Thèse soutenue

Réassortiments chez un phytovirus octopartite ˸ l'étude du faba bean necrotic stunt virus (FBNSV) du genre Nanovirus

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Auteur / Autrice : Babil Torralba
Direction : Stéphane BlancYannis Michalakis
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanismes des Interactions parasitaires, pathogènes et symbiotiques
Date : Soutenance le 13/11/2023
Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Plant Health Institute (Montpellier)
Jury : Président / Présidente : Anne-Nathalie Volkoff
Examinateurs / Examinatrices : Yannis Michalakis, Anne-Nathalie Volkoff, Benoit Moury, Romain Volmer, Fernando García-Arenal, Ioana Grigoras
Rapporteurs / Rapporteuses : Benoit Moury, Romain Volmer

Résumé

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L'architecture génomique virale multipartite, pour laquelle le génome est divisé en plusieurs segments encapsidés séparément, est une énigme évolutive dû à des coûts théoriques importants associés au maintien de l'intégrité génomioque. Des études antérieures au sein de l'équipe ont démontré la capacité du faba bean necrotic stunt virus (FBNSV ; genre Nanovirus, génome composé de 8 segments) à accumuler ses segments dans des cellules hôtes distinctes et à complémenter le génome au niveau supra-cellulaire réduisant ainsi considérablement le coût intra-hôte théorisée.L'objectif de cette thèse était d'explorer les mécanismes par lesquels les nanovirus parviennent à maintenir l'intégrité de leur génome, en se focalisant sur les réassortiments et leurs effets sur la fitness des génotypes hybrides résultants. Un réassortiment correspond au remplacement d'un ou plusieurs segments par des segments homologues provenant d'un génotype parental distinct. L'objectif principal était de mener une caractérisation phénotypique systématique des 16 réassortiments possibles impliquant un seul segment entre deux isolats distincts du FBNSV.Les objectifs ont été abordés grâce à l'utilisation de techniques expérimentales telles que l'agro-inoculation, l'inoculation par pucerons, la qPCR, le phénotypage des plantes infectées et la microscopie confocale. Nos résultats ont révélé la capacité du FBNSV à transmettre ses segments distincts d'hôte à hôte de manière non concomitante et à reconstituer finalement un génome complet, réduisant ainsi significativement les coûts liés au maintien de l'intégrité génomique inter-hôte.Ces découvertes, associées à la capacité des segments génomiques des nanovirus à se complémenter efficacement au niveau supra-cellulaire, élargissent considérablement l'échelle spatiale à laquelle les réassortiments peuvent se produire. Une revue approfondie de la littérature sur les réassortiments dans les virus multipartites à ADN simple brin a mis en évidence que la réplication des segments réassortis semble être la principale contrainte pour la viabilité des nouveaux génotypes produits.Cette recherche doctorale a conduit à la création de deux nouveaux clones infectieux, [AZ;15] et [AZ;10_12b], représentant chacun des isolats distincts de FBNSV. En combinant l'isolat [JKI-2000], déjà disponible au début du doctorat, nous disposons désormais de trois clones infectieux représentant des isolats des trois principaux clades phylogénétiques du FBNSV. Ces clones faciliteront de nouvelles investigations sur les échanges génétiques, les infections mixtes et la dynamique écologique.La caractérisation phénotypique des isolats a été réalisée sur trois plantes hôtes (fèves, lentilles et vesces) et un puceron vecteur (Aphis craccivora). Les trois isolats sont capables d'infecter ces hôtes et vecteur ce qui a des implications significatives sur la dynamique écologique des populations naturelles de ces nanovirus. Cette analyse a révélé une diversité phénotypique entre les isolats, notamment en ce qui concerne leur formule génomique, sur toutes les plantes hôtes et au sein du puceron vecteur.Enfin, la caractérisation phénotypique systématique des réassortiments impliquant un seul segment entre les isolats [AZ;15] et [AZ;10_12b] a démontré la viabilité de toutes les 16 combinaisons possibles sur trois plantes hôtes. Bien que ces découvertes aient un potentiel écologique et évolutif significatif pour les nanovirus, il est important de souligner qu'elles ont été obtenues dans un environnement contrôlé sans concurrence d'autres génotypes.Les résultats de cette recherche doctorale élargissent considérablement les ressources génétiques et les opportunités disponibles pour explorer la biologie des nanovirus, la dynamique des réassortiments et les stratégies employées par les virus à ADN monocaténaire multipartite, du moins les nanovirus, pour atténuer les coûts associés au maintien de leur intégrité génomique.