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La diversité génétique des espèces végétales et son rôle dans la lutte contre les maladies

Une équipe financée par l’UE a étudié une mauvaise herbe ordinaire afin de découvrir pourquoi certains végétaux sont infectés par davantage de virus que d’autres. Ils ont découvert que la réponse se trouve dans les différences génétiques des plantes.

Recherche fondamentale

Les virus sont omniprésents dans les règnes animal et végétal. Mais qu’est‑ce qui accentue la prédisposition aux maladies de certains individus par rapport à d’autres? À l’aide de techniques et d’outils avancés, des scientifiques soutenus par le projet RESISTANCE, financé par l’UE, sont partis à la recherche de cette réponse dans le règne végétal. Dans une récente étude, dont les conclusions ont été publiées dans la revue «Nature Communications», les chercheurs ont découvert qu’un certain nombre de virus différents sont susceptibles d’infecter un hôte donné. Ils ont également découvert que le facteur le plus important affectant la diversité virale dans la nature est la constitution génétique de l’hôte, ou génotype. Étant donné le déclin rapide de la diversité génétique des populations naturelles, certaines espèces pourraient devenir plus vulnérables au risque d’extinction. Les scientifiques savent déjà que les différences génétiques peuvent jouer un rôle dans la résistance animale ou végétale contre un virus spécifique. Toutefois, la plupart des organismes sont les hôtes de plus d’une sorte d’agent pathogène. «Il est nécessaire de prendre en compte cette diversité d’infection pour comprendre et prévoir la dynamique de la maladie et les coûts de l’infection pour l’hôte», déclare la professeure Anna-Liisa Laine dans un communiqué de presse posté sur le site web de l’Université d’Helsinki, partenaire du projet. L’équipe de RESISTANCE a désormais prouvé que les différences génétiques affectent grandement la diversité virale observée chez un individu. «Cela suggère que l’épuisement de la diversité génétique d’une espèce peut avoir des conséquences notables sur le risque d’infection virale», indique‑t‑elle. Le végétal utilisé dans cette étude était Plantago lanceolata, couramment appelé plantain lancéolé. L’équipe de RESISTANCE a créé 80 clones de chacune des quatre variantes différentes de cette mauvaise herbe en propageant ses racines. Les clones ont ensuite été placés au milieu des populations naturelles de plantain lancéolé à quatre endroits sur les Îles Åland de la mer Baltique lors d’une épidémie virale saisonnière. «En plaçant des végétaux identiques dans des environnements différents et en veillant à ce que tous les autres paramètres restent inchangés, nous avons pu tester rigoureusement le rôle de la génétique», explique Anna-Liisa Laine. Les feuilles ont été cueillies à deux reprises au cours de l’expérimentation – aux semaines deux et sept – afin de découvrir lequel des cinq virus végétaux répandus avait infecté les clones du plantain lancéolé. Les chercheurs ont découvert que 68 % des 320 hôtes végétaux étaient infectés par au moins un virus. 23 % de ces individus étaient les hôtes de plus d’un virus. Il y avait au total 17 combinaisons différentes, allant de un à quatre virus par plante.

L’importance de la diversité génétique

Hormis un certain nombre de facteurs, tels que la génétique, la taille du végétal, sa localisation, les dommages causés par les herbivores et les interactions virus‑virus, les différences de composition virale des végétaux semblaient être majoritairement affectées par la composition génétique des hôtes. «Cela démontre pour la première fois que les différences génétiques, très probablement au niveau des gènes de l’immunité, jouent un rôle crucial sur la manière dont ces communautés d’agents pathogènes variées s’assemblent à l’intérieur des hôtes», commente Anna-Liisa Laine. «L’une des prochaines étapes consistera à identifier les gènes sous‑jacents.» Les conclusions de l’équipe de RESISTANCE (Resistance evolution in response to spatially variable pathogen communities) indiquent que la perte de diversité peut accroître la vulnérabilité des espèces aux infections virales et ainsi aboutir à l’extinction de certaines d’entre elles. Les résultats de cette étude pourraient également éclairer les pratiques agricoles dans le but d’améliorer la résistance des cultures aux virus. «L’incorporation de la diversité génétique aux systèmes de cultures pourrait être accueillie comme un moyen durable de contrôler les maladies en agriculture. Pas uniquement les agents pathogènes individuels, mais des communautés entières d’agents pathogènes», conclut Anna-Liisa Laine. Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet RESISTANCE

Mots‑clés

RESISTANCE, virus, diversité génétique, végétal, hôte