Evolution des pathogènes co-infectant le riz – EVCOPAR

Les agents pathogènes partagent leur plante hôte avec une multitude d’autres microbes, dont certains d’entre eux sont également pathogènes. Ainsi, on parle d’infection multiple, ou co-infection, lorsqu’une même plante hôte est infectée par plusieurs espèces, ou génotypes, d’agents pathogènes. Ce phénomène a des effets connus sur l’expression des symptômes et la multiplication intra-plante, mais les conséquences populationnelles en termes d’évolution de la population d’agents pathogènes et d’épidémiologie restent peu explorées, malgré les conséquences importantes pour la gestion des maladies dans les cultures. Le projet EVCOPAR vise à tester l’hypothèse suivante : la co-infection affecte les trajectoires évolutives des agents pathogènes et la dynamique épidémique des maladies.

Ce projet s’intéresse au riz en Afrique subsaharienne, une culture devenue majeure du fait de la croissance démographique et du changement des habitudes alimentaires, et à deux pathogènes majeures de cette culture : le Rice yellow mottle virus (RYMV) et la bactérie Xanthomonas oryzae (Xo). Nos résultats préliminaires ont montré des interactions intra-plante entre ces deux agents pathogènes en contexte de co-infection : le virus RYMV conduit à une augmentation des symptômes bactériens, tandis que la bactérie Xo réduit la charge virale. Des suivis spatio-temporels de ces deux maladies ont déjà été entrepris au Burkina Faso, si bien que des échantillons et des informations détaillées sur la répartition des maladies sont disponibles. Le projet EVCOPAR poursuit cette dynamique pour étudier les conséquences populationnelles des co-infections inter-espèces (RYMV-Xo), mais aussi des co-infections intra-espèces (plusieurs génotypes de Xo ou bien de RYMV). Le projet, subdivisé en 3 tâches, propose une approche originale combinant travail de terrain, infections expérimentales, génomique virale et bactérienne et modélisation épidémiologique et évolutive.

Dans la première tâche, nous décrirons les structures génétiques des populations du virus RYMV et de la bactérie Xo dans des sites où ces maladies sont prévalentes, par des approches innovantes de séquençage. L’hypothèse testée est que la co-infection affecte la structuration des agents pathogènes impliqués.
La deuxième tâche utilisera une approche d’évolution expérimentale. Les populations virales (RYMV) ayant évolué en contexte d’infection simple seront comparées à celles évoluées en co-infection (présence de la bactérie Xo ou d’un autre génotype de RYMV), à la fois en termes de génomique et de phénotype (charge virale et virulence sur riz sensible et capacité à contourner la résistance du riz).
Enfin, la tâche 3 consistera à intégrer les données générées dans les deux premières taches, et à développer une approche de modélisation épidémiologique du pathosystème étudiant spécifiquement l’effet de la co-infection sur l’épidémiologie et l’évolution des deux agents pathogènes considérés.

Globalement, le projet EVCOPAR s’inscrit dans l’approche ‘pathobiome’ qui intègre chaque agent pathogène dans la communauté microbienne de son hôte. L’originalité du projet réside dans une approche populationnelle principalement axée sur l’évolution et l’épidémiologie, et dans une application à un pathosystème d’importance agronomique majeure. Ainsi, les résultats attendus donneront lieu à une valorisation académique, mais ils apporteront aussi des enseignements cruciaux pour une gestion intégrée des maladies des cultures, et donc la santé des plantes qui est un enjeu de sécurité alimentaire en Afrique subsaharienne.