La recherche menée par M. SEREME s’est faite à l’INERA et au sein des UMRs 186 (RPB) et 121 (LGDP) de l’IRD Montpellier, sous la Direction scientifique du Pr Gnissa KONATE et la Direction Académique du Pr Alfred S. TRAORE. 

Les rapporteurs de cette Thèse étaient composés de : 

Pr Pascal GANTET, Professeur Titulaire, Université Montpellier II (France) 

Pr Emmanuel JACQUOT, Directeur de Recherches, INRA Rennes (France) 

Pr Nicolas BARRO, Maître de Conférences, Université Ouagadougou (Burkina Faso) 

Le jury de la soutenance était composé des personnalités suivantes : 

Pr Alfred S. TRAORE, Professeur titulaire, Université Ouagadougou (Burkina Faso) 

Pr Gnissa KONATE, Directeur de Recherches, CNRST Ouagadougou (Burkina Faso)

Pr Christophe BRUGIDOU, Directeur de Recherches, IRD Montpellier (France) 

Pr Nicolas BARRO, Maître de Conférences, Université Ouagadougou (Burkina Faso) 

Après délibération, le jury a décerné la mention très honorable avec les félicitations du jury à l’impétrant 

 Résumé 

Les sobémovirus regroupent des phytovirus capables d’infecter de nombreuses plantes d’intérêt agronomique en occasionnant d’énormes pertes de récoltes. Leur génome est constitué d’ARN simple brin positif dont l’ORF, situé à l’extrémité 5’, code la protéine P1, un suppresseur de l’extinction post-transcriptionnelle des gènes (PTGS) connu comme un mécanisme sophistiqué de défense de la plante. Afin d’identifier des suppresseurs forts du PTGS utilisables en biotechnologie, nous avons procédé (i) à la caractérisation interspécifique de sobémovirus à travers l’identification et la détermination des caractéristiques biologiques et moléculaires d’un nouveau sobémovirus et à travers l’étude de la diversification des sobémovirus et des virus apparentés ; (ii) à la caractérisation intraspécifique via la détermination des caractéristiques biologiques, sérologiques et moléculaires d’isolats du virus de la panachure jaune du riz (RYMV, Rice yellow mottle virus). 

Ainsi, nous avons identifié un nouveau virus chez le chiendent (Imperata cylindrica) et le maïs (Zea mays) sur lesquels il provoque des symptômes de panachure jaune. Ses particules virales sont icosaédriques d’environ 32 nm de diamètre. Des anticorps polyclonaux dirigés contre ce virus ont été produits pour développer un kit de détection fiable et utilisable pour étudier sa gamme d’hôtes. Ses hôtes naturels sont limités au chiendent et à certaines variétés de maïs tandis que ceux expérimentaux sont restreints à Rottboellia exaltata, une autre graminée sauvage. Le génome entier du virus a été séquencé. Il est composé de 4547 nucléotides avec quatre cadres ouverts de lecture (ORFs) codant quatre protéines majeures : la P1, la polyprotéine, la polymérase et la protéine de capside. L’analyse phylogénétique de ce nouveau virus à partir du génome entier a montré qu’il est proche du RYMV et appartient au groupe des sobémovirus. Il a été nommé virus de la panachure jaune du chiendent (IYMV, Imperata yellow mottle virus). 

L’étude de la diversification des sobémovirus et virus apparentés, basée sur l’utilisation des séquences nucléotidiques disponibles pour différents isolats de diverses espèces de virus phytopathogènes, a permis de montrer que la diversification du RYMV, est assez récente (environ 200 ans) comparé à d’autres virus plus anciens dont l’origine remonterait à 3000-9000 ans avant notre ère ce qui correspondrait à la révolution agricole du néolithique. 

La caractérisation pathogénique d’isolats de RYMV, prélevés sur des graminées sauvages et le riz, par test ELISA a permis de mettre en évidence, pour la première fois, des isolats appartenant au sérotype Ser2 et qui sont capables de contourner la résistance élevée de la variété Giganté de riz. Le typage moléculaire basé sur la séquence du gène (VPg) impliqué dans la virulence du RYMV a révélé des isolats capables de contourner la résistance élevée du riz sans mutation dans la VPg, suggérant ainsi l’implication d’un gène viral autre que la VPg dans le contournement de résistance. 

L’analyse bioinformatique de la diversité de la protéine P1 du RYMV, en utilisant 44 séquences nucléotidiques disponibles, a permis d’identifier des sites sous sélection positive dont quatre sites avec un score élevé. Leur lien avec l’activité de suppression de silencing a été étudié par mutagenèse dirigée. Ainsi, les quatre sites mutés sont capables de moduler l’activité de suppression ont pu être identifiées. 

L’étude de la protéine suppresseur P1 du IYMV, par des tests d’agro-infiltration, a révélé sa capacité à interférer aussi bien avec le silencing local que systémique et celle à supprimer le silencing est beaucoup plus forte que celle de la protéine P1 de l’isolat Tanzanien de RYMV (P1-Tz3), le plus fort suppresseur des isolats de RYMV identifié de nos jours. 

Enfin, l’évaluation de l’activité de suppression de silencing de la protéine P1 d’une vingtaine d’isolats de RYMV a permis de montrer, dans un système hétérologue de production, que certains (deux) permettent d’augmenter d’un facteur 24 la quantité de protéine GUS produite et ce, 6 jours après agro-infiltration ce qui fait d’eux des adjuvants prometteurs pour la production de protéines recombinantes in planta. 

Mots clés : sobémovirus, biotechnologie, IYMV, RYMV, bioinformatique, suppresseur de PTGS, protéine P1, protéines recombinantes. 

Contact  : d_sereme(AT)yahoo.fr ; drissa.sereme(AT)ird.fr