Efficacité, durabilité et sécurité biologique de résistances aux virus dans des plantes transgéniques exprimant différents transgènes. – Edsbruptedt

Les résistances conférées par des transgènes représentent une possibilité efficace de lutte contre les maladies virales, surtout lorsque les méthodes traditionnelles ne permettent pas d'aboutir. Toutefois, l'exploitation de plantes transgéniques soulève d'importantes questions quant à leur impact potentiel sur l'environnement. Les trois objectifs principaux de ce projet sont 1) d'évaluer l'efficacité et la durabilité de différentes résistances transgéniques, 2) d'exploiter les récentes découvertes en virologie et physiologie végétales pour créer de nouvelles constructions susceptibles de conférer une résistance de haut niveau et présentant des risques écologiques minimisés et 3) d'améliorer nos connaissances des risques pour l'environnement.
Les deux genres viraux objets de l'étude – les cucumovirus et les potyvirus – ont un impact agronomique important dans le monde et particulièrement dans le bassin méditerranéen. Le Cucumber mosaic virus (CMV), le Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) et le Watermelon mosaic virus (WMV) peuvent notamment être la cause de pertes importantes dans les cultures. On sait par ailleurs que des représentants de ces deux genres peuvent infecter simultanément une même plante, avec pour conséquence une aggravation de la maladie (synergie) ou, pour certains transgènes, un contournement de la résistance en conditions expérimentales.
De nouveaux transgènes dirigés contre le CMV seront créés. Des constructions dérivées du génome viral, conférant une résistance selon un mécanisme médié par la protéine ou par l'ARN (RNA silencing) seront réalisées, en intégrant toutes les caractéristiques connues permettant de réduire les risques environnementaux. En parallèle, une autre stratégie, basée sur l'expression d'un gène codant un fragment d'anticorps dirigé contre une protéine virale (intrabody) sera explorée, car ce type de construction présente peu de risques pour l'environnement comparativement aux précédentes. Enfin, les constructions seront transférées dans le génome de l'hôte de manière à pouvoir éliminer le gène marqueur utilisé pour la sélection des transformants. Ces travaux seront réalisés chez le tabac, sachant que les constructions pourront être exploitées par la suite pour d'autres espèces d'intérêt agronomique.
Afin d'évaluer l'efficacité et la durabilité de résistances transgéniques, l'ensemble des lignées (existantes ou créées dans le cadre du projet) seront testées avec une large collection de souches virales. Cela est d'autant plus important pour les résistances médiées par l'ARN, généralement assez spécifiques de la souche ayant fourni le gène, que l'on sait que des souches assez divergentes ont été décrites pour certains virus. Il a été par ailleurs montré que certaines de ces résistances peuvent également être contournées lorsque les plantes transgéniques sont infectées par un autre virus possédant un inhibiteur du RNA silencing. Des essais de co-infection avec différents virus seront donc réalisés. En parallèle, des travaux de contournement de résistance en conditions expérimentales seront conduits avec des souches clonées de virus afin d'identifier la région du génome viral impliquée dans le contournement. Cela permettra de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents mais aussi de définir une région cible dans le cadre d'études d'épidémiologie moléculaire.
La dernière partie du projet porte sur l'évaluation des risques pour l'environnement. Nos précédents travaux ont permis de faire une analyse fine des recombinants CMV apparaissant dans des plantes non transgéniques infectées par deux virus ou dans des plantes transgéniques infectées. Les procédés mis en œuvre sont lourds et longs. Nous testerons donc deux autres stratégies susceptibles de permettre une simplification du travail et un gain de temps. En cas de succès, elles pourraient être appliquées à des modèles pour lesquels les essais de détection de recombinants sont restés infructueux (dont les potyvirus). Dans le cadre de l'évaluatio