Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Biologie Végétale

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Tospovirus,Solanacae,TSWV,,

Keywords

Tospoviruses,Solanaceae,TSWV,,

Titre de thèse

Finding loss-of-susceptibility resistance genes toward Tospoviruses in Solanaceae
recherche de facteurs de susceptibilités aux Tospovirus chez les Solanacae

Date

Mercredi 23 Octobre 2019 à 13:30

Adresse

Domaine Saint Maurice, 67 Allée des Chênes, 84140 Avignon Salle 1

Jury

Directeur de these M. Jean-Luc GALLOIS INRA
Rapporteur Mme Bénédicte STURBOIS L’Institut des Sciences des Plantes - Paris-Saclay
Rapporteur Mme Marie-line CARUANA CIRAD
Examinateur Mme Sylvie GERMAN-RETANA UMR 1332 Biologie du Fruit et Pathologie - INRA / Université de Bordeaux
Examinateur Mme Desbiez CECILE INRA centre de Recherche PACA, Unité de Recherche de Pathologie Végétale
CoDirecteur de these M. Grégori BONNET Syngenta

Résumé de la thèse

Résumé : Le Tomato spotted wilt virus (TSWV) est l’un des virus les plus dommageables pour Solanacées. Les résistances dominantes couramment utilisées chez la tomate (Solanum lycopersicum) et le piment (Capsicum annuum) sont contournés par de nouveaux isolats contournant. Il est primordial de développer de nouvelles résistances génétiques durables et le déploiement de résistances par perte de sensibilité est une bonne alternative. Dans ce but, mes travaux de thèse ont donc eu pour objectif majeur de caractériser un isolat de TSWV et d’identifier des interactants de ces protéines parmi les protéines de la tomate, dans le but de développer de nouvelles sources de résistance aux TSWV : - Dans un premier temps, l’évolution adaptative et des domaines contraints de la RNA-dependent RNA polymerase du Tomato spotted wilt virus a été analysée. Le génome de l’isolat TSWV-LYE51 provenant du sud de la France a été entièrement séquencé. L’analyse s’est portée sur le gène codant la RNA-dependent RNA polymerase, protéine clé du cycle viral, impliquée dans la transcription et réplication du génome viral. Un modèle structural 3D de cette protéine a été créé par modélisation par homologie. En parallèle, des analyses phylogénétiques et de sélections ont permis de mettre en évidence à la fois des hot-spots de mutations adaptatives et des domaines contraints. La confrontation de ses résultats permet de proposer des régions de la protéine RdRP pour la recherche des gènes résistances. - A la suite de cette étude, une recherche de gènes candidats de la plante hôte impliqués dans la sensibilité au TSWV a été menée : afin de réaliser leur cycle, les virus détournent de nombreux facteurs de l’hôte via des interactions directes. Ces facteurs peuvent devenir des sources de résistance via leur absence ou leur modification. Pour identifier ces facteurs, j’ai réalisé des cribles double-hybrides en levure en utilisant un domaine contraint précédemment identifié comme appât. Mes résultats ont permis d’identifier plusieurs gènes candidats dont la validation est en cours. Ce travail a permis d’obtenir de nouvelles informations sur les mécanismes généraux du cycle viral et la capacité d’adaptation du TSWV. Tout cela ouvre de nouvelles perceptive sur le développement de résistance par perte de sensibilité, en utilisant la variabilité naturelle (ou induite) des gènes candidats.

Thesis resume

Abstract: The Tomato spotted wilt virus (TSWV) is the second most destructive plant virus, particularly in Solanaceae. Because the resistance genes to TSWV available in tomato (Solanum lycopersicum) and pepper (Capsicum annuum) are overcome by resistance breaking isolates, there is an urgent need to develop new durable genetic resistance. Resistance by loss-of-susceptibility is one of the great opportunities to provide such resistances. The aim of this present work is first to characterize a TSWV isolate and then identify tomato host proteins that interact with the viral proteins, aiming at characterizing new resistances. - Firstly, Tomato spotted wilt virus RNA-dependent RNA polymerase adaptive evolution and most constrained domains was analyzed. The TSWV-LYE51 genome was sequenced. We decided to focus on the RNA-dependent RNA polymerase which is the key protein for cycle life by being responsible for both the transcription and replication of the viral genome. A 3D model of this RdRp protein was built by homology modeling and phylogenetic and selection analyses were used to characterize hot-spot of adaptive mutation as well as the most constrained domains. Those results allow to pinpoint RdRP regions of interest toward which efficient resistances can be targeted. - Based on those data, candidates genes implicated in susceptibility to TSWV were sought after. Viruses have to hijack host cellular protein –i.e. named susceptibility factors- in order to accomplish their cycle and infect their host. Those factors can be turned into genetic resistance through their absence or modification. To characterize such susceptibility factors in tomato, yeast-two hybrid screenings were carried out using the identified RdRP constrained domain as a bait. We identify several candidates’ genes currently being validated. This work, by obtaining new information about TSWV infectious mechanism and its adaptation to plan, may bring new perspectives in order to develop loss-of-susceptibility resistances to TSWV in crops by using natural or induced variability.