Interactions moléculaires du banana bunchy top virus et de son alphasatellite avec ses plantes hôtes et les pucerons vecteurs

Molecular interactions of banana bunchy top virus and its alphasatellite with host plants and aphid vectors

• Auteur / Autrice : Valentin Guyot
• Direction : Mikhail Pooggin, Marie-Line Caruana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des systèmes
• Date : Soutenance le 23/06/2022
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Plant Health Institute (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Martin Drucker
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mikhail Pooggin, Marie-Line Caruana, Martin Drucker, Tatiana Timchenko, Anne-Sophie Gosselin-Grenet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Martin Drucker, Tatiana Timchenko

Mots clés

Mots clés libres

Alphasatellite

ARN interférent

Nanovirus

Insecte vecteur

Plante hôte

Alphasatellite

RNA interference

Nanovirus

Insect vector

Host plant

Résumé

RésuméLe banana bunchy top virus (BBTV) est le virus le plus dommageable de la culture de la banane, une monocotylédone considérée comme la 4ème plus grande culture mondiale. Appartenant à la famille des Nanoviridae et au genre Babuvirus, le BBTV est un virus à ADN circulaire simple brin (ssDNA) multipartite composé de 6 ADN viraux différents. Transmis de plante à plante par le puceron vecteur Pentalonia nigronervosa, ce virus peux également être retrouvé associé avec un alphasatellite. Un alphasatellite est une molécule d'ADN circulaire simple brin appartenant à la famille des Alphasatellitidae, qui code pour une protéine nommée Rep-like lui permettant de s'autorépliquer. Toutefois, il ne peut pas trans-répliquer son virus assistant et nécessite ce dernier afin de se déplacer dans la plante, être encapsider et être transmis de plante à plante. Très peu d'étude ont été menées sur les alphasatellites et leur rôle dans l'infection virale n'est pas défini. Dans ces travaux de thèse, nous montrons l'émergence d'un nouvel alphasatellite associé au BBTV provenant de République Démocratique du Congo. C'est le premier alphasatellite découvert associé au BBTV en Afrique. Sa caractérisation a montré qu'il impactait son virus assistant au travers de la transmission, de la réplication et la transcription virale, et de la production des petits ARNs viraux. De plus, cet alphasatellite est plus proche phylogénétiquement des alphasatellites découverts chez les dicotylédones que ceux découverts associés au BBTV et forme le genre des Banaphisatellite que nous décrivons. De plus, notre étude d'échantillons de BBTV provenant d'Asie du sud-est montre la forte prévalence d'alphasatellite dans cette région du monde et la découverte des alphasatellites formant deux autres espèces différentes du genre Banaphisatellite. Enfin, notre caractérisation des plantes dicotylédones montre qu'elles sont des hôtes alternatifs du BBTV et leur alphasatellites. Possédant également des alphasatellites du genre Banaphisatellite, elles appuient l'hypothèse d'un passage des dicotylédones à monocotylédone de ce genre d'alphasatellite.

AbstractBanana bunchy top virus (BBTV) is the most damaging virus of monocot bananas and plantains, considered the 4th largest crop plants in the world. Belonging to the family Nanoviridae and the genus Babuvirus, BBTV is a multipartite circular single-stranded DNA (ssDNA) virus composed of six viral DNA components. Transmitted from plant to plant by the aphid vector Pentalonia nigronervosa, this virus can also be associated with one or more alphasatellites. Alphasatellites are circular ssDNA molecules belonging to the family Alphasatellitidae which encode a Rep-like protein that allows alphasatellites to self-replicate. However, alphasatellites cannot trans-replicate helper virus components and require the helper virus for encapsidation, movement and transmission by insect vectors. Very few studies have been conducted on alphasatellites, and their role in viral infection and disease transmission is not defined. In this thesis, we report the emergence of a new alphasatellite associated with BBTV in Democratic Republic of the Congo. This is the first BBTV alphasatellite discovered in Africa. We demonstrate that this alphasatellite affects its helper virus transmission, replication, gene expression and evasion of antiviral defences generating viral small interfering RNAs. Furthermore, this alphasatellite forms a new genus Banaphisatellite and is more phylogenetically related to alphasatellites infecting dicots than those previously found to be associated with monocot-infecting BBTV in South-East Asia. In addition, our surveys of BBTV-infected plants from South-East Asia showed the high prevalence of alphasatellites in this region of the world and among other alphasatellites we discovered two additional novel species representing the genus Banaphisatellite. Finally, we demonstrate that dicot plants can serve as alternative hosts of BBTV and its alphasatellites including the banaphisatellites, thus supporting the hypothesis of a dicot to monocot passage of this alphasatellite genus.