Phytovirus
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[modifier] Le monde des virus
[modifier] Qu’est-ce qu’un virus ?
Les virus sont de toutes petites particules d’une centaine de nanomètres de long composées au minimum d’une information génétique : un filament d’acide nucléique ADN ou ARN. Ces particules sont protégées pour la plupart d’une capside (ensemble de protéines), et parfois d’une enveloppe supplémentaire de nature lipidique. Les virus ont la particularité de pénétrer la cellule de leur hôte afin d’en utiliser le contenu cytoplasmique et génétique pour assurer leur multiplication. C’est une condition indispensable pour qu’ils puissent se développer, c’est pour cela qu’on les qualifie de « parasites obligatoires »
Cette multiplication virale va finir par provoquer la modification métabolique ou la destruction de la cellule. La prolifération des virus à l’intérieur des tissus végétaux peut dans certains cas n’entraîner aucun symptôme visible dans un premier temps (phénomène de masquage) mais très souvent les attaques virales se manifestent par des symptômes tels que des marbrures ou des fasciations (Document)
[modifier] vivant ou pas vivant ?
L’origine des virus reste inconnue et leur position dans le monde vivant prête encore à débat. De nombreux auteurs s’accordent pour placer les virus en dehors du monde vivant car ils ne possèdent pas la caractéristique fondamentale de tous les êtres vivants qui est de pouvoir se reproduire eux-mêmes, ils sont statiques et ne présentent aucune physiologie de relation, ni de nutrition. En revanche leur structure génétique et leur mode de vie « parasite obligatoire » ne peut nous empêcher de leur trouver une grande affinité avec les organismes vivants. Le débat reste ouvert.
Les virus ont un potentiel évolutif très important car leur multiplication se déroule dans l’intimité génétique de la cellule hôte. De nombreux réarrangements, mutations, échanges de gènes sont possibles. Malgré tout, les lignées de virus ont évolué indépendamment les unes des autres .En effet comme la plupart des endoparasites, les virus se multiplient en vase clos dans leurs hôtes. L’évolution en parallèle des souches virales et des hôtes résistants (co-évolution) est à l’origine d’une grande spécialisation des virus vis-à-vis de leur hôte. On trouvera ainsi des virus capables de n’attaquer qu’une seule espèce ou une seule famille de végétaux. Le virus de la mosaïque du tabac par exemple, est capable d’attaquer la plupart des plantes appartenant uniquement à la famille des solanacées (tomate, tabac, l’aubergine…)
[modifier] Comment classe-t-on les virus ?
La structure des phytovirus est bien définie. Elle se présente sous forme de particules virales (ou virions) qui ont des caractéristiques isométriques, de bâtonnets rigides ou filamenteux, ainsi que des formes bacilliformes. L’organisation des phytovirus en catégories, genre et famille est essentiellement basée sur trois critères :
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- La nature du matériel génétique: ADN ou ARN, mono ou bicaténaire (un brin ou deux)
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- Le niveau d’homologie (ressemblance issue d’un ancêtre commun) des gènes. Pour se faire, on séquence le matériel génétique de chaque virus. On compare les successions des bases azotées des différents virus, on regroupe dans un même taxon les virus dont les séquences sont les plus proches .Selon le degré d’ homologie on définira les genres (par exemple les Caulimovirus) puis les familles (par exemple les Caulimoviridea).
Cependant on n’arrive pas toujours à regrouper tous les genres dans des familles; il existe donc des genres isolés, comme le sont les Benyvirus ou les Pomovirus... les sans-familles en quelque sorte.
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- Dans une moindre mesure on utilise comme critère la forme des particules virales. On utilise ce critère pour le groupe des virus à ARN monocaténaire messager. Cette famille est sous-divisée en virus isométriques, particules hélicoïdales en bâtonnet ou flexueuses.
[modifier] Qu’est-ce qu’un viroïde ?
Les viroïdes se distinguent des virus ; ils ont une structure bien plus simple et le principe de leur multiplication n’est pas tout à fait identique.
Les viroïdes sont constitués exclusivement d’un ARN monocaténaire circulaire qui possède une structure spatiale très compacte et rigide. Il n’y a pas de capside et encore moins d’enveloppe. Les viroïdes ont été classés en deux familles : les Pospoviroïdae et les Avsunviroïdae.
L’ARN polymérase de la plante assure la synthèse de nouveaux viroïdes qui s’accumulent alors dans le nucléole, le reste du noyau ou de la membrane des thylakoïdes des chloroplastes. Cette accumulation de viroïdes à l’intérieur de la cellule entraîne un dysfonctionnement métabolique empêchant par exemple la multiplication cellulaire. La multiplication des viroïdes est favorisée par une augmentation de la durée de jour et une augmentation de la température, c’est pour cette raison qu’ils sont impliqués dans des maladies tropicales, méditerranéennes ou de plantes d’ornement élevées sous serre. Une de ces attaques provoque le « Cadang Cadang » qui aboutit à un dépérissement lent mais léthal des cocotiers et qui a déjà décimé des milliers d’arbres.
Nous venons de vous présenter l’organisation des agents les plus petits connus et peut-être les plus pathogènes. Nous allons découvrir maintenant comment une particule virale peut à partir d’un seul individu, en produire des milliers autres en utilisant la cellule végétale comme source de matière et d’énergie.
[modifier] La multiplication virale
Dans cette partie nous avons choisi de ne pas développer tous les modes de multiplications existants. Seuls les plus significatifs et les plus simples ont été choisis. Il existe en effet d’autres modes de multiplication dont la compréhension demanderait une connaissance plus poussée en biologie moléculaire.
[modifier] Comment se multiplient les virus à ARN de type messager ?
L’introduction d’un ARN monocaténaire (=simple brin) dans la cellule aboutit à la synthèse de nombreuses molécules d’ARN virales et la synthèse de nombreuses protéines constitutives de la capside. Pour se faire, le virus utilise la machinerie cellulaire de son hôte : enzymes, réticulum, ribosomes dont lui-même est dépourvu. L’ARN viral possède une fonction messagère qui aboutit à la formation d’une protéine étrangère à la plante : une enzyme ARN polymérase virale qui va ainsi amplifier la création de nouveau brin d’ARN viraux. Les virus à ARN, peuvent posséder d’autres morceaux d’ARN (ARN satellites). Les ARN satellites dépendent de cet ARN polymérase du virus dit « virus assistant ».
[modifier] Comment se multiplient les virus à ADN monocaténaire?
Une fois transporté dans le noyau, l’ ADN virale y est converti en ADN bicaténaire. Celui-ci servira de modèle pour la réplication et la transcription en ARN messager. Les protéines virales sont synthétisées dans le cytoplasme à partir de cet ARN m, permettant ainsi l’encapsidation de l’ADN.
Si les virus ne sont pas mis en présence de cellules à parasiter, ils dégénèrent rapidement. Une fois en contact avec les cellules de la plante hôte par le biais d’un agent mécanique (un sécateur par exemple) ou biologique (un ravageur) ils peuvent se propager dans toute la plante. Cette troisième étape va nous permettre de découvrir comment cela est possible.
[modifier] La transmission virale
[modifier] Comment les virus se déplacent dans la plante ?
A courte distance, d’une cellule à l’autre, les virus s’associent à des protéines de mouvement avec lesquelles ils forment un complexe. Ce complexe aboutit parfois à la formation de tubules, assure le passage des virus par les plasmodesmes A longue distance, le virus utilisent les tubes de transport de la sève élaborée que sont les cellules du phloème.
[modifier] la transmission verticale
Comment les virus se transmettent d’une génération de plante à l’autre ? A quelques exceptions près, les virus ne sont pas transmis ni par les semences ni par le pollen. Par contre la multiplication végétative des plantes permet l’infection de toute la descendance. L’élimination des tissus virosés se fait essentiellement par micro bouturage et la culture de méristèmes
[modifier] La transmission horizontale
Comment les virus se transmettent de plantes à plantes ? La transmission de plantes à plantes peut avoir lieu par inoculation mécanique lors d’une greffe ou sous l’effet du vent qui fait se frotter deux branches. Les pratiques culturales : taille, labours peuvent assurer également la transmission horizontale.
Le mode de transmission le plus spécifique aux virus reste la transmission par des organismes vivants : Ravageurs, champignons ou Cuscute (végétal parasite). Parmi les ravageurs on retrouvera tous les ravageurs piqueurs, suceurs : acariens, nématodes, et surtouts les insectes comme les pucerons, cochenille, cicadelles (et aleurodes dans les pays chauds).
Les virus transmis par les animaux peuvent être classés en deux catégories, les virus non circulants et les virus circulants.
[modifier] Les virus non circulants
sont portés par les pièces buccales de l’animal on distingue parmi ces types de virus :
- Les virus non persistants : ces virus ont une durée de vie très brève en dehors de la plante. Le repas d’acquisition est de très courte durée (quelques secondes) et doit être inoculé très rapidement pour pouvoir se propager.
- Les virus semi persistants : ces virus ont une durées de vie plus longue en dehors de la plante(quelques heures) , de plus pour pouvoir se propager le repas d’acquisition et le repas d’inoculation doit être plus long ( quelques heures également)
[modifier] Les virus circulants :
Ils circulent dans le système digestif, l’hémolymphe puis le canal salivaire de l’animal par lequel ils sont introduits dans une nouvelle plante. Ces virus sont aussi qualifiés de persistants . Le repas d’acquisition et d’inoculation est de plusieurs heures à plusieurs jours séparées par une longue période de latence durant laquelle l’insecte ne peut pas transmettre le virus.
nématodes, vecteurs de père en fils Chez un groupe de nématodes, Xiphinema, la transmission d’un népovirus se fait selon le mode circulant mais avec une persistance qui peut aller de quelques semaines à quelques mois. Si le nématode vit suffisamment longtemps, il peut assurer la transmission du virus entre deux cultures annuelles.
Les paramètres qui régissent l’expansion d’une maladie virale transmise par des vecteurs dépend des divers facteurs relatifs à la biologie du vecteur lui-même. La connaissance des paramètres permet de mettre en place des systèmes prévisionnels permettant de conduire une lutte efficace : élimination des sources de virus durant l’inter culture ou l’interférence avec le comportement des vecteurs.
[modifier] Comment lutter contre les phytovirus?
A ce jour on ne connaît pas de substance chimique capable d’assurer la lutte curative, seul la lutte préventive peut-être envisagée.
[modifier] La sélection génétique :
Les moyens de défense naturels des végétaux (synthèse de protéines de défenses, hypersensibilité (voir dernière séquence du livret) à lutter contre les virus sont de nature génétique. Cette aptitude définie la notion de résistance variétale. L’expérience prouve que plus une plante est sélectionnée dans un objectif de rendement, et plus on la fragilise. Les généticiens ont donc été amenés à créer de nouvelles variétés en introduisant des gènes de résistance par le biais de croisements et de sélection ou par le biais de technique de transgénèse. Par exemple on croise des plants de tomates Lycopersicon esculentum avec des espèces sauvages comme Lycopersicon hirsutum ou Lycopersicon peruvianum afin d’améliorer la résistance aux virus de la mosaïque du tabac, de la marbrure du tabac et du virus Y de la pomme de terre. De même des croisement sont effectués entre l’orge et le triticale afin d’obtenir des variétés résistantes au virus de la mosaïque jaunissante.
[modifier] Elimination des sources de vecteurs :
Pour les virus non persistants la propagation de l’épidémie se fait dans un rayon d’une centaine de mettre autour du plant virosé.
- La lutte consistera à éliminer les sources de virus comme les plantes pérennes ou bisannuelle adventices pendant l’interculture.
- On peut notamment protéger la culture par une haie dans les régions ventées. En effet le vent est un facteur de propagation de l’insecte notamment pour les cultures maraîchères basses.
- On peut aussi utiliser un insecticide qui intercepte le vecteur en vol.
- On peut pulvériser de l’huile de synthèse sur les plants afin de limiter l’accrochage de virus à l’appareil buccal de l’insecte.
Pour les virus persistant la propagation des virus peut se faire sur des centaines de Km. La maîtrise de la population de phytophage vecteur peut parfois s’imposer. Dans ces cas là, l’utilisation d’un insecticide sur le feuillage ou dans le sol peut être préconisé. Ce type de traitement intervient notamment pour le virus de l’enroulement de la pomme de terre ou bien le virus de la Jaunisse nanifiante de l’orge.
[modifier] Cultures de méristèmes
Les méristèmes sont indemnes de virus. Sur milieu de culture contenant des hormones et des inhibiteurs de réplication, la culture de méristème permet la multiplication de clones sains grande échelle.
[modifier] La thermothérapie
La thermothérapie consiste à exposer le végétal à une forte température .Elle est capable de détruire les virus à l’image d’une fièvre chez les humains. Pour cela on procède à des bains chauds ou on place dans une ambiance chauffés les végétaux à « traiter ».Cette solution n’est envisagée que pour des petites cultures.
Les fraisiers au chaud ! Des plantules de fraisiers infectés par le virus de la marbrure peuvent être assainis par un séjour de 3 à 4 semaines à 37/38 ° C. En général cette technique de thermothérapie est réservée à la lutte préventive pour produire des greffons ou plants indemnes de virus.
[modifier] La prémunition.
Elle consiste à inoculer une souche virale produisant des symptômes atténués afin de protéger les plantes contre l’infection ultérieure de souches sévères du même virus ou viroïde. Cependant, il peut exister de phénomène de réversion qui fait régresser la souche prémunisante en souche virulente. De plus certaines souches prémunisante peuvent être virulentes pour d’autres espèces. Le coté aléatoire de cette technique apparaît comme méthode transitoire dans l’attente d’autres solutions moins onéreuses et plus pratique à mettre en œuvre. A l’heure actuelle les virus faisant l’objet d’une prémunition à une échelle commerciale sont :
- le virus de la tristeza des agrumes
- le virus de la tache annulaire de la papaye
- le virus de la mosaïque jaune de la courgette
- le virus de la mosaïque du tabac
