Caractéristiques et taxonomie des virus PDF

CARACTÉRISTIQUES ET TAXONOMIE DES VIRUS Dr. ALLALA-MESSAOUDI LINDA (Version 2022-2023) INTRODUCTION La virologie est l’étude des virus, qui sont des microorganismes de...

CARACTÉRISTIQUES ET TAXONOMIE DES VIRUS Dr. ALLALA-MESSAOUDI LINDA (Version 2022-2023) INTRODUCTION La virologie est l’étude des virus, qui sont des microorganismes de très petite taille (exprimée en nm) de constitution très simple (un génome entouré d’une coque protéique, et qui pour se répliquer les virus détournent la machinerie enzymatique de leur hôte à leur profit. Ces pathogènes se multiplient dans toutes les formes de vie, et les maladies qu’ils entraînent sont généralisées, insidieuses et incurables. Chez les végétaux, ils endommagent aussi bien les racines, les tiges, les feuilles, les fleurs que les fruits et les graines. Ce sont donc des parasites obligatoires invisibles au microscope photonique, qui ne se cultivent pas sur milieux, et qui sont dotés d’un pouvoir infectieux et de facultés génétiques. I-1. Définition Le terme de virus vient du latin poison, venin et fut utilisé pour définir toutes les substances qui provoquaient chez les êtres vivants des désordres métaboliques. Durant des années, différentes définitions furent proposées mais aucune ne fit l’unanimité. Celle qui est actuellement adoptée par le comité international de taxonomie des virus (CITV) est la suivante : Les virus sont des parasites acellulaires, ayant un génome poly nucléotidique qui code pour au moins une protéine impliquée dans sa réplication et qui une fois dans la cellule hôte peut induire sa propre multiplication. I-2. Historique Si un certain nombre de maladies virales des plantes était connu depuis longtemps (panachure de la tulipe ou dégénérescence de la pomme de terre), ce n’est qu’à partir de 1886 que quelques-unes de leurs caractéristiques furent découvertes. En 1886 Mayer décrivit une maladie affectant le tabac et à laquelle il donna le nom de mosaïque du tabac. Il remarqua que cette maladie pouvait être transmise à des plantes par frottement à l’aide d’un extrait de plante infectée et, que l’exposition de l’extrait à des températures de 60, 70 et 80°C le rendait inactif, de même que l’addition d’alcool. Par contre la filtration des broyats sur du papier n’abolissait pas le pouvoir pathogène. Mayer conclu donc que le principe infectieux contenu dans les extraits de tabac malade possédait des caractères d’un micro-organisme qui ne pouvait pas être un champignon. En 1892, le chercheur russe Ivanowski reprenant le travail de Mayer ajouta que l’extrait de tabac infecté restait pathogène après le passage sur filtre de Chamberland (porcelaine) et donc que l’agent de la maladie du tabac ne pouvait être que de dimensions très faibles et probablement une bactérie filtrante. 1  En 1898, Berjerinck montra que l’agent de la maladie du tabac était un pathogène différent des autres microbes connus. IL diffusait au travers de l’agar, se multipliait par simple frottement sur des plantes saines, et pouvait être conservé durant deux ans dans des feuilles de tabac desséchées. Il en conclut que cet agent n’était ni une toxine, ni un microorganisme classique, mais un fluide vivant (Vivum fluidum) capable de se multiplier dans des cellules vivantes, il lui donna la dénomination de virus. A partir de 1900, d’autres maladies des plantes ont été rattachées aux virus et ont fait l’objet de recherches de plus en plus nombreuses. En 1901 Takami découvrit le rabougrissement du riz transmis par cicadelles. En 1915 Allard tenta de purifier le TMV par précipitation au sulfate d’ammonium. Il nota que le précipité restait infectieux tandis que le surnageant était inactif. Mulvania arriva aux mêmes conclusions avec la précipitation par les alcools. En 1933 Takahashi et Rawlins découvrirent que les suspensions obtenues par précipitation à l’alcool présentaient un phénomène de double diffraction dû à des particules en bâtonnet. En 1935, Stanley en appliquant des méthodes de fractionnement des protéines parvint à obtenir des cristaux qui dilués et inoculés à des plantes saines reproduisait la maladie. Il isola le TMV et démontra qu’il était composé de matériel génétique (A.N) et d’une enveloppe protéique. Bawden en 1936, démontra que l’A.N. du TMV était un ARN. Kaushe et Ruzka firent en 1939, la première micrographie du TMV, et en 1941 les premières observations par diffraction aux rayons X sont effectuées. En 1945, Williams et Wylcoff, inventèrent la technique de l’ombrage, et Berner et Horne mirent au point la technique de la coloration négative 1985, Mullis met au point la technique de la réaction de polymérisation en chaîne ou polymerase chain reaction (PCR), qui a révolutionné le diagnostic viral du fait qu’elle permet l’amplification spécifique d’infimes quantités d’acide nucléique. Au cours des dernières décennies, le développement de la virologie a été étroitement lié à celui de la biochimie des acides nucléiques et des protéines, ainsi qu’à la connaissance de leur biosynthèse. Des progrès fantastiques ont depuis été réalisés et ont permis la connaissance des virus et leur utilisation comme modèles dans de nombreux travaux de biologie moléculaire et surtout de génétique moléculaire. 2 II-CARACTERISTIQUES DES VIRUS II-1. Composition des virus La particule virale ou virion est composée du génome viral (ADN ou ARN) enfermé dans une coque protéique appelée capside (virus nu). Chez certains virus on retrouve en plus une enveloppe de nature lipoprotéique ou glycoprotéique (virus enveloppés) des enzymes et des ions Zn et Ca en faible quantité. II-1-1. Les génomes viraux A la différence des autres règnes, la composition et la structure des génomes viraux sont très variées. Ainsi, chez les virus de végétaux l’information génétique est portée par l’acide nucléique qui est infectieux (Gierer et Schramm 1956), et qui peut être soit (Tableau 1) : Un ARN monocaténaire (majorité des virus de végétaux) Un ARN bicaténaire (virus de champignons et virus cryptiques), Un ADN monocaténaire (Geminivridæ et bactériophage) Un ADN bicaténaire (végétaux, animaux, bactéries et Caulimoviridae Notons ici que les trois premiers types de génomes ne sont retrouvés que chez les virus. Ces acides nucléiques peuvent également se distinguer entre eux selon que la molécule soit : - Linéaire avec les extrémités 3’ et 5’ libres ou circulaire aux liaisons covalentes. - Segmentée (génome complexe ou pluripartite) ou non segmentée (génome simple ou monopartite). - Lorsque le génome est segmenté, les différentes parties peuvent être soit enfermées dans une même capside soit dans différentes capsides. Dans ce dernier cas le virus est formé par un ensemble de particules pouvant être de taille et de morphologies différentes. Cependant lors de l’infection d’une plante par un virus, la présence de toutes les particules est nécessaire. De plus les génomes segmentés sont plus fréquents chez les virus à ARN et de plus ils possèdent un potentiel d’évolution élevé du fait qu’une plus grande facilité de recombinaison. - Enfin dans le cas des virus à ARN monocaténaire, cet ARN peut être de polarité positive (messager comme pour les Potyviridae) négative (les Rhabdoviridae) ou ambisens (Bunyaviridae). - La taille des génomes varie de 3500 nucléotides (nt) à 2.400.000 nt soit 1,2 millions de pair de base (bp). Tableau 1 : les différents types de génomes viraux rencontrés chez les virus de végétaux (Matthews et al.1980) Type d’acide nucléique Nombre Pourcentage ADN double brin 1 0,1% ADN brin simple 166 17% Virus à transcriptase inverse 31 3,2% ARN double chaine 45 4,6% ARN brin simple polarité 100 10,2% négative ARN brin simple polarité positive 635 65% 3 II-1-2. Les protéines virales Plus de 80% du génome viral code pour des protéines qui sont produites durant l’infection de l’hôte. Leur nombre dépend du nombre de gènes portés par l’acide nucléique en général entre 4 à 7, et elles ont des fonctions spécialisées. Parmi celles-ci : -L’ARN polymérase et autres enzymes intervenant dans la réplication du génome viral -L’hélicase -La protéine de transport ou protéine de mouvement (MP) -La protéine capside ou CP qui possède plusieurs fonctions et qui représente à elle seule 55 à 99% du poids total du virus. II-1-3. Les lipides Une grande variété de lipides est rencontrée chez les virus, les plus importants sont les phospholipides qui jouent un rôle structural. L’origine de ces lipides n’est pas bien connue mais il semblerait tout au moins dans le cas des Rhabdovirus que l’enveloppe lipidique qui recouvre la nucléoprotéine virale dérive de l’enveloppe nucléaire. Les analyses chimiques effectuées révèlent une même composition. II-2. Morphologie des virus La morphologie et la taille du virus sont deux critères importants intervenant dans la taxonomie des virus. L’étude de la morphologie et de la structure des virus a débuté en 1935 avec Stanley (cristaux de TMV). Les premières micrographies de ce virus ont été réalisées par Kaushe et Ruzka en 1939 puis en 1954, la structure en hélice de ce virus est révélée par les par diffraction aux rayons X. II-2-1. Définitions : Capside : c’est le nom donné à la coque protéique du virus qui entoure le génome viral et qui est constituée par un ensemble de sous unités protéiques ou structurales toutes identiques. Chaque sous unité est une chaîne polypeptidique, de 150 à 400 acides aminés, codée par le génome viral. L’arrangement régulier et symétrique de ces sous unités détermine la structure du virus, laquelle est stabilisée par des interactions entre sous unités - sous unités et entre sous unités et acide nucléique. Capsomère : sous unité structurale qui compose la capside et dont chacune comprend un certain nombre de sous unités protéiques (2,3, 5 ou 6). Icosaèdre : polyèdre régulier à 20 faces triangulaires équilatérales ; 20 sommets, 3 axes de symétrie (sommet, centre triangle, milieu arête), et 30 arêtes. T ou nombre de triangulation : le nombre de SSU constituant une face de l’icosaèdre. T peut être égal à 1, 3, 4, 7, 13. II-2-2. Les différents types de morphologie virale : La taille et la forme des virus sont extrêmement variées. Les plus petits virus sont les icosaèdres, ils mesurent environ 18 à 20 nanomètres de large. Les plus gros virus sont les virus en bâtonnet, plus ou moins flexueux, dont certains peuvent atteindre 2000 nm en longueur, mais généralement moins de 100 nm de large. 4  Chez les virus des végétaux on retrouve trois types de morphologie : 1- les virus à symétrie hélicoïdale qui se présentent en microscopie électronique sous forme de bâtonnets rigides ou de filaments flexueux. 2-Les virus de symétrie icosaédrique qui apparaissent sous forme de sphères. 3- Les virus de symétrie complexe, qui ont la forme d’un bacille ou d’un obus II-3. Multiplication des virus L’une des plus importantes caractéristiques des virus est leur aptitude à répliquer leur génome. Les virus des végétaux comme tous les autres virus, dépendent de l’activité de la cellule hôte pour un bon nombre d’aspects de leur réplication, ils n’apportent que les informations concernant les protéines indispensables à la réplication, au mouvement transmission, la capside, etc. Composantes pour la synthèse virale : Les virus utilisent les acides aminés et les nucléotides synthétisés par la plante hôte pour produire leurs protéines et leurs acides nucléiques, ainsi que d’autres composantes comme les polyamines pour certains virus. L’énergie : l’énergie nécessaire à la polymérisation de la protéine virale et la synthèse de l’acide nucléique provient du métabolisme de la plante hôte sous forme essentielle de nucléoside triphosphate La synthèse des protéines : les virus utilisent les ribosomes cytoplasmiques (80S), les ARN-t, les enzymes et les facteurs cellulaires associés au système de synthèse des protéines cellulaires pour synthétiser les protéines virales en utilisant l’ARN viral m, ainsi que les systèmes enzymatiques cellulaires pour les modifications lors de la transcription de leurs protéines. La synthèse de l’acide nucléique : Tous les virus codent pour une ou plusieurs enzymes intervenant dans la synthèse de leur acide nucléique, mais ils peuvent ne pas donner tous les polypeptides concernés. Les composantes structurales de la cellule : notamment les membranes qui interviennent dans la réplication virale La multiplication des virus comprend plusieurs étapes qui se déroulent de façon chevauchante : 1- Infection (pénétration dans la cellule) et la désencapsidation (libération de l’information génétique) 2- Traduction (synthèse des protéines) et réplication (synthèse des AN) 3- Assemblage (encapsidation) et migration vers d’autres cellules. II-3-1- L’infection et la désencapsidation L’infection d’une plante par un virus ne peut se faire sans la présence de lésions de la cuticule et de la paroi pectocellulosique. Les lésions de la cuticule, ou blessures, sont soit causées par un vecteur (organisme qui s’alimente sur la plante) soit par 5 l’homme lors des travaux culturaux, ou en laboratoire et ceci donc par simple frottement d’un jus de plante infectée en présence d’une poudre abrasive. Dès que le virus se retrouve en contact avec le contenu cellulaire, il se désencapside, c'est-à-dire que l’enveloppe virale est détruite par les enzymes cellulaires libérant l’AN viral. Cette désencapsidation est rendue possible grâce au changement de pH et à la concentration d’ions Ca de la cellule, ce qui permet aux forces répulsives entre sous unités (jusque-là neutralisées par un pH et une concentration ionique adéquate) de s’exprimer. L’information génétique est alors libérée. II-3-2- La réplication et traduction Les stratégies adoptées pour la réplication et la traduction diffèrent selon le génome viral. A- Chez les virus à ARN de polarité positive Les virus à ARN sont les seuls organismes dont le génome est constitué par un ARN. Ce génome est transcrit et répliqué par des mécanismes particuliers qui font appel à des enzymes capables d’utiliser l’ARN viral comme matrice ce sont les ARN polymérases - ARN dépendantes, codées par le génome viral. De plus les virus à ARN (mis à part les Rhabdovirus, ARN non messager) sont caractérisés par le fait que l’ARN génomique est un ARN messager, c'est-à-dire qu’il dirige lui-même la synthèse des protéines virales. De plus, lors de la synthèse des protéines chez les eucaryotes, les ribosomes sont adaptés à la traduction monocistronique c'est-à-dire à celle de l’ORF situé juste en aval de l’extrémité 5’ de l’ARN messager, de ce fait tous les autres ORF ne seront pas traduits. Or la taille limitée du génome viral et le nombre important d’informations qu’il contient ont obligés les virus à ARN à développer des mécanismes qui rendent tous leurs gènes accessibles à la traduction. Parmi ces mécanismes : - Réplication avec synthèse d’ARN subgénomique (Cas du TMV) Dès que l’ARN est libéré, il est pris en charge par les ribosomes cellulaires (traduction) pour la synthèse des protéines virales de la réplication (réplicase). Ces protéines vont ensuite servir à construire un modèle complémentaire de l’ARN viral dit ARNc ou ARN-. Ses deux ARN sont à cette étape sous forme d’un duplex appelé forme réplicative. Le complémentaire va se détacher du modèle pour synthétiser de nouveaux ARN v identiques à l’ARN viral parental, ainsi que des ARN subgénomiques. Cette forme est en partie bi caténaire et en partie monocaténaire et s’appelle la forme réplicative intermédiaire. Les ARN subgénomiques sont alors traduits en protéines virales (capside, mouvement, inclusions etc.) par les ribosomes. Les ARN v nouvellement formés et les protéines virales (capside) s’associent en un site précis pour donner la nucléoprotéine virale complète (Figure 6). - Réplication avec synthèse d’une poly protéine (Cas des Potyvirus) Chez les Potyvirus, l’information génétique est contenue dans une seule molécule d’ARN et s’exprime en totalité sous la forme d’une très longue chaîne de polypeptidique précurseur. Par protéolyse virale, cette longue chaîne va se scinder en différentes protéines, protéines de réplication, protéine de la capside, protéine de mouvement etc. Les protéines de réplication vont de suite synthétiser sur le modèle ARN viral un 6 complémentaire à partir duquel seront fabriqués les nouveaux ARN viraux, (en passant par la forme réplicative et la forme intermédiaire). Sitôt les ARN formés, les sous unités de la capside s’organisent autour pour donner les particules virales complètes (Figure 7). B- La réplication et traduction chez les virus à ARN de polarité négative Il existe deux familles (Rhabdoviridae et Bunyaviridae) ainsi que deux genres de virus de végétaux dont le génome est un ARN – brin unique et qui possèdent une enveloppe lipoprotéique. Chez ces virus, l’ARN génomique est associé à une protéine, la transcriptase, que l’on retrouve au niveau de l’enveloppe. (Figure 8). Parmi ces virus, le SYNV (sonchus yellow net virus) a été bien étudié. La particule virale fusionne son enveloppe avec le réticulum endoplasmique puis la nucléoprotéine migre vers le noyau. Là l’ARN viral est transcrit en plusieurs ARN m monocistroniques qui seront traduit en protéine au niveau du cytoplasme (5 protéines). Les protéines de réplication vont alors copier le brin ARN – en un brin + qui servira comme modèle à la réplication de nouveaux ARN – identiques à l’ARN- parental. L’encapsidation se fait au niveau du noyau, les virions s’entourent de l’enveloppe lipoprotéique en bourgeonnent à travers la membrane nucléaire interne et s’accumulent dans l’espace péri nucléaire. C- La réplication et traduction chez les virus à ADN. - Les virus à ADN simple brin (Geminiviridae et nanovirus), doivent transcrire leur génome en ARN m (Figure 9). L’ADN viral (+), est d’une part transcrite par des enzymes cellulaires (celle qui réplique de l’ADN cellulaire) en ARN messagers traduisibles par les ribosomes en protéines virales. Ces protéines virales et les protéines cellulaires stimulent les ADN polymérases cellulaires pour copier le brin ADN+ en un brin ADN – et aboutir à un ADN double brin permettant de synthétiser en continu des brins+ sur le modèle du brin et la réplication se fait dans le noyau. - Dans le cas des ADN bi caténaires, (Caulimoviridae) (Figure 10), sitôt la pénétration réalisée, l’ADN viral migre vers le noyau dans lequel il forme un mini chromosome. La transcriptase cellulaire ou ARN polymérase cellulaire II donne naissance à deux transcrits, l’ARN 35S ou pré génomique et l’ARN19 S ou subgénomique. L’ARN 19S, monocistronique code pour une protéine virale appelée viroplasme dans laquelle s’accumulent les particules virales, l’ARN 35 S code pour la polymérase transcriptase inverse, la protéine de mouvement, la protéine de transmission, la protéine capside et protéine associée à la capside ; Il sert également comme modèle pour de la transcription inverse qui va donner L’ADN-. - II-3- 3. Assemblage du virus = Encapsidation Les AN viraux nouvellement formés ainsi que les protéines virales produites s’associent de façon spécifique pour donner des virions complets, au niveau de sites spécifiques non encore définis pour tous les virus. Les particules virales complètes migrent alors vers d’autres cellules pour initier une infection généralisée et se multiplier à nouveau. 7 II-4- La propagation du virus dans la plante infectée La propagation d’un virus à travers la plante infectée est une fonction essentielle de sa pathogénicité. Les virus de plantes établissent une infection par initiation de la réplication au niveau de quelques cellules. Une fois l’infection initiale réalisée, le virus procède à sa dissémination vers les autres organes de la plante et établit ainsi une infection systémique ou généralisée. Cette généralisation suppose donc le déplacement du virus de la cellule initiale à l’ensemble de l’hôte. III-4-1. Cinétique de l’infection de la plante Les travaux réalisés par Samuel en 1934, ont permis de mieux comprendre le déplacement et la généralisation du TMV dans la plante. Expérience de Samuel en 1934 : -Inoculation d’un lot de plants de tomate (une feuille par plant) -Prélèvement puis inoculation d’une portion du plant à différents espaces de temps (J0, J1, J2…J20) sur un hôte hypersensible (développement de lésions locales nécrotiques dont le nombre est proportionnel à la concentration du virus) - dénombrement des lésions dans les différents échantillons Résultats : - Durant les trois premiers jours suivants l’infection, le virus reste localisé dans la feuille inoculée - Au quatrième et cinquième jour, le virus est retrouvé dans les échantillons racines et les feuilles apicales - Ensuite le virus envahit l’ensemble de la plante Conclusion : Le déplacement du virus se fait tout d’abord de manière lente, de cellule à cellule et par le biais des plasmodesmes (infection locale). Il est ensuite distribué à l’ensemble de la plante de façon rapide par le phloème (infection systémique). L’infection initiale se fait dans l’épiderme ou dans les cellules du mésophylle, le virus se déplace à travers les cellules du mésophylle pour atteindre les nervures d’ordre quaternaire et tertiaire. A partir de ce moment, le virus sous sa forme infectieuse doit être capable de passer dans le parenchyme vasculaire puis dans les cellules compagnes pour atteindre les tubes criblés. Il va alors emprunter les courants de translocation du phloème pour envahir les organes les plus éloignés. Durant ce parcours, le virus envahit la plante 8 hôte en se multipliant dans un certain nombre de cellules de tissus différents, or la taille des plasmodesmes n’est pas égale et par conséquent le passage de cellule à cellule va différer selon le tissu. Le mouvement du virus de cellule à cellule : Si l’on compare la taille du plus petit virus (17 nm) ou encore celle d’une chaîne d’ARN pelotonnée sur elle-même avec la taille d’un plasmodesme (2,5 nm) on se rend compte que le virus quel que soit sa forme ne peut pas traverser la lumière du plasmodesme ; et pourtant l’ARN viral passe de cellule à cellule pour initier la multiplication et engendrer l’infection de l’ensemble de l’organe. Les recherches effectuées ont démontré que l’ARN viral traversait les plasmodesmes sous le contrôle d’une protéine, la protéine de mouvement. Cette protéine codée par le génome viral montre un certain nombre de fonctions : - Des molécules de cette protéine se lient avec l’AN (ADN ou ARN monocaténaire) de manière à dérouler la chaîne en un filament de 1,5 à 2 nm - Elle permet l’augmentation du seuil d’exclusion des plasmodesmes du mésophylle et le passage des macromolécules à travers les plasmodesmes. Cette protéine de transport médiatrice du passage du matériel viral est un pré requit pour l’établissement d’une infection généralisée systémique mais on ne sait par contre pas encore si elles ont un rôle dans le déplacement à longue distance. On sait aussi grâce aux études réalisées dans cette optique que le facteur hôte et le facteur souche virale sont importants. Concernant l’hôte, une étude réalisée sur une variété de soja résistante à l’infection systémique par le CCMV a montré que le mouvement du virus de cellule à cellule dans le mésophylle des cellules infectées n’est pas du tout altéré alors qu’au niveau du parenchyme vasculaire et des cellules compagnes le nombre de virus est très faible voire inexistant. Ce résultat suggère une intervention du facteur hôte par une restriction du passage à travers les plasmodesmes entre les gaines des vaisseaux conducteurs et les cellules du parenchyme vasculaire Chez les Potyvirus, les études ont montré que plusieurs produits du génome viral sont impliqués dans le transport du virus. Ce serait les protéines dites d’inclusions que l’on ne rencontre que dans les tissus malades qui joueraient ce rôle de transporteur de virus. Le mouvement à longue distance : Le virus à partir des cellules du mésophylle doit être capable d’envahir les tissus conducteurs, son entrée se fait par les nervures d’ordre IV et V. Il emprunte le passage suivant : cellule du mésophylle, cellule du parenchyme périvasculaire, cellule du parenchyme phloèmien, cellule compagne et enfin les tubes criblés. Selon les études réalisées, le passage à travers les plasmodesmes semble dépendre selon le tissu concerné, de la protéine capside, des protéines de la réplication et chez certaines familles de virus comme les Potyvirus, les protéines des inclusions. 9 II-5-. Les fonctions biologiques des différents constituants du virus II-4-1. Fonctions biologiques de l’acide nucléique L’acide nucléique viral possède trois fonctions primordiales qui sont : la fonction génétique, la fonction modèle et la fonction messagère La fonction génétique : Mise en évidence par Frankel Contrat & Singer puis Gierer & Schramm (1956), par les expériences suivantes II-3. Multiplication des virus II-3-1- L’infection et la désencapsidation L’infection d’une plante par un virus ne peut se faire sans la présence de lésions de la cuticule et de la paroi pectocellulosique. Ces blessures sont soit causées par un vecteur (organisme qui s’alimente sur la plante) soit par l’homme lors des travaux culturaux ou en laboratoire et ceci donc par simple frottement d’un jus de plante infectée en présence d’une poudre abrasive. Dès que le virus se retrouve en contact avec le contenu cellulaire, il se décapside, c'est-à-dire que l’enveloppe virale est détruite par les enzymes cellulaires libérant l’AN viral. Cette décapsidation est rendue possible grâce au changement de pH et à la concentration d’ions Ca de la cellule, ce qui permet aux forces répulsives entre sous unités (jusque-là neutralisées par un pH et une concentration ionique adéquate) de s’exprimer. L’information génétique est alors libérée. II-3-2- La réplication et traduction * Chez les virus à ARN Les virus à ARN sont les seuls organismes dont le génome est constitué par un ARN. Ce génome est transcrit et répliqué par des mécanismes particuliers qui font appel à des enzymes capables d’utiliser l’ARN viral comme matrice ce sont les ARN polymérases - ARN dépendantes, codées par le génome viral. De plus les virus à ARN (mis à part les Rhabdovirus, ARN non messager) sont caractérisés par le fait que l’ARN génomique est un ARN messager, c'est-à-dire qu’il dirige lui-même la synthèse des protéines virales. Dès que l’ARN est libéré, il est pris en charge par les ribosomes cellulaires (traduction) pour la synthèse des protéines virales de la réplication. Ces protéines vont ensuite servir à construire un modèle complémentaire de l’ARN viral dit ARNc. A partir de ce complémentaire vont être synthétisés des ARN v identiques à l’ARN viral parental. (Figure 1). * Chez les virus à ADN Les virus à ADN doivent transcrire leur génome en ARN m avec l’aide d’une ARN polymérase cellulaire (Figure2) 10 II-3-3. Assemblage du virus = Encapsidation Les AN viraux nouvellement formés ainsi que les protéines virales produites migrent en un site au niveau duquel ils s’associent de façon spécifique pour donner des virions complets, puis migrent vers d’autres cellules pour initier une infection généralisée et se multiplier à nouveau. II-4- La propagation du virus dans la plante infectée La propagation d’un virus à travers la plante infectée est une fonction essentielle de sa pathogénicité. Les virus de plantes établissent une infection par initiation de la réplication au niveau de quelques cellules. Une fois l’infection initiale réalisée, le virus procède à sa dissémination dans l’ensemble de l’hôte d’abord par un mouvement de cellule à cellule ou déplacement sur de courtes distances par le biais des plasmodesmes* (infection locale), puis un déplacement sur de longues distances par le phloème (infection systémique). II-5-. Les fonctions biologiques des différents constituants du virus II-5-. Les fonctions biologiques des différents constituants du virus II-4-1. Fonctions biologiques de l’acide nucléique L’acide nucléique viral possède trois fonctions primordiales qui sont : la fonction génétique, la fonction modèle et la fonction messagère La fonction génétique : Mise en évidence par Frankel Contrat & Singer puis Gierer & Schramm (1956), par les expériences suivantes : - Purification du virus de la mosaïque du tabac, et séparation des deux composantes (AN et protéines). - Inoculation de chacune des composantes seule à des tabacs sains : a. Lorsque la protéine capside est inoculée seule, aucun symptôme n’est développé et aucun virus n’est décelé b. Lorsque l’acide nucléique est inoculé ; des symptômes apparaissent et des virions identiques au virus parental sont réisolés. La fonction génétique est portée par l’acide nucléique viral constituant le génome La fonction modèle : La mise en évidence de la fonction modèle de l’acide nucléique a été faite par extraction et purification de l’enzyme servant à la réplication virale à partir d’un jus de plante infectée. - Purification du jus pour éliminer les fractions membranaires auxquelles est attachée l’enzyme de même que les éléments solubles. - Détachement de l’enzyme du complexe de réplication (forme intermédiaire et ARNv), pour la rendre dépendante de l’addition du modèle de réplication. - Addition in vitro à l’enzyme de nucléotides (ATP, UTP, CTP et GTP) en marquant à l’aide d’un élément radioactif l’ATP : aucune synthèse de virus n’est observée. 11  - Addition du modèle de réplication à l’enzyme : obtention de nouveaux ARN infectieux conformes au modèle parental. L’acide nucléique viral sert de matrice à la production d’un ARN complémentaire en présence des enzymes de réplication La fonction messagère : L’expérience est réalisée à l’aide du virus de la nécrose du tabac (TNV), qui est un virus à symétrie cubique de 25 à 30 nm de diamètre, possédant un ARN monocaténaire monopartite de 1,5.10 6 et dont la protéine capside est constituée de 180 sous unités d’un PM égal à 33 Kd. - Prélèvement de disques foliaires à partir de tabac sain, ces disques sont mis à flotter sur une solution d’acides aminés marqués au C14 pour marquer les protéines normales de la plante. - Ces mêmes disques sont inoculés par le virus, puis remis à flotter sur une solution d’acides aminés marqués au tritium, contenant de l’actynomycine D (qui inhibe la synthèse des protéines normales de la plante par blocage des transcriptases nécessaires à la production des ARNm). - Les protéines contenues dans ces disques foliaires sont extraites puis soumises à une électrophorèse sur gel de polyacrylamide en conditions dénaturantes. Les protéines auxquelles le dodécyl sulfate de sodium (= détergent, SDS) confère une charge négative vont se déplacer vers le bas du gel en fonction de leur taille. - Le gel est desséché puis passé sous autoradiographie pour mettre en évidence les bandes radioactives et le type de radioactivité. Résultats : deux types de bandes sont obtenus : a. Des bandes marquées au C14 correspondent aux protéines de l’hôte. b. Des bandes marquées au tritium et au C14 correspondant aux protéines synthétisées après infection. L’analyse de ces protéines doublement marquées montrent l’existence de protéines de 33Kd, donc des protéines identiques aux sous unités du virus. L’ARN viral joue le rôle de l’ARN m pour synthétiser les protéines virales avec l’aide des ribosomes cellulaires II-4-2. Fonctions biologiques de la protéine capside La capside est constituée de sous unités protéiques représentant l’unité élémentaire de construction du virus. Ces sous unités possèdent plusieurs fonctions nécessaires à la survie du virus. Fonction de construction et de protection de l’acide nucléique : - Par reconnaissance mutuelle entre les sous unités. - Par auto assemblage pour former la capside par des liaisons protéines – protéines et protéines- acide nucléique. - Protection de l’acide nucléique vis-à-vis des enzymes de l’hôte, des UV, …etc. Fonction de dissémination dans la nature : S’il existe une affinité spécifique pour une ou plusieurs structures de l‘organisme vecteur, la protéine capsidiale se fixe sur l’organe du vecteur autorisant sa libération au moment voulu. Fonction de reconnaissance de l’hôte : Elle est basée sur l’existence d’une interaction spécifique entre l’hôte et le virus, qui autorise la décapsidation et la libération de l’information génétique. La protéine virale ne semble pas intervenir dans l’infection de la plante, cependant pour ce qui est de la synthèse du virus, il semblerait au moins pour certains groupes de virus tels les virus ILAR 12 et l’AMV, que les sous unités protéiques ont un rôle d’activation de la synthèse virale lorsque l’un des fragments d’ARN est absent (ARN 4 des ILAR). * L’acide nucléique viral possède trois fonctions primordiales qui sont : la fonction génétique, la fonction modèle et la fonction messagère. * La capside est constituée de sous unités protéiques représentant l’unité élémentaire de construction du virus. Ces sous unités possèdent plusieurs fonctions nécessaires à la survie du virus. III - DISSEMINATION DES VIRUS La survie d’un virus dépend de sa capacité à se propager dans la nature, du fait qu’il ne constitue de véritable menace pour l’agriculteur que dans la mesure où il se dissémine rapidement. Il est donc important de d’étudier les voies par lesquelles un virus se transmet d’une plante à une autre plante, de manière à appliquer les méthodes adéquates pour stopper sa progression. D’autre part pour déterminer la nature infectieuse d’une maladie, il faut pouvoir la transmettre à un plant sain, de quelque manière que ce soit, pour reproduire les symptômes et déterminer l’agent causal. La connaissance des différents modes de transmission d’un virus est donc une caractéristique importante pour son identification, sa classification et la mise en œuvre des méthodes de lutte. La transmission d’un virus à un végétal et l’initiation de l’infection ne se font que lorsque le pathogène se retrouve en contact direct avec le contenu cellulaire de l’hôte. Ce contact est établi par des blessures provoquées soit par l’homme lors des différents travaux culturaux soit par frottement entre les plants soit encore par un organisme qui s’alimente sur la plante et qui est appelé un vecteur. Une fois le contact réalisé, le virus se multiplie dans le végétal, s’y généralise puis selon les cas pourra être retransmis à d’autres plantes par les vecteurs, les semences, ou encore par le matériel végétal issu d’une multiplication végétative de l’espèce concernée. Selon donc l’intervention ou la non intervention d’un organisme externe à la plante on parle de transmission avec vecteur ou horizontale et de transmission sans vecteur ou verticale. III-1-Les modes de transmission avec vecteur Les relations entre les virus et leurs vecteurs et les relations entre les vecteurs et les plantes hôtes sont très complexes et déterminent l’extension de la maladie et l’importance des dégâts occasionnés. Les premiers vecteurs de maladies virales reconnus sont les insectes, mais on retrouve aussi les acariens, les nématodes, les champignons du sol. III-1-1- Les insectes vecteurs de virus Les insectes constituent le plus grand groupe de vecteurs de virus tant au point de vue du nombre de virus propagés que du point de vue de l’importance économique des maladies véhiculées. Plusieurs ordres sont concernés : les homoptères avec surtout les aphides, les coléoptères, les thysanoptères etc.… Hormis les coléoptères qui transmettent les virus de manière mécanique (lors du broyage des feuilles les mandibules sont souillées par les virus qu’ils retransmettent de la même manière sur le plant voisin), les principaux insectes vecteurs de virus ont un appareil buccal de type piqueur suceur. 13 Les aphides : Les aphides sont à l’origine de la majorité des épidémies virales. Plus de 180 espèces sont répertoriées comme vectrices de virus. Ils véhiculent trois types de virus que l’on peut distinguer en fonction de la durée des différentes étapes du cycle de transmission. Définitions des différentes étapes du cycle de la transmission d’un virus par les aphides : Phase d’acquisition : Temps nécessaire à l’insecte pour s’alimenter sur une plante infectée (plante source de virus), et acquérir le virus. Phase d’inoculation : durée nécessaire pour s’alimenter sur une plante saine (Plante réceptrice), et retransmettre le virus. La phase de latence : espace de temps compris entre l’acquisition et l’inoculation et qui est nécessaire pour le développement du pouvoir infectieux de certains virus La persistance ou rétention du virus : durée pendant laquelle le vecteur reste virulifère (capable de transmettre le virus). Selon donc la durée de ces étapes on distingue : les virus non persistants, les virus persistants et les virus semi persistants (Tableau 1) Les virus non persistants et non circulants : Ils constituent la majeure partie des virus transmis par les aphides. Ces virus sont acquis lors des piqûres d’essai (quelques secondes) et sont aussitôt retransmis sans période de latence. Une période de jeûne avant l’acquisition est favorable à la transmission. Leur persistance chez le vecteur est de courte durée. Ces virus sont facilement inoculés mécaniquement, ils sont localisés dans le parenchyme, et induisent principalement des symptômes de type mosaïque, et ne présentent pas de spécificité étroite avec leur vecteur. Dans ce type de virus on retrouve le CMV (virus de la mosaïque du concombre), Bromoviridae- Cucumovirus, le PVY (virus Y de la pomme de terre), Potyviridae, Potyvirus. Les virus semi persistants et non circulants : ces virus possèdent des caractéristiques intermédiaires entre les virus non persistants et les virus persistants. La durée de l’acquisition est de quelques minutes, elle se fait dans le liber de même que l’inoculation, et une période de jeûne préalable n’a pas d’effet sur la transmission. Le puceron est de suite infectieuse et le restera durant 2 à 3 jours. Certains de ces virus peuvent être inoculés mécaniquement. Exemple le CTV ou virus de la tristeza des agrumes. Les virus persistants ou circulants : Leur acquisition et leur inoculation sont longues du fait qu’elles se font dans le phloème, et un jeûne préalable n’améliore pas la transmission. Le puceron devient virulifère après une période de latence (environ 12 heures), au cours de laquelle le virus réalise un parcours à travers le corps du vecteur. Durant ce parcours le virus passe du stylet vers l’intestin, et ensuite vers l’hémolymphe pour se concentrer dans les glandes salivaires d’où il sera inoculé à une plante saine, lors d’une nouvelle prise de nourriture. Ces virus persistent chez le vecteur plusieurs jours voire durant toute la vie de celui-ci, certains peuvent s’y multiplier. Ces virus sont inducteurs de maladies de type jaunisse, ne sont pas transmissibles mécaniquement, et présentent une spécificité très étroite avec leur vecteur. L’insecte demeure infectieux toute sa vie et peut transmettre le virus à sa descendance. Exemple le MCDV : Maize Chlorotic Dwarf Virus emple : Barley yellow dwarf viruses ou virus de la jaunisse nanisante de l’orge. BYDV-MAV essentiellement transmis par Macrosiphum (Sitobion) avenae 14 BYDV-PAV transmis par Rhopalosiphon padi et M. (S.) avenae, BYDV-SGV transmis par Schizaphis graminum BYDV-RMV régulièrement transmis par R. maidis BYDV-RPV communément transmis par R. padi, Tableau 1 : Principales caractéristiques des différents modes de transmission des virus par les aphides (Leclant 1982) : Caractéristiques Virus non circulants Virus circulants, persistants Non persistants Semi persistants Non multipliant Multipliant Acquisition Quelques Quelques Plusieurs heures Plusieurs heures secondes minutes Latence Non Non Oui Oui Rétention Quelques heures Quelques jours Plusieurs jours A vie voire à vie Conservation après la mue Non Non Oui Oui Transmission à la descendance Non Non Oui Oui Spécificité de transmission Faible Etroite Etroite Etroite Tableau 2 : Propriétés des virus transmis par les champignons du sol (KADO & AGRAWAL, 1972). Virus Structure Dimensions T. mécanique Vecteur Virus de la nécrose du tabac ou Cubique 26-30 nm Facile Olpidium TNV brassicae Virus satellite du TNV Cubique 17 nm Facile Olpidium brassicae Virus de la nécrose du Cubique 31 nm Facile Olpidium concombre cucurbitacearum Virus des grosses nervures de - - - Olpidium la laitue brassicae Virus du rabougrissement du Cubique - Difficile Olpidium tabac brassicae Virus X de la pomme de terre Bâtonnet 515/13 nm Facile Synchitrium flexueux endobioticum Virus de la mosaïque du blé Bâtonnet 160/25 nm Facile Pythium graminis rigide Virus du mop top de la pomme Bâtonnet - - Spongospora de terre rigide subterranea Virus du faux enroulement - - Facile Pythium ultimum foliaire du pois 15 III-1-2- Les autres vecteurs de virus Les cicadelles : constituent le second groupe d’insectes vecteurs de virus, environ 20 espèces sont incriminées. Elles véhiculent des virus semi persistants et des virus persistants dont la retransmission est toujours précédée d’une période de latence de 1 à 50 jours. Les aleurodes : vecteurs de maladies de grande importance économique, en Algérie ils ont été identifiés comme les agents de transmission du TYLCV sur tomate (Belkhodja et al. 1999). Les virus transmis sont de type persistant et circulant, leur acquisition se fait dans le phloème en 10- 60 minutes. Ils ne se sont pas transmis à la descendance et seules les larves sont vectrices. Les thrips : les virus sont acquis lors du prélèvement des contenus cellulaires et non de la sève, ils sont de type semi persistant ou persistant circulant, seules les larves sont vectrices. Exemple le TSWV identifié en Algérie ( Maattalah H, 2004) Les acariens : neuf espèces sont réputées vectrices de virus, mais la mise en évidence de leur activité de transmission est difficile du fait qu’ils sécrètent des substances toxiques pour la plante et qui donnent des symptômes rappelant ceux induits par les virus ; de plus ils envahissent surtout les bourgeons et les boutons floraux ce qui rend la détermination de leur présence non aisée. Les nématodes : la découverte de Xiphinema index comme vecteur du GFLV en 1958 a stimulé les recherches sur les vecteurs vivants dans le sol, ainsi que les virus d’origine tellurique ou soilborne viruses. 19 espèces de nématodes sont concernées par la transmission des virus, elles appartiennent aux genres ; Xiphinema, Longidorus et Trichodorus et Para trichodorus. Ce sont des espèces très cosmopolites, largement répandues dans les régions viticoles du monde, ce sont des ectoparasites obligatoires et migrateurs. Les maladies causées apparaissent typiquement sous forme de plages dans les cultures, l’infection est caractérisée par une longue persistance dans le sol. La transmission par les nématodes implique une séquence d’étapes précises : L’ingestion ou l’acquisition des virus qui se fait par l’odontostyle enfoncé dans le plus profond tissu des racines (1 heure suffit pour cette période) 3 La survie des virus dans le corps du vecteur L’infection de la plante réceptrice qui est réalisée de la même manière que l’acquisition mais qui est favorisée par une durée plus longue. - La spécificité entre le vecteur et le virus est très étroite. Les virus véhiculés par les nématodes sont divisés en deux groupes : Les népovirus qui sont des virus à particules icosaédriques, transmis par les genres Xiphinema et Longidorus. L’acquisition du virus nécessite 1 jour, la persistance est de 6 mois voire plus. Exemple le GFLV Les nétuvirus ou tobravirus qui possèdent des particules en bâtonnet, et qui sont transmis par les genres Trichodorus et Para trichodorus. L’acquisition se fait en une heure, pas de latence mais rétention du virus plusieurs années. Exemple le TRV. 16 Les champignons du sol : Il existe six espèces de champignons connues comme vectrices d’une vingtaine virus, et qui sont réparties dans les classes : Chytridiomycètes, Plasmodiophoromycètes et Oomycètes. (Tableau 2). La transmission de virus est effectuée par le stade oospores mobiles de deux façons : Dans le cas du TNV transmis par Olpidium brassicae : le virus présent dans les débris de culture ou de racines contaminées, entre en contact avec les zoospores libérées dans le sol. Il se fixe en surface puis pénètre dans la plante au moment où le champignon envahit les cellules corticales de la racine. Dans d’autres cas, LBVV et BNYYV, qui sont transmis par Polymixa betae , l’acquisition de virus se fait dans l’hôte durant la phase de parasitisme cellulaire , le virus se retrouve dans les zoospores qui deviennent virulifères , et sera retransmis à des racines saines au moment de la germination des zoospores Ces virus transmis par les champignons du sol peuvent se retrouver dans les spores de conservation. III-1-3-Les interactions virus et vecteurs La transmission par les vecteurs comme nous venons de le voir n’est pas un phénomène passif. Pour que la transmission se fasse, il existe des interactions spécifiques entre le virus et son vecteur, et ce sont des protéines virales qui sont impliquées et qui ont été identifiées. 4 Rôle de la protéine capsidiale. Dans le cas du CMV, virus transmis par les aphides selon le mode non persistant, l’intervention de la capside dans la transmission de ce virus par les aphides a été démontrée. Les travaux de reconstitution in vitro de particules virales à partir d’AN et de capsides de Cucumovirus transmissibles et non transmissibles ont apporté la preuve du rôle de la capside dans la transmission par aphides de ce virus (Gera et al. 1979 et de Chen et Francki en 1990) (figure 10). La capside intervient aussi dans la transmission de certains virus par les aleurodes, et par les champignons du sol. 5 Rôle du facteur assistant à la transmission Chez les Potyvirus et notamment dans le cas du PVY, Govier et Kassanis (1974) et plus tard Pirone (1981) ont montré l’existence d’une protéine chez les plantes infectées qui intervient dans la transmission de ce virus par les aphides. Ces auteurs ont constaté que lorsque des pucerons sont alimentés à partir de solutions virales purifiées, les essais de transmission étaient négatifs alors que lorsque l’on rajoute à cette solution purifiée une partie d’extrait brut de la plante infectée, le virus était transmis.Cette protéine nommée facteur assistant ou helper component , codée par le génome viral a été purifiée , son poids moléculaire est compris entre 53 et 58 Kd , elle est distincte immunologiquement de la protéine capside et des protéines des inclusions. Ce facteur assistant à la transmission par vecteur a également été mis en évidence chez les Caulimovirus et le FBNYV. 6 La protéine de translecture : Une seconde protéine structurale mise en évidence chez les luteoviridae, famille de virus qui possèdent une spécificité de vection très grande, et que l’on appelle la protéine de translecture, interviendrait dans la transmission de ces virus par les aphides. Cette protéine est synthétisée grâce à un codon spécifique du gène de la protéine capside. 17  Figure 10 : Expérience de reconstitution in vitro de particules virales démontrant le rôle de la capside dans la transmission (Astier et col. 2001) Souches transmissibles Souches non transmissibles par les aphides par les aphides Extraction des AN et purification des protéines de la capside Reconstitution des particules in vitro Acquisition par pucerons au travers du para film et transmission sur plants sains Plant non infecté Plant infecté = = Pas de transmission transmission 18 III-2-Les modes de transmission sans vecteur III-2-1- La transmission par la semence et le pollen Un virus est transmis par semence est un virus qui est transféré d’un endroit à un autre par le biais de cette semence et qui cause l’infection de la plantule qui en est issue ( Neergard, 1977) Pour établir le processus de transmission, un virus doit initier l’infection durant le développement végétatif de l’hôte, s’établir dans l’embryon et rester stable durant la maturation, la dessiccation et le stockage de la graine, puis être réactivé pendant ou avant la germination. Durant tout ce processus la plante subit des modifications physiologiques et génétiques alors que le virus reste le même. Pour être transmis par la graine, le virus doit donc s’adapter aux changements intervenant chez l’hôte. De plus, la transmission d’un virus par la graine dépend de sa capacité à envahir l’embryon à un stade précoce de sa formation. Après fécondation, il existe entre les tissus mères et les tissus issus de la fécondation une structure formée de quelques rangées de cellules appelée le suspenseur. Ce suspenseur dégénère lors de l’initiation embryonnaire, et une membrane se forme entre l’embryon et l’endosperme. Ainsi si le virus arrive à envahir l’embryon avant la dégénérescence du suspenseur, il sera transmis par la semence, s’il n’y arrive pas il restera localisé au niveau de l’endosperme et des téguments et ne sera pas transmissible par la graine même si sa concentration est très élevée dans ces tissus (Wang et Andrews (1994). C’est ce qui explique pourquoi seul un petit nombre de virus est réellement transmissible par la graine. L’infection de l’embryon peut se faire soit à partir du pollen infecté ou par invasion directe de l’embryon. D’autres facteurs interviennent sur la transmissibilité du virus par la graine : génotype de l’hôte, génotype du virus, date de l’infection par rapport à la fécondation, conditions de l’environnement. Plus de 108 virus sont répertoriés comme transmissibles par la semence, ils appartiennent à différents groupes taxonomiques (Tableau 3). Ils possèdent un certain nombre de caractéristiques communes : Ils ont en général une gamme d’hôtes réduite Ils entraînent des perturbations parenchymateuses (mosaïques etc. ; ;) Ils sont facilement transmis par les aphides selon le mode persistant et par les nématodes ainsi que par inoculation mécanique. Ces virus possèdent un grand potentiel épidémiologique et écologique, et constituent une véritable menace pour certaines espèces cultivées. Ainsi la semence peut constituer la seule source de virus et son unique moyen de conservation durant les saisons défavorables à son hôte ou à son vecteur. Elle peut servir de source primaire d’inoculum plus efficace que les sources externes au champ et elle contribue au transport du virus d’une région à une autre et même d’un pays vers un autre. 19 Tableau 3 : Nombre et pourcentage de virus transmis par semence pour chaque groupe de virus Groupe de virus Nombre de Nombre de virus % membres transmis par semence Alfalfa mosaic 1 1 100 Bromovirus 6 2 33.0 Capillovirus 4 1 25 Carlavirus 56 4 7,1 7 Carmovirus 3 17,6 Comovirus 14 7 50 4 Cucumovirus 4 100 Fabavirus 1 1 100 Furovirus 11 2 18,2 Hordeivirus 11 2 50 Ilarvirus 16 8 50 Maize chlorotic dwarf 1 1 100 Nepovirus 36 18 50 Pea enation mosaic 1 1 100 Plant rhabdovirus 42 4 9,5 Potexvirus 49 1 7,7 Potyvirus (T/ aphides) 145 20 7,3 Potyvirus (T: champignons) 4 1 25 Potyvirus (T/acariens) 7 1 26 Sobemovirus 16 4 25 Tabamovirus 14 1 21,4 Tobravirus 4 3 66,7 20 Tombusvirus 12 1 8,3 Tospovirus 1 1 100 Tymovirus 19 3 15 Virus non regroupés 9 21 séance 1-visioconférence taxonomie des virus (suite de transmission des virus) III-2-1- La transmission par multiplication végétative des végétaux La multiplication végétative est une méthode de propagation largement utilisée pour de nombreuses espèces cultivées. Lorsque ces espèces sont infectées par un virus, toute portion utilisée sera infectée et transmettra le virus à sa descendance. Ainsi les tubercules, les bulbes, les marcottes, les greffons etc., constituent autant de moyens de dispersion de la maladie si un contrôle rigoureux de l’état sanitaire du plant mère n’est pas fait au préalable. III-2-3- La transmission par le contact Ce mode de transmission est rare dans la nature, il n’est rencontré que dans le cas de virus très stables et très fortement concentrés chez leur hôte comme le PVX ou le TMV. Dans ce cas le passage du virus d’une plante vers une autre se fait : Par frottement entre plants voisins en période de grand vent Contact entre racines dans le sol ou avec de débris infectés restés dans le sol Contact avec des outils contaminés lors des travaux agricoles Un cas de transmission par contact celui du TMV contaminant les graines de tomate 22 III-3- Épidémiologie des maladies à virus L’épidémiologie décrit le mouvement d’une maladie virale au sein d’une population de plantes hôtes saines en fonction du temps et de l’espace (Semal et Vanderveken 1989, Astier et al., 2001). Elle permet donc de déterminer la vitesse de propagation de la maladie et de prévoir le moment le plus opportun pour mettre en route les méthodes de lutte les plus adéquates. Une épidémie englobe une série d’événements qui se succèdent dans une culture : apport d’inoculum, infection de la plante, et sa dispersion vers d’autres plantes. La vitesse avec laquelle l’épidémie va se dérouler dépend des interactions entre le virus, la plante hôte et le vecteur sous certaines conditions de l’environnement. III-3-1. Les facteurs conditionnant la vitesse de la dissémination d’un virus a L’abondance des sources de virus : La présence de sources d’inoculum à l’intérieur de la culture ou à proximité de la culture conditionne la précocité de l’épidémie. Les sources d’inoculum sont diverses et ce sont soit des plantes issues de bulbes ou tubercules ou de semences infectées, soit encore des adventices (réservoirs de virus) ou des cultures voisines infectées. b Les vecteurs : l’activité reproductrice et activité vectrice du vecteur (nb de vecteurs, déplacement d’une plante vers une autre, et efficacité de transmission) c La sensibilité de la plante hôte : selon le stade de l’infection en général plus elles sont jeunes plus elles se montrent sensibles. d Les conditions climatiques : influent sur l’activité reproductrice des vecteurs et donc sur leur nombre ainsi que sur sa facilité de déplacement. III-3-2- Les étapes d’une épidémie L’évolution dans le temps d’une épidémie dans une parcelle peut être représentée par le pourcentage cumulé de plantes infectées dans le temps (Astier et al. 2001). Le nombre de plantes infectées peut être déterminé soit par des observations visuelles et régulières au champ sur l’ensemble des plants ou sur un échantillonnage de quelques individus, mais cette méthode reste imprécise (infections mixtes, convergence des symptômes, etc. ;), soit par des analyses au laboratoire sur un nombre représentatif de prélèvements effectués régulièrement, et dans ce cas on peut déterminer les virus présents. Dans une épidémie on distingue deux étapes : 7 La contamination primaire : dans le cas de virus transmis par semence, vecteurs telluriques (nématodes et champignons), des virus hébergés par des plantes adventices ou les cultures voisines. 8 La contamination secondaire : lorsque les plants de la parcelle infectée lors de la contamination primaire deviennent à leur tour des sources d’inoculum très efficaces et le nombre de plantes infectées devient plus élevé Voir exemples donnés sur les planches (Astier et al., 2001). 23 IV-1-5-SYMPTOMATOLOGIE DES MALADIES VIRALES Définition : Selon Wheeler (1984), un symptôme est une série de réactions entre d’une part la plante et ses fonctions basiques (photosynthèse, respiration, transport) et d’autre part l’activité du pathogène. Ce sont les expressions visibles d’un mauvais fonctionnement du métabolisme et de la croissance d’un végétal dû à un pathogène ou à une autre cause. Au champ les symptômes représentent la première et la plus importante manifestation de la présence du pathogène. Selon la nature et l’intensité de cette manifestation, on pourra déterminer l’importance économique de la maladie en termes de rendement et de qualité. De plus l’observation des symptômes au champ bien qu’insuffisante permet dans de nombreux cas d’orienter les recherches sur le pathogène. D’une manière générale, un virus entraîne un certain nombre de symptômes qui s’échelonnent dans le temps. Certains sont caractéristiques d’autres pas d’où la nécessité d’avoir recours à des méthodes d’identification plus précises. Les symptômes sont divers et se manifestent par des modifications de couleurs, des perturbations de la croissance, et de la morphologie. Pour chaque famille virale, on distingue les symptômes macroscopiques, les symptômes cytologiques (microscopiques) et les symptômes physiologiques. -Les symptômes macroscopiques Les symptômes macroscopiques apparaissent chez la plante infectée entre 5 à 15 jours après l’infection, une fois que le virus s’est multiplié et qu’il a envahi les différents tissus du végétal. Ils sont extériorisés par l’ensemble du plant. -Les modifications de la couleur Ces manifestations ont lieu au niveau des feuilles, des fleurs et même des fruits. La mosaïque et les symptômes apparentés : terme qui regroupe des manifestations foliaires et qui est utilisé pour décrire une alternance de taches claires (vert, jaune, blanc) et de taches foncées. Cette alternance de couleur est liée à une répartition irrégulière des pigments chlorophylliens. Ce symptôme caractérise les affections virales et prend différentes appellations selon la taille et la forme des taches, et l’intensité de la décoloration. Il débute toujours par un éclaircissement des nervures suivi d’une pâleur de la totalité de la feuille sur laquelle apparaissent ensuite les décolorations. Le jaunissement : caractérisé par une absence partielle ou totale de chlorophylle, il débute par les nervures puis s’étend à l’ensemble des feuilles (jaunisse de la betterave) ; Ce symptôme est souvent associé à des virus du phloème et dont l’accumulation dans les tissus conducteurs conduit au blocage de la migration de la sève élaborée. Une accumulation de sucre s’ensuit et les feuilles deviennent épaisses et craquantes. Le rougissement : Les pigments verts sont peu à peu remplacés par une accumulation d’anthocyane qui conduit à un rougissement des feuilles (cas du BYDV sur l’avoine). Les panachures florales : liées à une mauvaise répartition des pigments anthocyaniques dans certaines zones des pétales aboutissant à des taches ou 24  bandes de différentes teintes (Virus de la panachure de la tulipe) Les nécroses : coloration brunâtre à noire qui intervient avec la mort des cellules dans certaines zones (Virus de la nécrose du tabac). Les modifications morphologiques Les modifications morphologiques sont nombreuses, elles peuvent toucher certains organes uniquement ou se généraliser à l’ensemble du plant Le nanisme et le rabougrissement : La réduction de la taille des plants infectés est un symptôme commun aux maladies virales. Ce nanisme peut toucher l’ensemble du plant comme il peut ne prendre place qu’au niveau des feuilles, des fruits, des graines etc. Lorsqu’il touche les tiges et notamment les entre nœuds, la plante prend un aspect tassé, les feuilles semblent imbriquées les unes dans les autres donnant ce que l’on appelle un développement en rosette. Le filiformisme : les feuilles sont dans ce cas très étroites, et parfois prennent un aspect de vrilles. Les feuilles de fougères : les bords des feuilles sont très découpés et leur dentelure très exagérée. Les énations : ce sont des proliférations anarchiques de tissus qui se localisent au niveau des tiges des pétioles et sur la face inférieure de la feuille au niveau des nervures Port pleureur : l’arbre est caractérisé par une élasticité des branches qui est liée à un défaut de lignification (mauvais fonctionnement du cambium dans la zone libéro-ligneuse). Apparition d’épine sous corticales chez les agrumes Fasciations (fusion et aplatissement) au niveau des tiges Le filiformisme : les feuilles sont dans ce cas très étroites, et parfois prennent un aspect de vrilles Tous ces symptômes bien que caractéristiques des maladies virales puissent être confondus avec des phénomènes de phytotoxicité, des déficiences ou encore des anomalies génétiques. -Variation des symptômes L’expression des symptômes dépend essentiellement de la constitution génétique de l’hôte, et de celle du virus, et elle est caractéristique d’une combinaison précise des deux. Cependant d’autres facteurs sont à prendre en compte et notamment les facteurs de l’environnement Pour ce qui est du génotype viral, la grande capacité des virus à s’adapter à différents génotypes d’hôtes, différentes conditions environnementales font que dans la nature on retrouve une multitude de souches d’un même virus. Chacune peut différer des autres du point de vue séquence nucléotidique, si bien que l’information génétique de chacune peut varier sur un certain nombre de points par exemple du point de vue symptomatologique. Ainsi une étude concernant la caractérisation des souches du virus de la pomme de terre a montré une différence de comportement de différentes variétés de piment et poivron à l’égard des différentes souches. Ainsi la souche issue de tomate et la souche issue du poivron induisent sur le poivron bastidon une mosaïque bénigne, la souche Yn isolée de pomme de terre entraîne une nécrose et la souche Yo issue de pomme de terre aussi ne produit aucun symptôme sur cette même variété de poivron. 25 Sur la variété de tomate Angela seule la souche Yn produit un symptôme (Aitouada,1985) Concernant le génotype de l’hôte : Les symptômes extériorisés suite à une infection virale peuvent différer selon l’espèce et suivant la variété. Ainsi Kheffache (1999) dans une étude comparative a montré que l’infection deux espèces de luzerne annuelle (Medicago truncatula et Medicago ciliaris) par le virus de la mosaïque de la luzerne donnait des résultats différents du point de vue poids frais fourrager et poids frais racinaire. En effet l’espèce Medicago truncatula les pertes sont plus importantes (31 et 60%) par rapport à Medicago ciliaris (0,3 et 0,8%) Concernant l’effet de la température sur l’extériorisation des symptômes ; effet connu depuis longtemps ; Dans le cas du virus de la mosaïque du tabac, lorsque des plants de Nicotiana glutinosa (hôte hypersensible) sont inoculés puis entreposés à une température inférieure à 30°C, les feuilles inoculées développent en deux jours des lésions locales nécrotiques, le reste de la plante reste sain. Si ces mêmes plantes sont déplacées dans une enceinte climatique dans laquelle la température est supérieure à 30°C, les plantes exhibent une nécrose généralisée qui entraîne la mort des plantes. Les effets cytologiques Depuis la reconnaissance des virus comme des agents filtrants, la cytologie a joué un rôle important dans le développement de la virologie. Déjà en 1903, Ivanowski comprend que les inclusions observées dans les cellules de plantes infectées par le TMV sont le résultat et non la cause de l’infection. Grâce à l’introduction des techniques de cytologie et de microscopie électronique, il est maintenant aisé de déterminer les perturbations engendrées par les virus dans les cellules de la plante hôte. Ces perturbations touchent les principaux organites cellulaires et entraînent aussi une accumulation de matériaux de nature diverses à l’intérieur du cytoplasme et des organites. Effets des virus sur les organites cellulaires Les organites cellulaires les plus affectés par les infections virales sont le noyau, les chloroplastes et les mitochondries. Au niveau des noyaux, certains virus produisent soit des invaginations de l’enveloppe nucléaire (Pares et Bertus, 1975), soit des élargissements de l’espace périnucléaire dans lequel on retrouve des accumulations de matériel électro dense entre les deux membranes (Aitouada, 1985). Ce matériel serait en voie de transfert vers le cytoplasme ou encore vers le nucléoplasme. Les mitochondries peuvent montrer un phénomène de vésicularisation et d’agrégation Les chloroplastes se fragmentent, le nombre de lamelles stromatiques et de grana diminue, les globules osmiophiles sont en nombre plus élevé. Toujours dans les chloroplastes apparaissent des vésicules renfermant des particules virales ou autre type de matériel. Au niveau de l’appareil de golgi, on note quelques fois une activation de celui-ci sous la forme d’une augmentation du nombre de vésicules golgiennes. Les parois peuvent apparaître plus épaisses, avec des dépôts de matériel entraînant l’apparition de protubérances inexistantes chez les plantes saines. 26 - Les inclusions virales Tout d’abord, considérés comme des organismes protozoaires, puis comme des troubles métaboliques, les inclusions sont le signe d’une infection virale. Elles prennent dans certaines familles virales une valeur de diagnostic. Les inclusions cylindriques cytoplasmiques ou pinwheels : ce type d’inclusion est caractéristique des virus de la famille des Potyviridae (Edwardson, 1966). Connues sous le nom de pinwheels, elles se localisent dans le cytoplasme sont typiques du virus qui les a induites, elles sont codées par le génome viral et conservent leur morphologie quel que soit l’hôte infecté et quel que soit la technique utilisée pour les mettre en évidence. Elles sont constituées de protéines, et sont immunologiquement différentes de la protéine capsidiale du virus qui les a induites et des inclusions produites par des virus de la même famille virale (Hiebert et Mc Donald ,1973). Les inclusions para-cristallines : se présentent sous forme d’aiguilles, elles sont constituées de particules virales arrangées parallèlement dans le sens du plus grand axe de l’inclusion Les inclusions cytoplasmiques de forme irrégulière qui apparaissent en microscopie électronique sous la forme d’empilement de lamelles souvent en connexion avec le réticulum endoplasmique et la membrane cytoplasmique (Hearon et al. 1978) Les inclusions nucléaires n cristallines de forme polygonale - Effets des virus sur la physiologie de la plante infectée Les effets des virus sur la physiologie de la plante hôte ne sont pas bien connus. Il est clair que toute manifestation symptomatique n’est que le reflet d’une perturbation du métabolisme de l’hôte.Les aspects habituellement recherchés concernent les sucres, l’azote total, le rapport C/N, les cendres et autres composantes, la photosynthèse et la respiration. Dans le cas du TMV sur le tabac, les chercheurs ont montré une augmentation de la respiration d’au moins 40% par rapport au témoin non infecté et cet effet persiste tant que les feuilles sont vivantes Chez le piment infecté par le PVY, il a été noté une augmentation des protéines totales et un changement remarquable au niveau de la composition en acides aminés des feuilles. L’activité de la nitrogénase réductase est réduite (Kurstak, 1981). Avec des virus tels l’enroulement de la pomme de terre, la concentration en hydrates de carbone dans les feuilles de pomme de terre infectées est 2 à 3 fois plus élevée par rapport à celle des plants sains. Cette accumulation est liée à la nécrose du phloème induite par ce virus qui bloque la translocation des sucres vers les tubercules. On note aussi avec les maladies virales un déséquilibre de la balance hormonale qui aboutit à la réduction de la taille des plants et autres organes. En Algérie, les quelques études qui se sont intéressées à ces aspects physiologiques et biochimiques ont montré que l’infection par les virus entraînait un certain nombre de modifications. Allala en 1998 dans le cas de la tomate infectée par le CMV a observé une réduction du taux de sucres réducteurs. Kheffache (1999), dans une étude sur l’effet de l’AMV sur certaines espèces et 27 populations de luzerne annuelle a noté une réduction de la teneur en matières azotées totales (2 à 23%) ainsi que des matières minérales (11 à 16%) Enfin il ne faut surtout pas perdre de vue que les changements métaboliques peuvent être dus à des causes autres que les virus et notamment à des blessures, des stress chimiques ou autres. 28 LA LUTTE CONTRE LES VIRUS DES PLANTES Aucun produit virucide capable d’éliminer un virus sur une culture, n’est pour l’heure efficace. Des essais ont été réalisés avec des produits inhibiteurs, des produits non multipliant qui n’inactivent pas le virus in vitro mais qui préviennent l’infection ou la réplication virale. Ces produits sont Soit protéines rencontrées dans des extraits de plantes supérieures, de bactéries, d’insectes ou de lichens et qui ne sont pas spécifiques au virus (lactoglobuline, ribonucléase, certains régulateurs de croissance. Soit des substances analogues aux bases puriques et pyrimidiques (mais les effets observés sur les plantes sont bien plus importants que ceux occasionnés au virus lui-même). Soit des antibiotiques comme la noformicyne qui provient d’un actinomycète. Ce n’est que par la mise en place de stratégies de lutte, adaptée à chaque couple virus - espèce hôte, et basées sur les connaissances acquises sur le virus et ses caractéristiques (transmission, épidémiologie, souches, etc.…), que l’on pourra limiter les dégâts pouvant être occasionnés par l’apparition d’une épidémie. C’est à dire des méthodes de lutte préventive. Dans cette optique trois axes : 1- utilisation d’un matériel végétal sain (plants et semences) dans un environnement sain 2- la mise en place de pratiques culturales pour limiter l’activité des vecteurs 3- La production de plants plus ou moins résistants par sélection de variétés résistantes, par prémunition, ou encore par transgénèse. V-1-OBTENTION DES PLANTS ET DES SEMENCES SAINES Pour éviter l’apparition d’une épidémie à un stade précoce de la culture il faut donc limiter ou éliminer les sources primaires des infections qui sont le plant ou la semence utilisés pour démarrer une production. Il faut donc pouvoir mettre à la disposition des agriculteurs des plants et des semences indemnes de maladies. Pour ce faire, on aura recours à du matériel végétal provenant d’une sélection sanitaire. La sélection sanitaire : C’est une méthode qui vise à l’obtention d’un matériel végétal de base (plants ou semences) aussi parfait que possible et donc à fournir du matériel végétal sain pour satisfaire les besoins des agriculteurs. Le matériel de base est soit choisi après une série de contrôles, soit régénéré par thermothérapie, soit encore obtenu par culture de méristèmes. Il est ensuite multiplié à l’abri des contaminations par différents procédés de sorte à fournir des lots de semences (ou plants) dont le taux de contamination est inférieur à un seuil défini par la réglementation Cette méthode est utilisée depuis plus de 50 ans, et notamment pour les espèces multipliées par voie végétative. 29 V-1-1-La sélection généalogique Le premier programme de sélection sanitaire généalogique initié en France date de 1920, et a été mis en place pour la sélection de plants de pomme de terre de semence. Le démarrage de ce type de sélection, nécessite en premier lieu le repérage de plantes saines, ce choix peut se faire directement sur la parcelle, ou dans une collection variétale, et leur état sanitaire doit être rigoureusement contrôlé Ces plantes saines sont appelées têtes de famille ou clones et constituent la F0. Cette F0 est ensuite multipliée durant 7 à 8 générations. Au niveau de F1 et la F2, la présence d’une seule plante malade élimine obligatoirement toute la famille, dans les autres générations un taux de plantes infectées très bas est admis (figure 20 : sélection de la pomme de terre). Les parcelles destinées à ce type de multiplication doivent être installées dans des zones défavorables aux pullulations des vecteurs et éloignées des zones de production de la pomme de terre de consommation. Une épuration basée sur les symptômes se fait régulièrement et précocement. Des tests sérologiques comme le test ELISA peuvent aussi être mis en route. Les pratiques culturales doivent permettre de limiter les infections : élimination des repousses, les adventices, traitements aphicides ou huiles minérales Défanage précoce de la parcelle. A la fin de cette multiplication, le matériel obtenu est classé en catégories selon le taux de contamination en virus. Ce classement est réalisé en pré culture après levée de dormance selon normes du centre de contrôle. Catégorie Taux de contamination Super élite (SE) Inférieur à 1% Elite (E) Inférieur à 2% Classe A Inférieur à 5% Classe B Compris entre 5 et 10% 30  Production des plants de pré base Contrôles virologiques culture de méristèmes Tête de famille F0 Multiplication à l’abri des contaminations multiplication par micro bouturage Année 0 F0 Année 1 F1 Année 2 F2 Année 3 F3 Année 4 F4 Année 5 : mélange des F4 et culture des pré base S Production de tubercules de base et certifiés. Année 6 : plants S Plants de base S.E Année 7 : multiplication de la génération S.E. Plants de base E Année 8 : Multiplication de la génération E Plants certifiés A, B, C A, B, C : destinés à la culture pour consommation FIG. 20 : Schéma général de sélection sanitaire de la pomme de terre V-1-2- L’assainissement des plantes multipliées végétativement Lorsqu’on ne dispose pas de plante saine pour assurer le démarrage de la sélection on peut utiliser des moyens curatifs tels que la thermothérapie ou la culture de méristèmes, pour obtenir ce matériel de départ sain. 31 V-1-2-1- La thermothérapie La thermothérapie a été utilisée depuis de nombreuses années pour lutter contre les pathogènes et notamment comme moyen d’éradication des virus au niveau de divers tissus et organes de la plante, et de réduction du taux de virus dans la semence. Dans cette méthode il s’agit donc d’éliminer le virus contenu dans une plante ou dans les semences par exposition du matériel à une température élevée durant un certain temps. Cette température de traitement doit être létale pour le virus mais ne doit en aucun cas causer des dommages sur la plante. Plusieurs procédures sont proposées ; le traitement par exposition à la chaleur sèche ou humide, le traitement par immersion dans de l’eau chaude (utilisé dès 1950), ou encore un traitement alternatif de basses et de hautes températures. Le pionner de la thermothérapie est Kassanis(1949) il a réussi à éliminer le PLRV des tubercules de pomme de terre par traitement de 20 jours à 36°C. Appliquée depuis sur de nombreuses espèces pérennes (rosacées, pêcher, ou herbacées pomme de terre etc.), le succès de cette méthode dépend bien sûr du couple virus hôte, de la durée et de l’intensité du traitement. Dans les traitements de semences, l’augmentation de la température et de la durée du traitement conduisent à une augmentation du succès mais l’inconvénient majeur est la réduction de la faculté germinative et la réduction de la vigueur des plants obtenus (Walkey et Dance 1979). Cependant, Drew et Brocklehurst (1985) ont montré l’imbibition des graines de laitue dans une solution de PEG puis leur traitement à 38-40°C, permet l’inactivation du LMV sans effet sur la faculté germinative et un taux faible d’aberrations chromosomiques par rapport à celles traitées par chaleur sèche. Ces mêmes températures n’ont pas d’effet sur le virus sans le traitement préalable au PEG, de plus l’âge de la graine influe sur le résultat du traitement. La semence âgée possède un grand pouvoir de viabilité mais elle est plus sensible à une altération par la chaleur que la semence fraîche. V-1-2-2- la culture de méristèmes Les premières observations, qui ont conduit à la mise au point de la culture de méristème comme moyen de régénération des plantes virosées, ont débuté en 1939 avec White. Cet auteur avait remarqué que la mise en culture in vitro des extrémités racinaires d’un plant de tomate infecté par le TMV donnait dans certains cas des racines non infectées. Plus tard les études de Cornuet et Limasset (1949) sur la répartition du TMV chez le tabac ont mis en évidence après des tests sérologiques et biologiques, un gradient croissant de concentration du virus des organes les plus jeunes vers les organes les plus âgées. Ainsi la limite de la multiplication du virus a été localisée au niveau de la zone sous méristématique d’où l’hypothèse de l’immunité des apex. Cette hypothèse a été confirmée par Morel et Martin (1952-1955), par la mise en culture in vitro de méristèmes issus de plantes de dahlia et de pomme de terre infectés par des virus. Depuis l’utilisation de cette technique pour la régénération de plantes indemnes de virus, n’a pas cessé de se développer et la liste des espèces ainsi régénérées de s’allonger. Mais l’efficacité de cette technique dépend du virus, de sa capacité à envahir les tissus méristématiques, de l’espèce ou de la variété à traiter, de la taille de l’explant et elle doit être validée par des tests de dépistages. Dans certains cas il s’avère impossible d’éliminer un virus même par culture d’apex, on 32  associe alors à la culture de méristème, une thermothérapie. Des essais ont été faits par de nombreux auteurs. Plusieurs alternatives sont offertes ; soit élever le plant mère (à une température de 35-37 °C durant 3 à 4 semaines) avant de prélever et mettre en culture l’apex ou l’explant (de plus grande taille), soit traiter la plantule régénérée par culture de méristèmes. L ‘application de la chaleur sur le plant mère permet d’accélérer la croissance végétative et la division cellulaire au niveau des méristèmes tout en limitant la multiplication virale et le mouvement des virus vers l’apex (Kartha 1981). V-1-2-3- contrôle de l’état sanitaire et multiplication du matériel végétal régénéré Cette étape est très importante, et toutes les méthodes de diagnostic peuvent être utilisées, il est important au départ d’utiliser des techniques performantes et très sensibles, le suivi se fera après par des méthodes telles l’observation des symptômes et le test ELISA. Dans certains cas, le recours au greffage sur un indicateur ligneux est obligatoire (cas de la vigne et autre espèce fruitière), l’observation du symptôme se fera sur 2 ans. Le matériel végétal obtenu donc par assainissement ou régénération est alors multiplié dans des conditions sanitaires strictes soit dans des serres et des parcelles prévues à cet effet soit encore par bouturage in vitro. Cette dernière possibilité permet d’obtenir du matériel végétal sain en grande quantité et en peu de temps et limite les réinfections. La certification de ce matériel exige un contrôle rigoureux des différentes phases de la multiplication. Des schémas de production de plants sains ont été élaborés dans de nombreux pays pour les principales espèces propagées végétativement et en tenant compte des règlements techniques élaborés par les professionnels. Le règlement doit être évolutif dans la mesure où il doit prendre en compte les nouvelles techniques de diagnostic, le respect des normes phytosanitaires, génétiques, physiologiques et morphologiques garantissant un produit de qualité qui sera commercialisé sous le label officiel de plants certifiés Pour les virus transmis par graines, la culture des portes graines se fait sous des tunnels insect proof, le contrôle de la qualité de la graine est une mesure prophylactique importante pour environ trente virus. Ex BYMV chez le lupin, SMV soja, BBSV chez la fève, PSbMV chez le pois. V-2- METHODES PREVENTIVES PERMETTANT DE LIMITER LA DISSEMINATION PAR VECTEUR L’épidémiologie s’intéresse aux facteurs qui gouvernent la dissémination d’une maladie et dont la connaissance permet d’organiser une lutte adéquate. Ces facteurs sont : Les propriétés intrinsèques du virus (stabilité, gamme d’hôtes, gravité des symptômes) L’importance des sources de virus L’abondance et l’activité des vecteurs Le type de relation virus-vecteur Le développement d’une épidémie dépend de trois entités la plante, le vecteur et le virus. En raison de la grande diversité de ces trois composantes, les mesures sont variées et doivent être adaptées à cas de figure. ∙ Élimination des sources de virus i. Les mauvaises herbes hôtes de virus et de vecteur 33  ii. Les cultures elles-mêmes iii. Des résidus de récolte iv. Chez les plantes pérennes éradication de tout plant malade ∙ Protection des pépinières par un filet insecte proof, mise en place en retrait par rapport aux parcelles de culture ∙ Traitement phytosanitaires notamment pour les virus persistants (organo- phosphorés,). ∙ Les huiles minérales pour les non persistant ∙ Désinfection des outils pour les virus transmis par le contact ∙ Utilisation des plastiques pour perturber l’activité des vecteurs, paillages à effet répulsif et notamment ceux qui absorbent UV, effet sur la capacité du puceron à s’orienter ∙ Mise en place de brise vents ou de haies pour réduire le passage des vecteurs vers la parcelle (éviter qu’elles ne deviennent des réservoirs) ∙ Décalage des semis pour éviter la coïncidence des périodes de fortes pullulations avec le stade sensible (jeune) de la plante ∙ Mise en place de bacs pièges (jaunes) pour attirer les insectes en des endroits précis ∙ Utiliser les ennemis naturels ∙ Pour les vecteurs telluriques i. traitements chimiques efficaces ii. solarisation des sols qui consiste à étendre sur un sol nu et durant les mois les plus chauds de l’année, un film plastique (présentant des caractéristiques définies) Le film plastique entraîne une augmentation de la température de sol (45-50°C) sur une profondeur allant de 5 à 25 cm. L’infestation des sols et notamment par les nématodes est réduite de façon substantielle iii..Repos du sol durant plusieurs années (6-8 ans pour la vigne porteuse de GFLV) ∙ Rotation des cultures, et de nombreuses autres méthodes mais il faut savoir appliquer au moment voulu et à bon escient V-3- LA PREMUNITION La prémunition est un phénomène d’interférence mis en évidence par Mc Kinney et Thung en 1929 et 1931 chez des plants de tabac infectés de façon systémique avec le TMV. Lorsque des plants déjà infectés par une souche de TMV sont réinoculés à l’aide d’une seconde souche, deux réactions sont possibles : Soit, les effets des deux souches (ou des deux virus) se conjuguent pour donner des symptômes plus graves, et ce type de réaction est appelé synergisme. Soit seuls les effets du premier virus installé s’expriment et c’est une réaction d’antagonisme. Le plant de tabac infecté ne peut être réinfecté par une seconde souche, c’est donc un phénomène de protection. C’est cette seconde réaction qui est à la base d’une méthode de lutte appelée prémunition 34  Principe : consiste à inoculer une souche à symptômes atténués pour protéger les plantes vis- à-vis de souches plus sévères d’un même virus (Migliori, 1973). Cette technique est appliquée en France, en Hollande et dans d’autres pays pour protéger la tomate vis-à-vis du TMV, les agrumes vis-à-vis de la tristeza, etc… Cependant, du fait des nombreuses contraintes qui lui sont liées, cette méthode reste transitoire. Son application nécessite, un personnel qualifié, une serre insect proof, et un certain nombre de précautions dont : L’obtention d’une souche faible : variants naturels ou mutants obtenus par mutagénèse : cette souche doit posséder des symptômes atténués, et ne pas affecter de façon significative le rendement, elle doit être stable génétiquement et ne pas évoluer vers une souche sévère. Elle doit avoir un large spectre de protection et être efficace vis-à- vis d’un grand nombre de souches et elle doit être facile à multiplier, a conserver et à inoculer et de préférence non transmissible par vecteur. Les limites, de cette méthode des résume en : 1. Coût prohibitif pour les plantes issues de graines qu’il faut inoculer individuellement. 2. Très spécifique plus efficace si les souches protectrices et autre proche génétiquement. 3. L’apport accidentel d’un virus exogène non apparenté pourrait provoquer des cas de synergisme. 4. Les plantes prémunies peuvent agir comme source pour l’extension du virus vers des cultivars ou il pourrait être virulent. 5. Le virus prémunissant peut sensibiliser la plante et la rendre sensible à d’autres pathogènes ou altérer certains paramètres de production. Divers mécanismes pour expliquer ce phénomène Encapsidation de l’ARN souche sévère par capside souche faible ce qui empêche sa réplication Hybridation entre les ARN Perturbation du mouvement souche sévère par souche faible Utilisation de cofacteur ou sites par la souche faible bloquant la souche forte etc. … V-4- LA SELECTION DE VARIETES RESISTANTES La méthode de lutte la plus simple et la plus économique à mettre en œuvre est, lorsque cela est possible, l’utilisation de variétés résistantes aux virus. La sélection de variétés résistantes nécessite un travail long et difficile (10 à 15 ans). De plus il n’existe pas de variétés résistantes à tous les virus importants économiquement et les résistances ne sont parfois que partielles. Elles peuvent en plus être contournées par une souche virale qui a acquis la capacité à s’adapter rapidement aux gènes de résistance de l’hôte. V-4-1- Recherche et caractérisation de la résistance V-4.1.1 Définition de la résistance 35  Un facteur de résistance est toute propriété que possède une plante susceptible de perturber le cycle biologique du virus dans la plante ou dans la parcelle. V-4-1-2. Les banques de gènes ou ressources phytogénétiques La recherche de résista