dans la nature Almeria : augmentation de la prévalence du recombinant : Aucun recombinant en 1998 96,5% des échantillons infectés en 1999 Malaga : Pas de variants ES421/99-like observé

Expansion dans la nature Almeria : Prédominance TYLCV Nombre significatif d’échantillon collecté avec ES421/99 en 2000 ES421/99 déjà présent dans 4 plants co-infectés TYLCSV et TYLCV en 1998 Malaga, Granada et Murcia : Rares cas de recombinants bien que présence TYLCSV et/ou TYLCV  Nouveaux virus variants  Mutations au niveau des amorces de PCR

Expansion dans la nature  Faible fréquence ES421/99-like chez les plantes symptomatiques 8,3 % par rapport aux asymptomatiques 26,7% et au total 16,7%  Sous estimation dans les études précédentes  Apparition de nouveaux variants viraux

Discussion Apparition rapide des recombinants dans les infections mixtes Bien que les deux virus parents soient présents à Malaga, Grenade et Murcia  2 échantillons avec recombinaison à Malaga  Des facteurs écologiques doivent contribuer : Établissement de la recombinaison Expansion D’autres types de recombinaisons sont possibles La population de Begomovirus est très dynamique

Discussion ES421/99 est un recombinant de TYLCV et TYLCSV Bien adapté a une transmission par B. tabaci Plus grand nombre de sujets réceptifs : Atteinte d’hôtes plus large que les parents Expansion des cultures infectées dans l’Almeria La caractérisation de ES421/99 montre un avantage sélectif de ce recombinant par rapport à ses deux progéniteurs Conséquences épidémiologiques importantes

Discussion ES421/99 induit des symptômes plus légers chez la tomate Transmission par B. tabaci diminué chez les plantes sévèrement atteintes Expansion facilitée : augmentation du réservoir du virus Infections répétées des tomates Ty-1 plus efficace que pour TYLCSV et TYLCV Avantages sélectifs  problèmes épidémiologiques importants pour les cultures