Evolution des pararétrovirus endogènes de plantes : le cas des séquences intégrées du Banana streak virus chez le bananier (Musa sp.)

Evolution of plant pararetroviruses : the case of integrated sequences of Banana streak virus in the banana genome (Musa sp.)

• Auteur / Autrice : Philippe Gayral
• Direction : Philippe Rott, Marie-Line Caruana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Virus de la mosaïque en tirets du bananier

Bananiers

Badnavirus

Mots clés libres

Badnavirus

Bananier (Musa sp. )

Banana streak virus (BSV)

EPRV infectieux

Séquences pararétrovirales intégrées (EPRV)

Résumé

Le génome des bananiers (Musa sp. ) contient de nombreuses séquences virales EPRV (Endogenous pararetrovirus) appartenant au Banana streak virus (BSV), bien qu'aucun virus de plante n'ait d'étapes d'intégration dans son cycle. Certains EPRV provenant du bananier M. Balbisiana sont infectieux car ils peuvent restituer des particules virales pathogènes en conditions de stress. La première partie de ce travail se focalise sur la biologie des EPRV. Nous avons tout d'abord analysé les caractéristiques moléculaires et génétiques des EPRV infectieux de l'espèce goldfinger du BSV (BSGFV) présents chez le bananier sauvage diploïde M. Balbisiana cv. PKW. Nous avons ensuite identifié l'allèle infectieux de l'EPRV BSGFV, et abordé les mécanismes moléculaires de son activation par recombinaison homologue. L'évolution des séquences intégrées a été étudiée dans une deuxième partie. Une analyse phylogénétique à large échelle et une comparaison de l'évolution moléculaire des virus libres et EPRV chez trois espèces de bananiers nous ont permis de préciser l'origine phylogénétique des EPRV et de montrer que 27 évènements d'intégration indépendants se sont produits récemment dans les espèces hôtes. Nous avons ensuite étudié l'histoire évolutive de deux EPRV infectieux précédemment étudiés (BSGFV et BSV espèce Imové - BSImV) par l'analyse de leur polymorphisme de structure et de leur distribution au sein du genre Musa. Les résultats sont analysés en relation avec la phylogénie moléculaire des bananiers construite dans cette thèse. La probabilité d'intégration de chaque espèce de BSV est très faible, et à la différence d'autres pathosystèmes possédant des EPRV, il n'y a pas de colonisation des génomes hôtes par duplication des séquences virales une fois celles-ci intégrées. La forte diversité des EPRV chez le bananier s'explique plutôt par des évènements d'intégration indépendants de chacune des nombreuses espèces de virus libre

The genome of banana plants (Musa sp. ) harbours multiple endogenous pararetrovirus sequences (EPRVs) related to Banana streak virus (BSV), although no virus of plants needs integration for its replication. Some EPRVs of M. Balbisiana are able to release infectious viral genomes under stress conditions resulting in viral infection of the plant. In the first part of our work, we focused on the biological characteristics of such EPRV. We described the molecular and genetic characteristics of an infectious EPRV of BSV Golfinger species (BSGFV) present in the wild diploid M. Balbisiana cv. PKW. We identified the infectious allele of BSGFV EPRV, and proposed a model based on homologous recombinaison for its activation. In the second part, we studied evolutionary patterns of two EPRVs previously studied (BSGFV and Imové BSV species – BSImV). We first inferred large-scale phylogenies and compared the evolution rate and selective pressures acting on non integrated virus and EPRV found in three Musa species. We determined the phylogenetic origin of EPRV sequences found in these Musa species and estimated that at least 27 independent integration events occurred recently in the genome of the host species. Then, we studied the evolutionary history of the two infectious EPRV previously described (BSGFV and BSImV species) by analysing their distribution and polymorphism of structure among representative banana species, in relation to the phylogeny of Musa genus reconstructed in this study. The probability of integration of every species of BSV is very weak; and unlike other pathosystems harboring EPRVs, there is no colonization of host genomes by duplication of the viral sequences once integrated. The strong diversity of EPRV in the Musa genome could be rather explained by independent integrations from each of the numerous BSV species