Studies of tomato plants in response to infections with PVX and different PVY isolates reveal a remarkable PVX-PVYNTN synergism and diverse expression profiles of genes involved in different pathways.

Liang, Z., Dickison, V.L., Singh, M., Xiong, X., et Nie, X. (2015). « Studies of tomato plants in response to infections with PVX and different PVY isolates reveal a remarkable PVX-PVYNTN synergism and diverse expression profiles of genes involved in different pathways. », European Journal of Plant Pathology. doi : 10.1007/s10658-015-0750-4  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Le virus Y de la pomme de terre (PVY) subit constamment des mutations nucléotidiques et des recombinaisons génomiques, ce qui entraîne l’apparition de nouvelles souches présentant des pathogénicités variées à l’égard de la plante hôte. On en sait peu sur les réactions induites chez les plants de tomate par les différentes souches de PVY, particulièrement les souches émergentes comme le PVYNTN et le PVYN:O, et par les combinaisons de ces souches avec d’autres espèces de virus, comme le virus X de la pomme de terre (PVX). Dans le cadre de la présente étude, nous avons examiné les réactions induites par l’infection par le PVY et par l’infection combinée par le PVY et le PVX chez des plants de tomate (cultivar Rutgers). Les plants infectés uniquement par le PVYO, le PVYN:O, le PVYN ou le PVYNTN ont présenté des symptômes de mosaïque et des déformations des feuilles; les plants infectés uniquement par le PVX ont présenté des lésions locales bénignes et, à divers degrés, des symptômes de mosaïque et des déformations des feuilles. La gravité des symptômes était accrue chez les plantes infectées simultanément par le PVX et le PVY, qui ont présenté de graves nécroses locales et systémiques des feuilles, une chute des feuilles et de graves déformations des feuilles, ce qui indique qu’il existe une synergie entre le PVX et le PVY. La souche du PVY avait une incidence importante sur le degré de synergie entre le PVX et le PVY, et la souche PVYNTN était associée aux effets les plus graves. Selon une analyse quantitative de la charge virale, l’infection simultanée par le PVX et le PVY entraînait une augmentation du niveau de PVX et une diminution du niveau de PVY. Nous avons réalisé, au moyen de la technologie NanoString, une analyse transcriptionnelle comparative de 46 gènes clés participant à la synthèse des molécules de signalisation et à la transduction des signaux, et avons observé divers profils d’expression génique dans le cas des infections par un seul virus et par une combinaison de virus. Nous avons observé deux groupes d’expression hiérarchiques, un régulé la la hausse et l’autre régulé à la baisse, chez les plants infectés. En général, un plus grand nombre de gènes étaient régulés de manière différentielle dans le cas des plantes infectées par une combinaison de virus que dans celui des plantes infectées par un seul virus. La modification de l’expression des gènes intervenant dans le stress oxydatif et les voies de synthèse de l’acide salicylique (SA) était particulièrement intéressante; par rapport à l’infection par un seul virus, l’infection par une combinaison de virus, particulièrement la combinaison PVX + PVYNTN, a entraîné une augmentation marquée des capacités de production d’espèces réactives d’oxygène (ROS) et de SA ainsi qu’une réduction de la capacité de piégeage des ROS.

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