Etude des mécanismes génétiques impliqués dans l'expression des séquences EPRVs pathogènes des bananiers au cours de croisements génétiques interspécifiques

Lheureux Fabrice. 2002. Etude des mécanismes génétiques impliqués dans l'expression des séquences EPRVs pathogènes des bananiers au cours de croisements génétiques interspécifiques. Montpellier : ENSAM, 166 p. Thèse de doctorat : Biologie intégrative : Ecole nationale supérieure agronomique de Montpellier

Encadrement : Nottéghem, Jean-Loup

Résumé : Inter-specific hybrids have, in the past few years, been shown to express symptom of Banana streak disease (BSD) that could not have originated from external sources of Banana streak virus (BSV). It was hypothesised that infections arose instead through a complex recombination pattern from viral sequences integrated into the Musa genome called BSV-OL Endogenous Pararetrovirus Sequences EPRVs. The aim of our study was to search for the genetic factor that activates EPRV expression during genetic cross hybridisation of two interspecific crosses - PKW (BB) x IDN 110 4x (AAAA) and P. batu (BB) x P. pipit 4x (AAAA)-. The study of the two FI progeny showed Mendelian segregation of the disease with half of the hybrids containing virus. The observation of BSV strain 01 EPRV segregation occurs in a homozygous state at Musa balbisiana genome only. Ten AFLP markers were selected in female M. balbisiana parents. The segregation analysis allowed a genetic map of the locus responsible of disease expression, BEL Banana streak virus expresses locus, to be proposed. These data indicate that a genetic mechanism is involved in BSV appearance, and suggest that a monogenic allelic system confers the role of carrier to the M. balbisiana parent. Two previously unidentified BSV strains in addition to BSV-Ol, have been detected in diseased hybrids: BSV-Imove (BSV-Im) and BSV-Gold Finger (BSV-GF) strains. The BSVOl and BSV-Im strains appeared in almost all diseased hybrids. In contrast, the BSV-GF strain was detected in only 49 percent of the diseased hybrids tested. The presence of BSVGF and BSV-Im EPRVs among parental and progeny genotypes, shows that the M. balbisiana genome contains at least two other pathogenic BSV EPRVs. Genetic analysis resulting from AFLP results showed that BSV-OL and BSV-Im EPRVs' expression depends on the same genetic factor, the BEL locus. Although the BSV-GF is not genetically linked to the BEL locus, the BSV-GF strain appearance and the activation of corresponding EPRV(s) seem to be subordinated to the BEL locus. So, the discovery of new BSV EPRVs linked to BEL locus suggests that BEL differs in nature from BSV EPRVs. Finally, we have investigated the regulation of EPRVs by investigating the “healthy” behaviour of M. balbisiana parents. A resistance to EPRVs expression has been demonstrated even when these parents are inoculated with BSV. Propositions as for the origin of integration mechanism of BSV are discussed.

Résumé (autre langue) : Ces dernières années des hybrides interspécifiques ont développé les symptômes de la maladie de la mosaïque en tirets, Banana streak disease-BSD, sans possibilité de contamination externe par le Banana streak virus-BSV. Il a été proposé comme hypothèse expliquant l'apparition de la maladie, que l'activation de séquences virales endogènes - EPRVs BSV, présentes dans le génome bananier soient à l'origine des virions observés. L'objectif de notre étude a été de rechercher un déterminant génétique de l'expression de la maladie au cours de l'hybridation génétique conventionnelle pour deux croisements interspécifiques - PKW (BB) x IDN 110 4x (AAAA) et P. batu (BB) x P. pipit 4x (AAAA) - sur lesquels la maladie apparaissait régulièrement. L'étude des deux descendances F1 a montré une ségrégation à caractère mendélien de la maladie puisque la présence du virus a été notée pour 50% des plants. L'observation de la ségrégation de l'EPRV BSV souche O1 a montré que cette dernière serait présente à l'état homozygote uniquement dans le génome #M. balbisiana#. 10 marqueurs AFLP ont été sélectionnés comme marqueurs moléculaires de l'expression de la maladie. Ils sont localisés uniquement chez les parents femelles #M. balbisiana#. L'analyse de leur ségrégation a permis de proposer une carte génétique du locus responsable de l'expression de la maladie -BEL Banana streak virus expressed locus. Les résultats de ces analyses génétiques révèlent chez ce parent, la présence d'un système allélique monogénique lui conférant le rôle de porteur sain. L'analyse de la nature des souches virales présentes dans les hybrides malades a montré la présence de la souche BSV-O1 dans 98% et révélé l'existence de deux nouvelles souches: BSV-Im présent dans 88% des hybrides malades et BSV-GF présent uniquement dans la moitié d'entre eux. Les EPRVs correspondantes à ces souches ont été identifiées dans les génomes #M. balbisiana# et population hybrides suggérant le caractère pathogène de ces séquences. L'analyse génétique des marqueurs AFLP a montré que les souches BSV-O1 et BSV-Im sont génétiquement liées et dépendent du facteur génétique BEL. La souche BSV-GF apparaît non liée génétiquement au locus BEL mais reste cependant sous son contrôle. L'existence d'au moins trois EPRVs pathogènes dépendantes du locus BEL renfermant le facteur d'activation implique que la nature de ce dernier est différente de séquences virales. Nous avons tenté d'aborder le mécanisme de régulation des EPRVs en explorant le comportement "sain" du parent femelle #M. balbisiana#. Ce dernier présente une résistance tant à l'expression des EPRVs qu'à celle des souches BSV lors d'inoculations extérieures. Des propositions quant à l'origine du mécanisme d'intégration et d'expression du BSV sont discutées.

Mots-clés Agrovoc : Musa, virus des végétaux, hybridation interspécifique, gène, locus, résistance aux maladies, expression des gènes, ségrégation, Musa balbisiana

Mots-clés complémentaires : Mosaïque en tirets

Classification Agris : F30 - Génétique et amélioration des plantes
H20 - Maladies des plantes

Auteurs et affiliations

• Lheureux Fabrice, CIRAD-FLHOR-BPA (FRA)

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/509863/)

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