Dr Zineb Belabess (INRA CRRA Meknès)
Chercheure en Virologie Végétale.
Les virus transmis par les pucerons dans les cultures de pommes de terre représentent une menace majeure pour les producteurs à l’échelle mondiale, entraînant des pertes significatives en rendement et en qualité des tubercules (Yi et Gray, 2020). Parmi eux, le virus Y de la pomme de terre (PVY) se distingue par sa large propagation et son impact économique considérable (Belabess et al., 2024; Manasseh, 2023; Qing et al., 2023). Identifié dans les années 1930, il constitue un agent pathogène redoutable des solanacées, notamment la pomme de terre (da Silva et al., 2020; Karasev et Gray, 2013). Son origine est supposée sud-américaine, avec une diffusion facilitée par le commerce des tubercules et rhizomes (Quenouille et al., 2013).
Le PVY engendre des pertes qualitatives et quantitatives considérables, pouvant atteindre 100% des récoltes (MacKenzie et al., 2018; Tsedaley, 2015). Sa transmission repose principalement sur plus de 40 espèces de pucerons et la plantation de tubercules infectés, selon un mode de transmission non persistant (Quenouille et al., 2013). Depuis sa découverte, divers groupes de souches et variants ont été identifiés, avec l’émergence récente de souches recombinantes remplaçant les populations locales (Glais et al., 2017; MacKenzie et al., 2019a, 2019b).
Cet article fait le point sur les avancées de la recherche sur le PVY, en abordant la caractérisation des souches, les symptômes, les méthodes de diagnostic, les vecteurs, la transmission par semences et les stratégies de gestion, avec un focus particulier sur la région méditerranéenne.
Taxonomie, structure génomique et organisation
Le PVY appartient au genre Potyvirus de la famille Potyviridae (Quenouille et al., 2013). Son génome est constitué d’un ARN simple brin de 9,7 kb, portant une protéine virale (VPg) liée à son extrémité 5′ et une queue poly(A) en 3′ (Tsedaley, 2015). Les virions, de structure hélicoïdale, se présentent sous forme de filaments flexueux mesurant 730 nm de longueur et 12 nm de largeur (Hamza et al., 2018). Comme les autres Potyvirus, l’ARN viral est encapsidé par une protéine de capside (CP) de 30 kDa, présente en 2 000 copies par particule. Le PVY possède un unique cadre de lecture ouvert (ORF), traduit en une polyprotéine ultérieurement clivée en 11 protéines multifonctionnelles : P1, HC-Pro, P3, 6K1, P3N-PIPO, CI, 6K2, VPg, NIa, NIb et CP (Figure 1) (Lacomme et Jacquot, 2017).
Structure et dynamique des populations
Le PVY est classé en sept groupes en fonction de la réponse de l’hôte et de son interaction avec les gènes de résistance : PVYO (souche ordinaire), PVYC (souche à taches sur les feuilles), PVYZ (souche Z), PVYN (souche à nécrose des nervures du tabac), PVYE (souche E), PVYNTN (souche à nécrose tubéreuse) et PVYN-Wi (souche Wilga) (Bahrami Kamangar, 2021; Glais et al., 2017; Tsedaley, 2015). Depuis les années 1980, les souches recombinantes PVYNTN et PVYN-Wi ont émergé, provoquant des symptômes plus sévères, notamment ceux associés à potato tuber necrotic ringspot disease (PTNRD) (Gray et al., 2010; Piche et al., 2004). Le PTNRD est une maladie qui a été décrite pour la première fois en Hongrie dans les années 1980. Elle se manifeste par des taches annulaires nécrotiques bien visibles à la surface des tubercules de pomme de terre. Ces taches peuvent apparaître isolément ou en groupes, formant parfois des motifs complexes par fusion des anneaux (Beczner et al., 1984). Ces souches recombinantes remplacent progressivement les formes non recombinantes et peuvent coexister au sein d’un même champ ou d’une même plante (Figure 2) (Davie et al., 2017; Mondal et al., 2021)
L’évolution rapide du PVY est favorisée par la variabilité de son génome et sa forte capacité de recombinaison, facilitée par la polymérase virale et certaines structures de l’ARN (Hu et al., 2009). Les mutations et recombinaisons entre souches permettent son adaptation aux différents cultivars de pommes de terre (Karasev and Gray, 2013). Actuellement, les populations du PVY sont dominées par des souches non recombinantes comme PVYC, PVYNetPVYO, ainsi que par les recombinants PVYNTNetPVYN-Wi (Dupuis et al., 2018). L’introduction de cultivars résistants a favorisé l’expansion des souches recombinantes, souvent difficiles à détecter en raison de symptômes atténués (Gray and Power, 2018). De plus, des facteurs environnementaux, notamment le climat, influencent la diversité du PVY. Des variations régionales significatives ont été observées, comme en Astrakhan (Russie), où la diversité génétique du virus est particulièrement élevée (Samarskaya et al., 2023).
Symptômes et impact économique
Les différentes souches de PVY induisent divers symptômes et impactent le rendement des tubercules selon les cultivars de pommes de terre (MacKenzie et al., 2019a, 2019b). Les souches recombinantes sont particulièrement préoccupantes sur le plan économique, entraînant des pertes pouvant atteindre 100% (Tableau 1) (Tsedaley, 2015). Le PVY provoque une large gamme de symptômes, allant de légers (mosaïque, marbrures) (Figure 3) à sévères (nécrose, chutes des feuilles) (Schramm et al., 2011). La sévérité des symptômes est influencée par des facteurs abiotiques et par des infections mixtes qui exacerbent la maladie (Byarugaba et al., 2020). Elle dépend également de la souche et de la concentration virale (del Toro et al., 2019). Par exemple, la souche PVYO induit des symptômes particulièrement marqués chez les cultivars porteurs du gène Ny (Karasev et al., 2011). L’impact économique du PVY ne se limite pas aux pertes de rendement, mais il entraîne également des pertes post-récolte. Les tubercules infectés peuvent développer des maladies comme la PTNRD, les rendant invendables (Lacomme and Jacquot, 2017). De plus, l’infection altère la qualité des tubercules en réduisant leur teneur en matière sèche et en amidon (Ospankulova et al., 2023).
Transmission et épidémiologie
Le PVY se transmet entre les plantes principalement par les pucerons, par propagation végétative via les tubercules, ou par contact direct (da Silva et al., 2020). Il peut également être transmis mécaniquement, notamment par les blessures ou la greffe (Lacomme et al., 2017). Les pucerons, en particulier Myzus persicae Sulzer, jouent un rôle clé en tant que vecteurs principaux, assurant une transmission non persistante et variable (Sastry et al., 2019; Tsedaley, 2015). La transmission du virus dépend de plusieurs facteurs, tels que le type de plante hôte, la souche virale, les conditions environnementales et les espèces de pucerons impliquées (Bahrami Kamangar et al., 2019; Chung et al., 2016). Le changement climatique pourrait augmenter la prévalence des pucerons, favorisant ainsi la propagation du virus (Torrance and Talianksy, 2020). Une même espèce de puceron peut transmettre plusieurs souches simultanément, et l’efficacité de cette transmission varie en fonction de la souche virale et de l’espèce de puceron (Syller and Grupa, 2014). Les tubercules infectés constituent une source majeure de transmission verticale, et l’infection par les tubercules contribue à la propagation du virus dans les champs (Lacomme et al., 2017). D’autres vecteurs, tels que le réseau mycorhizien commun, font également l’objet d’études pour déterminer leur rôle potentiel dans la transmission du virus (Deja-Sikora et al., 2023).
Méthodes de détection
L’identification des souches de PVY repose principalement sur les symptômes qu’elles induisent dans les plantes indicatrices, telles que le tabac et certaines variétés de pommes de terre porteuses de gènes de résistance (Singh et al., 2008). Les souches sont alors classées en fonction de critères spécifiques, tels que les symptômes de mosaïque ou de nécrose des nervures. Cependant, cette méthode demeure lente et n’est pas adaptée à un diagnostic à haut débit (Glais et al., 2017). Les techniques sérologiques, telles que l’ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), utilisent des anticorps polyclonaux et monoclonaux pour détecter le PVY. Cette approche est largement privilégiée en raison de sa fiabilité, de son faible coût et de sa capacité à traiter un grand nombre d’échantillons. Pour accroître l’exactitude des tests, l’utilisation d’un cocktail d’anticorps monoclonaux est recommandée afin d’élargir la spécificité (Glais et al., 2017). Les tests PCR (polymerase chain reaction) et RT-PCR (reverse transcription-PCR) permettent une identification très précise des souches de PVY, offrant une grande sensibilité et spécificité, notamment pour distinguer des souches comme PVYNTN et PVYN (Glais et al., 2017). La RT-PCR multiplexe est particulièrement utile pour détecter les infections mixtes et pour la surveillance efficace de la propagation du virus dans les cultures de pommes de terre (Lorenzen et al., 2006). Ces méthodes ont significativement amélioré la détection de PVY, même dans des contextes complexes où les approches biologiques et sérologiques étaient insuffisantes.
Stratégies de contrôle
La certification des semences joue un rôle crucial dans la réduction de la propagation du PVY, car les tubercules de semence constituent la principale source d’inoculum (Gray and Power, 2018). Cependant, l’émergence de nouvelles souches difficilement détectables visuellement et l’utilisation de cultivars asymptomatiques ont rendu nécessaires l’adoption de méthodes intégrées de gestion (Schramm et al., 2011). Des stratégies telles que l’exclusion spatiale et temporelle, consistant à séparer la production commerciale de semences et à ajuster les dates de plantation pour éviter les migrations de pucerons, se sont révélées efficaces (Gray and Power, 2018). Le contrôle des pucerons vecteurs demeure une priorité, bien que des alternatives écologiques, comme la cavitation hydrodynamique, offrent des solutions innovantes pour limiter la propagation sans recourir aux produits chimiques (Filipic et al., 2022). La culture de variétés résistantes reste une méthode essentielle, bien que les souches récentes, telles que PVYNTNet PVYN-Wi, soulignent la nécessité d’une résistance plus large (Manasseh, 2023). Enfin, les biotechnologies, telles que la RNAi (RNA interference), les amiARNs (artificial microRNAs), etla technologie CRISPR/Cas13 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), sont explorées pour renforcer la résistance génétique contre le PVY (Routhu et al., 2023; Zhan et al., 2023).
Situation dans la région Méditerranéenne
Le PVY est largement présent dans de nombreux pays méditerranéens et constitue l’un des virus les plus répandus dans la région (Abdalla et al., 2016; Djilani-Khouadja et al., 2010; Larbi et al., 2012). Il a été détecté au Maroc (Chibane, 1999), en Tunisie (Boukhris-Bouhachem et al., 2007), en Égypte (Abdalla et al., 2016), et en Algérie (Allala-messaoudi et al., 2019). Dans le contexte algérien, une étude menée entre 2014 et 2016 a montré que le PVY représentait 93% des échantillons infectés (Allala-messaoudi et al., 2019). En Tunisie, l’incidence du PVY était élevée (90,2%), avec les souches dominantes PVYN et PVYNTN (Djilani-Khouadja et al., 2010). En Égypte, des enquêtes réalisées entre 2010 et 2016 ont révélé plusieurs souches recombinantes de PVY, principalement PVYN, PVYNTN, et PVYN-Wi (Elwan et al., 2021, 2017). Les variations génétiques de PVY, notamment les recombinaisons de souches, ont été fréquemment observées dans la région, affectant principalement les cultures de pommes de terre.
Conclusions et perspectives d’avenir
Le PVY représente une menace majeure pour la culture de la pomme de terre, notamment en raison de l’émergence de souches recombinantes sévères telles que PVYNTN, difficiles à détecter et capables de provoquer des pertes économiques importantes. La complexité de sa détection, liée à sa diversité génétique, ainsi que les options de contrôle encore limitées, rendent sa gestion particulièrement délicate.
Une gestion durable et efficace du PVY repose sur une compréhension approfondie de sa génétique, de sa diversité et de la dynamique de ses populations virales. Le développement de cultivars résistants, associés à l’utilisation de nouvelles technologies de modification génétique telles que CRISPR ou le spray-induced gene silencing (SIGS), offrent des perspectives prometteuses à long terme. Par ailleurs, la caractérisation locale des isolats, l’identification des vecteurs aphidiens et des hôtes secondaires, ainsi que l’évaluation de la prévalence du virus dans différentes régions, constituent des axes de recherche essentiels. Ces travaux permettront de mieux comprendre l’épidémiologie du PVY et de développer des stratégies de lutte adaptées et intégrées, à l’échelle locale comme internationale.
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