Genetic dissection of plant-virus interactions

Résumé : Pour se propager dans les cellules de son hôte et évader les réponses immunitaires, les virus végétaux ont développé plusieurs stratégies de défense. Ici, nous avons investigué les structures génétiques du Apple stem pitting virus (ASPV). Nous avons aussi étudié la diversité moléculaire des isolats d’ASPV provenant des poires en regardant les séquences des gènes CP et TGB afin de mieux comprendre les mécanismes évolutionnaires utilisés par ASPV. Nos études ont démontré que les mutations, incluant les insertions et les délétions, la sélection purificatrice et la recombinaison furent des facteurs importants dans l’évolution du l’ASPV en Chine et possiblement mondialement. Comme tous les virus végétaux, l’ASPV se défend contre le RNA silencing de l’hôte grâce à un suppresseur de RNA silencing (VSR) et nous avons montré que le VSR de l’ASPV est la protéine de capside (CP) du virus. Nous avons aussi établi que la diversité moléculaire cause non seulement une variété de symptômes chez son hôte, Nicotiana occidentalis. Cependant elle cause aussi de la variabilité antigénique chez différents isolats, ce qui mène à des écarts de réactivité sérologique entre isolats. Les plantes ont développé plusieurs stratégies pour se défendre contre les virus. Ici, nous avons étudié comment la plante Arabidopsis se défend contre le Tobacco rattle virus (TRV) via le RNA silencing. Nous avons constaté que les phénomènes de susceptibilité, récupération et virus induced gene silencing (VIGS) sont des mécanismes séparables. Nous avons démontré que les protéines AGO2 et AGO4 sont nécessaires à la susceptibilité initiale au TRV, tandis qu’AGO1 est importante pour les VIGS, tandis que la récupération est médiée par d’autres acteurs qui n’ont pas encore été identifiés. Nos résultats suggèrent l’existence de complexes distincts ciblant différentes populations d’ARN viral et cellulaire. De plus, nous avons montré que la répression de la traduction est un mécanisme important durant la récupération de la plante suite à une infection virale, et que les complexes de décoiffage et de RNA processing jouent des rôles importants dans la dégradation des ARNs viraux. Finalement, nous avons montré que les plantes ayant une mutation dans le gène DCP2 présentent un niveaux de VIGS accrue, ainsi qu’une augmentation des niveaux d’ARN viral. Puisque DCP2 fait partie des complexes de décoiffage qui se trouvent dans des granules spécialisés nommés processing bodies (PBs), cela suggère que les PBs jouent un rôle important dans l’élimination les virus.Abstract : To live in host cells or to escape from host immunity, plant viruses involved a series of defense strategies. Here we investigated Apple stem pitting virus (ASPV) population structures and molecular diversity of ASPV pear isolates based on its function important gene CP and TGB in China, so as to infer the evolution mechanisms of ASPV. Our study showed that mutations (including insertions or deletions), purifying selection, and recombination were important factors driving ASPV evolutions in China or maybe even in the world. And also ASPV defends against it hosts by encoding a VSR. We also showed that ASPV molecular diversity not only induced different biological properties on its herbaceous host N. occidentails but also resulted in antigenic variation of different ASPV CP isolates, which leaded to differences in serological reactivity among rCPs of different ASPV isolates. Plants have developed a series of mechanisms to defend themselves against viruses. Here we how Arabidopsis defend against. We show that virus susceptibility, recovery, and virus induced gene silencing (VIGS) appear to be separable phenomena, with AGO2 and AGO4 playing important roles in the initial susceptibility to TRV, AGO1 playing an important role in VIGS, and as yet unidentifid players mediating recovery. These results suggest the existence of distinct RNA-induced silencing complexes that target different RNA populations within the cell and over time. Furthermore, we showed that translational repression of viral RNA is likely to play an important role in virus recovery and that decapping function plays an important role in clearing viral RNA from the cell. We also showed that a decapping mutant (DCP2) displayed an increased VIGS and virus RNA accumulation, an important role for PBs in eliminating viral RNA