MINISTERE DE L'EDUCATION NATIONALE DE LA RECHERCHE ET DE LA TECHNOLOGIE
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Niveau: Supérieur
MINISTERE DE L'EDUCATION NATIONALE DE LA RECHERCHE ET DE LA TECHNOLOGIE ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Science de la Vie et de la Terre Section Biologie Cellulaire et Moléculaire Années universitaires 2000-2003 MEMOIRE Présenté par Caroline COSTA Pour l'obtention du diplôme de l'Ecole Pratique des Hautes Etudes Watermelon mosaic virus Virus de la mosaïque de la pastèque Étude de la variabilité du virus et épidémiologie moléculaire Soutenu le 24 Juin 2003 devant le jury suivant : Président : Yves Benyamin Rapporteur : Max Bergoin Examinateur : Hervé Lecoq Examinateur : Cécile Desbiez Examinateur : Danielle Giblot-Ducray Laboratoire EPHE : Directeur d'étude : Pr Max Bergoin Laboratoire de Pathologie Comparée des Invertébrés Université Montpellier II - Place Eugène Bataillon Station de Recherche de Pathologie Comparée INRA-CNRS- Saint Christol-lès Alès E-mail : Laboratoire de stage : INRA Institut National de la Recherche Agronomique Station de Pathologie Végétale Centre d'Avignon Monfavet - Domaine Saint-Maurice Directeurs de recherche : Hervé Lecoq et Cécile Desbiez E-mail : Hervé ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Science de la Vie et de la Terre EPHE Banque de Monographies SVT 1
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MINISTERE DE L'EDUCATION NATIONALE DE LA RECHERCHE ET DE LA TECHNOLOGIE ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Science de la Vie et de la Terre Section Biologie Cellulaire et Moléculaire Années universitaires 2000-2003 MEMOIRE Présenté par Caroline COSTA Pour l'obtention du diplôme de l'Ecole Pratique des Hautes Etudes Watermelon mosaic virus Virus de la mosaïque de la pastèque Étude de la variabilité du virus et épidémiologie moléculaire Soutenu le 24 Juin 2003 devant le jury suivant : Président : Yves Benyamin Rapporteur : Max Bergoin Examinateur : Hervé Lecoq Examinateur : Cécile Desbiez Examinateur : Danielle Giblot-Ducray Laboratoire EPHE : Directeur d'étude : Pr Max Bergoin Laboratoire de Pathologie Comparée des Invertébrés Université Montpellier II - Place Eugène Bataillon Station de Recherche de Pathologie Comparée INRA-CNRS- Saint Christol-lès Alès E-mail : Laboratoire de stage : INRA Institut National de la Recherche Agronomique Station de Pathologie Végétale Centre d'Avignon Monfavet - Domaine Saint-Maurice Directeurs de recherche : Hervé Lecoq et Cécile Desbiez E-mail : Hervé ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Science de la Vie et de la Terre EPHE Banque de Monographies SVT 1
- organisation du génome des potyvirus
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- limites de la méthode
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- bataillon station de recherche de pathologie comparée
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MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE DE LA RECHERCHE ET DE LA TECHNOLOGIE ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Science de la Vie et de la Terre Section Biologie Cellulaire et Moléculaire Années universitaires 2000-2003 MEMOIRE Présenté par Caroline COSTA Pour l’obtention du diplôme de l’Ecole Pratique des Hautes Etudes
Watermelon mosaic virus Virus de la mosaïque de la pastèque Étude de la variabilité du virus et épidémiologie moléculaire Soutenu le 24 Juin 2003 devant le jury suivant : Président : Yves Benyamin Rapporteur : Max Bergoin Examinateur : Hervé Lecoq Examinateur : Cécile Desbiez Examinateur : Danielle Giblot-Ducray Laboratoire EPHE : Directeur d’étude : Pr Max Bergoin Laboratoire de Pathologie Comparée des Invertébrés Université Montpellier II - Place Eugène Bataillon Station de Recherche de Pathologie Comparée INRA-CNRS- Saint Christol-lès Alès E-mail : bergoin@ensam.inra.fr Laboratoire de stage : INRA Institut National de la Recherche Agronomique Station de Pathologie Végétale Centre d’Avignon Monfavet - Domaine Saint-Maurice Directeurs de recherche : Hervé Lecoq et Cécile Desbiez E-mail : Hervé.Lecoq@avignon.inra.fr ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Science de la Vie et de la Terre
Watermelon mosaic virus Étude de la variabilité du virus et épidémiologie moléculaire
COSTA Caroline Soutenu le 24 Juin 2003 RESUME LeWatermelon mosaic virus décrit en France depuis 1972, était considéré jusqu’à (WMV), récemment comme un problème agronomique mineur chez la courgette. Depuis plusieurs années, de nouvelles souches induisant des symptômes très graves et des pertes de rendements importantes, sont apparues dans le sud-est de la France. Ces souches sévères provoquent des symptômes de filiformisme sur feuilles et des taches sur fruits chez les variétés sensibles. Nous avons étudié la variabilité de ce virus par différentes méthodes. Huit anticorps monoclonaux ont été obtenus contre la capside du WMV, et leurs épitopes ont été caractérisés. L’analyse de fragment RT-PCR codant pour la partie C-terminale de la polymérase et la partie N-terminale de la protéine de caspide a été réalisée en utilisant la technique : Single Strand Conformation Polymorphism (SSCP). La variabilité du WMV a été étudiée au niveau mondial, et l’analyse phylogénique des séquences nucléotidiques d’isolats provenant de différents pays a permis d’observer la présence de trois groupes des souches bien distinctes. Des essais d’épidémiologie moléculaire (SSCP, séquençage) ont été réalisés en 2001 et 2002, sur une parcelle de courgette, afin d’étudier la variabilité du WMV durant une épidémie en conditions naturelles. L’analyse des isolats se disséminant en 2001-2002 a montré des situations très contrastées d’une saison à l’autre avec des populations virales très homogènes (printemps 2001) et d’autres très variables (printemps 2002). Cette étude a révélé une grande diversité des isolats de WMV tant chez les plantes adventices que dans les cultures. La présence fréquente d’infections mixtes en particulier dans la culture de printemps en 2002 (100% d’infections mixtes en fin de culture) suggère une protection croisée peu efficace. Les résultats obtenus en épidémiologie nous ont incité à étudier les interactions entre souches virales en conditions contrôlées. Des tests de protection croisée entre souches plus ou moins proches au niveau moléculaire ont été réalisés, et ont permis d’observer la mise en place d’un système de prémunition entre souches très proches au niveau moléculaire, mais l’absence de protection croisée entre souches faisant partie des trois groupes phylogéniques. Nos résultats montrent la complexité de l’épidémiologie et de la variabilité du WMV et révèlent les intérêts et les limites des méthodes utilisées pour analyser la diversité génétique de ce virus. Mots clés : anticorps monoclonaux, capside, potyvirus, infections mixtes, variabilité, WMV, SSCP, protection croisée. SOMMAIRE Introduction générale Introduction bibliographique I. Les virus des Cucurbitacées
1. Diversité des virus infectant les cucurbitacées 2. Symptômes provoqués par les virus des Cucurbitacées 3. Le cycle viral des virus à ARN brin positif II. Les propriétés desPotyvirus 1. Présentation et classification desPotyviridae 2. Les propriétés des particules virales 3. Les caractéristiques de transmission desPotyvirus 3.1. Transmission verticale ou à la descendance 3.2. Transmission horizontale ou par un vecteur 4. Caractéristiques moléculaires et organisation du génome desPotyvirus 4.1. Description des protéines 4.2. Traduction et réplication 5. Les propriétés sérologiques desPotyvirus III. Deux potyvirus des cucurbitacées 1. LeWatermelon mosaic virus (WMV) 1.1. Symptomatologie et gamme d'hôtes 1.2. La transmission du WMV 1.3. Classification du WMV 1.4. Résistance 1.5. Propriétés sérologiques 1.6. Propriétés moléculaires 1.7. Distribution géographique du WMV 2. LeMoroccan watermelon mosaic virus(MWMV) IV. Variabilité et évolution virale 1. Les mécanismes impliqués dans l’évolution des virus 1.1 Les mutations 1.2 Les recombinaisons 2. Les mécanismes limitant la variabilité 2.1 La sélection naturelle 2.2 La dérive génétique 3. Perpétuelle évolution des virus 4. Les méthodes d’étude de la variabilité 4.1 Méthodes biologiques 4.2 Méthodes sérologiques 4.2.1 Les antisérums polyclonaux 4.2.2 Les anticorps monoclonaux 4.2.3 Les épitopes 4.2.4 Caractérisation des épitopes 4.3 Méthodes moléculaires V. L’épidémiologie des maladies virales 1. Quelques notions d’épidémiologie virale 2. Les sources de virus 3. Les étapes d’une épidémie VI. Les méthodes de lutte 1. Pratiques culturales et lutte physique
ABREVIATIONS
2. Lutte chimique 3. Lutte biologique : la prémunition 4. Lutte génétique 4.1 Définition de la résistance selon les méthodes classiques de sélection4.2 Variétés résistantes 4.3 Plantes transgéniques Virus AMV :Avian myeloblastosis virus,Retrovirus ASGV :Apple stem grooving virus,Capillovirus CABYV :Cucurbit aphid-borne yellows virus,Polerovirus CarMV :Carnation mottle virus,Carmovirus CMV :Cucumber mosaic virus,Cucumovirus BaYMV :Barley yellow mosaic virus,Bymovirus BNYVV :Beet necrotic yellow vein virus,Benyvirus BCMV :Bean common mosaic virus,Potyvirus BYMV :Bean yellow mosaic virus,Potyvirus GVA :Grapevine virus A,Nepovirus HIV :Human immonodeficiency virus,Retrovirus JGMV :Johnsongrass mosaic virus,Potyvirus LMV :Lettuce mosaic virus,Potyvirus MDMV :Maize dwarf mosaic virus,Potyvirus MWMV :Moroccan watermelon mosaic virus,Potyvirus PepMoV :Pepper mottle virus,Potyvirus PLRV :Potato leafroll virus,Polerovirus PRSV :Papaya ringspot virus,Potyvirus PSbMV :Pea seedborne mosaic virus,Potyvirus PPV :Plum pox virus,Potyvirus PVY :Potato virus Y,Potyvirus PWV : virusPassion fruit Woodiness,Potyvirus SCMV :Sugarcane mosaic virus, Potyvirus SMV :Soybean mosaic virus,Potyvirus SrMV :Sorghum mosaic virus, Potyvirus TEV :Tobacco etch virus,Potyvirus TuMV :Turnip mosaic virus,Potyvirus TVMV :Tobacco vein mottling virus,Potyvirus TMV :Tobacco mosaic virus,Tobamovirus TSWV :Tomato spotted wilt virus,Tospovirus TYLCV :Tomato yellow leaf curl virus,Begomovirus TVMV :Tobacco vein mottling virus,Potyvirus VanNV :Vanilla necrosis virus, Potyvirus WMV :Watermelon mosaic virus,Potyvirus WSMV :Wheat streak mosaic virus,Tritimovirus ZYMV :Zucchini yellow mosaic virus,Potyvirus ZYFV : Zucchini yellow fleck virus, Potyvirus
