La résistance des plantes aux pucerons pour réduire les épidémies de virus

Aucune molécule antivirale n’existe en agriculture et on considérait jusqu’à peu que les plantes ne possèdent pas de système immunitaire leur permettant de lutter contre les virus… Cette idée a évolué, et il existe des systèmes génétiques chez les plantes qui peuvent être mis en action par les pucerons et efficaces contre les virus.

A partir de 2013, les interactions plante-puceron ont été intégrées dans le modèle d'immunité déclenchée, un modèle développé depuis les années 1990 pour les interactions pathogènes-plantes. Ce modèle décrit le dialogue moléculaire entre les pathogènes et les plantes, qui est initié dans les espaces intercellulaires colonisés par le pathogène puis à l'intérieur des cellules dans lesquelles le pathogène injecte des ‘effecteurs’. La reconnaissance de ces effecteurs par des protéines NLR déclenche les défenses de la plante. Ce système de résistance des plantes a en particulier été décrit pour les virus. Des gènes codant pour des protéines NLR (nucleotide binding/leucine rich repeat domains) qui confèrent la résistance aux pucerons ont été identifiés formellement chez la tomate (Mi), le melon (Vat) et le blé (Adn).

L’unicité de ce système immunitaire a des conséquences intéressantes pour lutter contre les épidémies virales chez les plantes. On a montré que le gène Vat confère la résistance aux virus quand ils sont transmis par Aphis gossypii. Cette résistance est spécifique au clone de puceron mais généraliste et durable envers les virus.

Schéma d’après Boissot 2023 (Current Opinion in Insect Science, 56, 1011008. hal-03972031v1)

L’immunité contre les virus déclenchée par les pucerons
Un effecteur introduit dans une cellule par salivation du puceron est reconnu par une protéine de type NLR.
Cette reconnaissance déclenche localement une mort cellulaire qui bloque la réplication et le mouvement des virus introduits en même temps que l’effecteur
Cette reconnaissance déclenche aussi des dépôts de callose dans l’apoplaste réduisant l’accès au phloème et donc réduisant le taux de transmission des virus par les pucerons.

Dans des essais en condition de culture, il a été montré que le gène Vat réduisait effectivement les épidémies de certains virus chez le melon, en particulier ceux pour lesquels Aphis gossypii est le principal vecteur