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Síntomas de flavescencia dorada en cepa roja de Cabernet Sauvignon. © Sandrine Eveillard

La flavescence dorée de la vigne

L’agent pathogène de la flavescence dorée : un phytoplasme

Les chercheurs de l'Inra ont mis en évidence des protéines présentes à la surface des phytoplasmes de la flavescence dorée, protéines qui permettent l'interaction entre ces bactéries pathogènes et l'insecte vecteur de la maladie. D'autre part, les chercheurs ont mis au point une technique pour visualiser ce qui se passe dans les vaisseaux de la plante lorsque l'insecte piqueur-suceur se nourrit et ainsi, de comprendre comment il acquiert et transmet le phytoplasme d'une plante à l'autre lors de son processus d'alimentation.

Par Pascale Mollier - Julien Chuche - Denis Thiéry - Daciana Papura - Sylvie Malembic - Alain Blanchard - Xavier Foissac
Mis à jour le 06/09/2016
Publié le 26/03/2013

Un agent pathogène particulier, les phytoplasmes

Les phytoplasmes sont des bactéries dépourvues de paroi appartenant à la classe des Mollicutes. Ce sont des parasites intracellulaires obligatoires qui se reproduisent dans le phloème des plantes et des insectes piqueurs-suceurs de phloème. Comme la plupart des Mollicutes, les phytoplasmes présentent un petit génome inférieur à 1 Mpb.

L’équipe « Mollicutes » de l’UMR "Biologie du fruit et pathologie" de l'Inra de Bordeaux se consacre à l’étude de la bactérie et de son cycle biologique en interaction avec ses hôtes.

Un organisme difficile à cultiver

Tous les essais de mise en culture des phytoplasmes au laboratoire ont échoué. Les phytoplasmes peuvent être maintenus seulement in planta et propagés par bouturage, greffage ou par reproduction du cycle naturel dans des conditions assurant le confinement du matériel infectieux. Le métabolisme rudimentaire de ces bactéries particulières explique probablement leur incapacité à se multiplier in vitro et leur statut de parasites obligatoires.

Les relations phytoplasme - insecte vecteur : les protéines de surface impliquées

Gros plan de la tête d'un adulte de la cicadelle de la vigne, Scaphoideus titanus. Cet insecte ne provoque pas de dégâts directs sur la vigne mais propage une phytoplasmose, la flavescence dorée. © WALKER Anne-Sophie
Gros plan de la tête d'un adulte de la cicadelle de la vigne, Scaphoideus titanus. Cet insecte ne provoque pas de dégâts directs sur la vigne mais propage une phytoplasmose, la flavescence dorée. © WALKER Anne-Sophie

L'insecte S. titanus acquiert les phytoplasmes de la flavescence dorée lors de la prise alimentaire sur une vigne infectée. Puis les phytoplasmes colonisent le corps de l’insecte et s’y multiplient. Une période de latence d’un mois est nécessaire pour que la cicadelle devienne infectieuse et transmette les phytoplasmes à une nouvelle plante, à chaque fois qu’elle se nourrit et ce jusqu’à sa mort. Il n'y a pas de transmission des phytoplasmes à la descendance.

Le cycle des phytoplasmes dans le vecteur comprend le passage de plusieurs barrières tissulaires qui nécessite des interactions entre les protéines du phytoplasme et de l’insecte. A partir du séquençage du génome du phytoplasme de la flavescence dorée, les scientifiques de l’unité BFP travaillent à l’identification et à la caractérisation de protéines de surface du phytoplasme impliquées dans la transmission par le vecteur avec pour objectif de pouvoir bloquer cette interaction. Ils ont ainsi pu mettre en évidence que la protéine de surface VmpA se fixe à deux protéines du vecteur dont l’identification est en cours. Ces travaux sont complétés par des approches d’ingénierie génomique en utilisant notamment des outils de biologie de synthèse. L’objectif poursuivi est de réussir à mieux caractériser au niveau moléculaire les déterminants du pouvoir pathogène des phytoplasmes et de mieux comprendre les carences génétiques responsables de leur incapacité à se multiplier in vitro.

 Les relations insecte vecteur – vigne : une technique pour voir l’invisible, l'électropénétrographie (EPG)

Dispositif d'électropénétrographie (EPG).. © inra, Julien Chuche
Dispositif d'électropénétrographie (EPG). © inra, Julien Chuche

La prise de nourriture se fait grâce à des piqûres dans les vaisseaux conducteurs des feuilles. Le comportement alimentaire des insectes piqueurs est très difficile à observer puisqu’il a lieu à l’intérieur des tissus. Une méthode indirecte basée sur l'enregistrement des variations de résistance électrique générées lors de l'alimentation a été développée sur les pucerons : l'électropénétrographie(EPG). Elle permet ainsi de détecter la localisation des stylets dans les tissus, mais aussi d’identifier des séquences comportementales (ex : injection de salive, prise de nourriture) et surtout leurs durées. Elle est donc indispensable à l'étude du comportement alimentaire de S. titanus, en particulier pour comprendre les processus d'acquisition et de transmission du phytoplasme. Elle a déjà permis de mettre en évidence une différence de comportement alimentaire entre mâles et femelles pouvant expliquer en partie les meilleures capacités de vection des mâles. Développée à Bordeaux, cette technique sera aussi un atout pour le "screening" d’obtentions végétales résistantes au vecteur de la flavescence dorée. Cette technique pourrait également être utilisée pour tester l’activité biologique de molécules stimulant ou inhibant l’alimentation de cet insecte.

Référence

- Carle, P., Malembic-Maher, S., Arricau-Bouvery, N., Desque, D., Eveillard, S., Carrere, S., Foissac, X. 2011. Flavescence doree phytoplasma genome: a metabolism oriented towards glycolysis and protein degradation. Bulletin of Insectology 64, S13-S14.

- Salar, P., Charenton, C., Foissac, X. et Malembic-Maher, S. 2013. Multiplication kinetics of Flavescence doree phytoplasma in broad bean. Effect of phytoplasma strain and temperature. European Journal of Plant Pathology 135:371-381.