la rhizomanie

Institut Technique de la Betterave
LA RHIZOMANIE
Etude « durabilité » – Situation régionale Situation forte rhizomanie 2011
Pertes = 55 %
Mortalité dans le témoin sensible implanté dans les essais ITB forte rhizomanie
Phénomène parfois constaté sur des variétés tolérantes
2
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Étude du développement du BNYVV dans les sols
 Protocole pluriannuel avec reconduction du même dispositif à chaque rotation
6 parcelles rhizomanie
Britta
Python
Sophia
Les partenaires :
‐ les planteurs expérimentateurs
‐ le service du Pr Bragard (Louvain)
‐ la sucrerie Ouvré (Souppes)
la sucrerie Ouvré (Souppes)
‐ le groupe SVI (Toury et Pithiviers)
‐ le groupe Tereos
g p
((Artenay)
y)
3
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
4 parcelles rhizomanie‐nématode
Baobab
Bison
Julietta
‐ 30 parcelles entre 2009 et 2011
p
‐ 2 parcelles très touchées en 2011
‐ Repérages GPS
‐ Prélèvements de terre et racines
Prélèvements de terre et racines
‐ Notations feuilles et racines
‐ Recherches virologiques
‐ Quantifications des populations nématodes
Quantifications des populations nématodes
LL’étude
étude «
« durabilité »
Rhizomanie et rupture de la résistance Rhizomanie
et rupture de la résistance
variétale
4
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Rhizomanie : Interaction entre un virus, un
vecteur et l’hôte
l hôte, la betterave sucrière
Variabilité virale ?
Gène de résistance?
(courtesy of T. Tamada)
Beet necrotic yellow vein virus
(Yann Galein, ITB, 2009)
Variabilité du
potentiel infectieux
?
(Nicolas Desoignies, UCL, 2009)
Polymyxa betae
5
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Beta vulgaris
L’expression et la gravité des
y p
dépendent
p
de la
symptômes
génétique du virus, en
interaction avec celle de la plante
Virus des nervures jaunes BNYVV
 ne pénètre dans la plante que via Polymyxa Betae :
champignon du sol se déplaçant dans l’eau
 Génétique du virus
 ARN 1 et 2 codent pour des éléments essentiels à la réplication,
le mouvement, l’activation des gènes
 ARN 3 code pour des protéines impliqués dans la
pathogénécité, détermine le pathotype (selon tétrade de la
protéine P25, type A –monde- ou B –France, Allemagne-)
 ARN 4 code pour des protéines impliqués dans la transmission
du vecteur Polymyxa betae.
 en +,, ARN 5 (en Europe et au Japon) code pour un seul
polypeptide et exacerbe la sévérité des symptômes en synergie
avec l’ARN 3 (type P ou J selon protéine P26)
6
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Distribution géographique des différents
types de BNYVV en Europe
4 ((patho)types
th )t
(patho)type A
(patho)type B
(patho)type P (Pithiviers)
(patho)type J (Japon)
7
Comité Technique 2011 - Sud deBornemann-IWGPVFV
Paris
modified after Harju et al., 2002; Ratti et al., 2005; Schirmer et al., 2005; Kutluk Yilmaz et al., 2007; Ward et al., 2007 and Koenig et al., 2008
Tétrade-zone hypervariable de l’ARN 3
ARN 3
P 25
P25
Ribosomal readthrough
a.a. 67-68-69-70
S
Y
H
G
…
…
…
…
(13( tétrades virales ≠)
Différentes
tétrades sont
associées à
différents
(patho)types
Tétrades liées
à une forte
agressivité
8
Type
T
Type
Type
T
Type
A
B
P
J
AYHG - A(/J ) type - China, Japan
AYFG - A type - Czech republic, Slovakia
AFHR - A type - Belgium, France, Netherlands
AYHR - A(/P) type - Belgium, France
AYHR - Classical B type - Belgium,
AHHG - A type - Belgium, France, Turkey
France, Germany
AFHG - A type - Austria, Spain, Japan
AHHR - B type - South Germany,
VLHG* - A type - USA
Switzerland *
VCHG*- A type - Spain, USA
AYHG - B type China
ACHG*- A type - Italy, Spain, Turkey, USA
ALHG
G - Class
Classical
cal A type(/P)
type( ) - France,
a ce, Kazakhstan,
a a sta ,
Italy, Netherlands, USA
SYHG - P type - France
Comité Technique 2011 - Sud de ParisTYHG - A type - UK*
AYRV - A(/J) type - Japan
-AFHG - A type - Japan
Questions générales
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
Quelle est la durabilité du g
gène de résistance Rz1?
Quelles hypothèses peut-on faire sur l’évolution passée du virus pour
prévoir l’évolution
l évolution future de la rhizomanie?
Quels sont les mécanismes à l’origine des cas de forte rhizomanie :
Erosion génétique (perte des gènes mineurs) ou rupture de la
résistance Rz1 (le virus arrive à se développer malgré la résistance variétale)?
9
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Description des essais
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
Essai longue durée (pendant 9 ans, à partir de 2009)
8-10
8
10 localités / an autour de Pithiviers -> 18 parcelles sur 2009
2009-10
10
Parcelle:
3 variétés
4 zones (5-6
(5 6 chevelus racinaires et 1kg de sol)
12 parcelles
élémentaires
9 variétés : Julietta, Sophia, Annouchka, Béring, Ludwinia, Adriana, Fiorenza,
Python, Bison
Plusieurs niveaux de tolérance : Rz1rz1sensible – Rz1rz1 – Rz1rz1Rz2rz2
Au semis et avant récolte  contribution de la période de culture ?
Recherche du virus BNYVV : RNA-3 (p25), RNA-5 (p26), RNA-2 (CP-RT),
d’autres virus : BSBV (RNA-2), BVQ (RNA-1),
du vecteur : P. betae
10
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Analyses au laboratoire
 Analyses 2009 – 2010 : Plus de 600 échantillons de racines
et 1800 échantillons de sol pour les bio-essais
11
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Localisation 2009-10
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
Seine-et-Marne
Eure-et-Loir
Loiret
12
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Quelle infection en début de campagne ?
Projet : ITB
ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
UnivLouvain USF Sucreries
MPN viral = nombre de spores virulifères du vecteur capables d’infecter une racine
PI = le ratio entre le nombre de spores virulifères et le nombre total de spores du
vecteur capables d’infecter une racine de betterave
Résultats des analyses de sol par bioessai
13
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
. Hétérogénéité du PI inter parcelle
. Hétérogénéité du PI inter et intra-variété
. Potentiels infectieux faibles en général
. Potentiel élevé en juin : pas de lien
direct avec symptômes
Répartition des pathotypes dans les parcelles
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
Hétérogénéité du type d’infestation dans les parcelles 2009-2010
7
6
1 parcelle =
3 variétés
Nombre d
de parcelles
6
5
4
3
3
2
2
3
2
2
1
0
Aucun virus
14
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Type B seul
Type P Types B Types B Types B, P seul
et A et P et A Répartition des pathotypes dans les parcelles
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
Hétérogénéité du type d’infestation dans les variétés
1 variété = 6 betteraves
Bison, 991DL 2010
0% 20% 40% 60% 80% 100% 0%
Feuille
Pivot1Sup
20%
40%
60%
80% 100%
Rien
B
BP
B‐P
Pivot2
P
Pivot3
B‐P‐A
Pivot4
A
Pivot5
Pivot6Inf
15
Julietta, 991DL 2010
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
B‐A
Répartition des pathotypes dans les parcelles
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
Hétérogénéité du type d’infestation dans une
plante
dans une
p
p variété sur une
, parcelle 2010
(Bison 991DL)
B1
Feuille
Feuille
Pivot1Sup
Pivot1Sup
Pivot2
B‐P‐A
Pivot2
Pivot3
B‐P
Pivot3
Pivot4
Pivot5
Pi ot6Inf
Pivot6Inf
B
Pivot4
B‐A
Pivot5
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
B2
B3
C1
C2
Pivot6Inf
Mélange de BNYVV de différents types dans une seule et
même plante (A-B, A-P, B-P)
L’ARN3
’
d
de type P plutôt
l ô vers le
l haut
h
d
du pivot et lles ffeuilles
ll
mais l’ARN5 (lié au type P) plutôt vers le bas du pivot
16
A1,2,3
C3
ARN5
Influence de la variété sur les types de tétrades ?
2009-2010
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
Ludwina (Rz1Rz2) : multitude de tétrades, pas toujours de BSBV
Impact
p
des variétés de betterave sucrière sur le type
yp viral du BNYVV ((tétrade))
et la quantité de virus (le PI) en fin de campagne ?
17
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Influence de la variété sur les types de tétrades ?
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
Quantité de virus
Variété sensible
Variété résistante
Les mêmes ou autres variétés
résistantes
Le virus
trouve la
clé
lé
Temps
p
18
Encarta
Python
y
Ludwina
Python
-> Quantifier les différentes tétrades(combinaisons génétiques) dans le même
échantillon !
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Hypothèses sur l’origine de l’évolution du virus
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
 Hypothèse 1: Interaction avec d’autres virus ?
D
D’autres
autres virus sont présents
• BSBV Beet soil-borne virus : fréquemment détecté
• BVQ Beet virus Q : fréquemment détecté
• BBSV Beet Black Scorch Virus : non détecté
• peu de BSBV dans Ludwina
 Association double ou triple ?
• Hypothèse 2: Potentiel infectieux?
• Densité du vecteur forte,
- Vecteur Polymyxa betae : détecté à au moins une dilution de sol de 1/78125,
• PI hétérogènes inter- intraParcelle et intraVariété
Le PI ne serait p
pas la cause p
première de la g
gravité racinaire (p
(pas de lien),
), mais
un PI élevé, augmente malgré tout la probabilité d’une infection + forte
• En augmentation ?
gg
le PI ?
• Présence simultanée de 2 tétrades aggrave
• Synergie PI élevé et une tétrade plus agressive ?
19
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Hypothèses sur l’origine de l’évolution du virus
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
 Hypothèse 3 : Augmentation de la dispersion géographique du
pathotype-P
pathotype
P (tétrade SYHG) ?
 Oui, à l’est: dans l’Aisne en 2008 et 2010, dans l’Oise et l’Aube en 2010 !
AYHG
Distribution géographique
des tétrades en 2010
77
78
28
45: Loiret
28: Eure-et-Loir
78: Yvelines
91: Essonne
10: Aube
AYHR
SYHG
AYHR
AYHR
AYHG SYHG
AYHG
AYHR AYHR
77: Seine-et-Marne
SYHG
91
AYHR
AFPR
SYHG
AYHG
VCHG
SYHG
AYHR
Pithiviers AYHR AYHR
AYHR
AYHR
AFHG AYHG
SYHG
X SYHR AYPR
AYPR
AYHR
TYHR AYHG
SYHG
AYHR
SYHG
SYHG
SYHG
SYHG
AYHR
SYHG
AYHR
45
20
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
SYHG
SYHG
SYHG
AYHR
SYHG
AFHR
AYPR TFPR
10
Hypothèses sur l’origine de l’évolution du virus
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
 Hypothèse 3 : Augmentation de la dispersion géographique du
pathotype-P
pathotype
P (tétrade SYHG) ?
 Oui, à l’est: dans l’Aisne en 2008 et 2010, dans l’Oise et l’Aube en 2010 !
Resultats 2008: 71 analyses (02, 28, 45, 77, 91)
Zones très
fortement atteintes 50 analyses
y
6
14%
80%
Absence du
BNYVV
Pathotype A/B
Pathotype P
Zones peu atteintes
- 21 analyses
19%
0%
38%
20%
40%
43%
60%
80%
100%
Le pathotype P plus virulent est plus présent que les pathotypes A ou B
 43-38% dans les zones avec un faible niveau de rhizomanie
 beaucoup plus présent : 80-14 % dans les foyers de « forte rhizomanie »
Le pathotype P n
n’est
est pas présent partout -> il n’est
n est pas le seul responsable
21
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Hypothèses sur l’origine de l’évolution du virus
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
 Hypothèse 4 : Emergence d’une tétrade plus agressive?
 Sélection d’une tétrade plus agressive (Valine) ?
Non large diversité avec en majorité du type B puis du type P et qq type A
Non,
49 % AYHR (B), 28 % SYHG (P), 15 % AYPR (A)
+AYHS, AYHT, AYHG, ASHR, TYHR
+VCHG (Ludwina,
(Ludwina bet potagère)
 Mélange de pathotypes / réassortiment et/ou recombinaison ?
Mélange de différents types (A
(A-B,
B, A
A-P
P ou B
B-P)
P) de BNYVV intra plante
 Hypothèse 5: Erosion génétique ou rupture de la résistance ?
Besoin de nouvelles études (analyse de 7000/9000 séquences /échantillon) pour une meilleure
compréhension de la problématique
22
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Conclusions
P j t : ITB-UnivLouvain-USF-Sucreries
Projet
ITB U i L
i USF S
i
 Une diversité génétique très importante, beaucoup d’hétérogénéités
 De très nombreuses questions
 Impact des variétés ?
 Impact des autres virus et de leur association ?
 Influence de la quantité de virus et de son évolution ?
 Influence et dispersion
p
du p
pathotype
yp P ?
 Influence de la nature du virus et d’une association entre virus?
 et très peu de réponses aujourd
aujourd’hui
hui ->
> ll’étude
étude se poursuit
 Des perspectives de meilleures compréhensions avec le
développement de nouvelles méthodes d’analyses
d analyses
23
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
La situation régionale
La situation régionale
24
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
La situation
 Les zones historiques de détection de la maladie sont les plus concernées souvent couplées à une problématique nématode
 En Septembre la rhizomanie reste une réalité à l
En Septembre la rhizomanie reste une réalité à l’impact
impact non négligeable
non négligeable sur le sur le
rendement pour les planteurs concernés
 Estimations des surfaces concernées :
Estimations des surfaces concernées :
25
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
%
Évolution
depuis 2008
Rhizomanie
4700
12,2 %
+ 2,4 %
Nématode
2450
6,4 %
+ 2 %
20
011
1977
i
it
5 usines soit 38564 ha
Surface Surface
2011
La situation
L’ impact reste limité sur la région mais demeure inquiétant :
 La gravité des attaques sur des variétés éprouvées liée à la résistance contournée
 La dispersion régionale observée depuis 2008  LL’incompréhension
incompréhension par rapport à l
par rapport à l’historique
historique betterave de certaines parcelles en 2011
26
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
La situation
La rhizomanie, un impact non négligeable sur le rendement
Janville le 8 septembre 2011
le 8 septembre 2011
Janville ‐
Pertes = 55 %
comparable au témoin sensible implanté dans les essais ITB forte rhizomanie
27
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Étude du développement du BNYVV dans les sols
Double objectif
bl b
f
Évaluer la durabilité des différentes génétiques en rotation
Mesurer l’influence des différentes génétiques sur l’évolution du virus
 Avec BRITTA et ANNIKA KWS des solutions innovantes sont disponibles mais il faut préparer le futur. 28
Comité Technique 2011 - Sud de Paris
Merci de votre attention …
29
Comité Technique 2011 - Sud de Paris