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Un nouveau gène de résistance aux virus découvert chez le piment

Les Potyvirus sont les virus végétaux les plus importants de par leur nombre et les graves dégâts qu’ils causent aux cultures. Les chercheurs de l’INRA(1) ont réussi à isoler et séquencer chez le piment un gène conférant une résistance à ces virus. Ce résultat est très novateur puisqu’il ne s’agit pas d’un gène classique de résistance, contrôlant un mécanisme de défense active contre le virus. La résistance résulte ici de l’incapacité du virus à utiliser à son profit un gène de la plante pour se multiplier. Ce mode de résistance est largement répandu chez les plantes, puisque les chercheurs l’ont également identifié chez Arabidopsis, la tomate et la laitue. Un brevet sur l’utilisation du gène pour la création de plantes résistantes a été déposé(2).

Mis à jour le 17/01/2017
Publié le 01/04/2003
Mots-clés :

Les gènes de résistance
aux virus les plus connus permettent à la plante de reconnaître
le virus et d'établir une barrière active empêchant
l'infection. Ces gènes sont en général “
dominants3 ”. Or les chercheurs ont observé
une fréquence élevée des résistances aux
Potyvirus dues à des gènes “ récessifs3
”, ce caractère récessif indiquant un mécanisme
de résistance probablement très différent. L'hypothèse
admise depuis longtemps est que ces gènes récessifs pourraient
correspondre à une perte de fonction d'un gène de la plante
hôte nécessaire à l'accomplissement du cycle du
virus. En effet, les virus possèdent un petit génome codant
pour un faible nombre de protéines. Ils utilisent donc habituellement
les gènes de la machinerie cellulaire de leur hôte afin
de réaliser leur cycle infectieux. Les plantes résistantes
au virus posséderaient une version différente d'un
de ces gènes. La protéine codée par ce gène
garderait sa fonction pour la plante, mais ne permettrait pas la synthèse
des protéines du virus.
Les chercheurs se sont
alors intéressés, chez le piment, à la protéine
codée par le gène eIF4E. Cette protéine est connue
pour son rôle clé dans la traduction des ARN messagers
en protéines, ceci dans toutes les cellules eucaryotes. Les chercheurs
ont pensé qu'elle pouvait être la protéine
impliquée dans la résistance récessive du piment
aux Potyvirus, notamment parce que l'on savait qu'elle est
capable de se lier avec une protéine des Potyvirus, nommée
VPg. Grâce aux outils de la biologie moléculaire, les chercheurs
ont pu vérifier l'identité du gène eIF4E
et du gène de résistance aux Potyvirus (nommé pvr2).
En étudiant la séquence du gène, ils ont montré
que la résistance était due à deux mutations ponctuelles.
Deux acides aminés différents sur les 228 que compte la
protéine suffisent à créer la résistance,
probablement en empêchant la liaison entre cette protéine
et la protéine virale VPg.
Les perspectives d'applications
sont importantes : le gène eIF4E étant très largement
présent chez les végétaux, un remodelage ciblé
de ce gène par mutation (technique dite de “ TILLING ”)
chez les espèces sensibles aux Potyvirus suffirait ainsi à
les rendre résistantes.
(1) Unité de recherche
Génétique et amélioration des fruits et légumes,
Département génétique et amélioration des
plantes, Centre de recherches d'Avignon. Travail réalisé
en collaboration avec l'UMR 163 Univ. Aix-Marseille II, l'UMR
Génomique, développement et pouvoir pathogène INRA-Univ.
Bordeaux II -Département santé des plantes et environnement,
Centre de recherches de Bordeaux, l'unité Pathologie Végétale,
INRA, Département santé des plantes et environnement,
Centre de recherches d'Avignon et l'UMR Génomique végétale
INRA-CNRS-UEVE, Département de génétique et amélioration
des plantes et Département biologie végétale, Centre
de recherches de Versailles.
(2) Brevet Génoplante
Valor. Programme de recherche financé par Génoplante.
(3) Il existe en général
plusieurs versions (allèles) d'un gène, responsables
chez un organisme d'une gamme d'expression d'un caractère
donné (par exemple résistant ou sensible à une
maladie). Par ailleurs, les plantes possèdent deux copies de
chaque gène, puisqu'elles ont un double stock de chromosomes.
Un allèle est dit dominant lorsqu'il suffit à la
plante d'avoir une copie de cet allèle pour voir le caractère
correspondant s'exprimer, il est dit récessif lorsqu'il
lui faut les deux copies de l'allèle.

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