Lutter contre la nécrose létale du maïs
Un aperçu de la lutte contre le MLN dans les cultures de maïs.
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Table des matières
- Impact du MLN
- Gestion de la Résistance
- La Virulence des Isolats de SCMV
- Objectifs de l'Étude
- Collecte d'Isolats de Virus
- Germes de Maïs Utilisés dans les Expériences
- Expériences d'Infection Unique
- Évaluations de la Gravité de la Maladie
- Expériences de Co-infection
- Résultats de la Co-Infection
- Séquençage Génomique
- Implications pour le Croisement
- Conclusion
- Source originale
La maladie de nécrose létale du maïs, c'est un gros souci pour les récoltes de maïs, surtout dans des régions comme l'Afrique de l'Est. Elle est causée par deux types de virus. Le premier, c'est le virus du mottle chlorotique du maïs (MCMV), et le second, c'est un des virus de la famille des Potyviridae, comme le virus du mosaic du canne à sucre (SCMV). Quand les plants de maïs sont infectés par MCMV et un Potyvirus, ça peut être beaucoup plus grave que juste un virus.
Impact du MLN
L'impact du MLN a été énorme. Il est apparu pour la première fois aux États-Unis en 1977, mais au fil des années, il a envahi plein d'endroits dans le monde, y compris l'Afrique de l'Est, l'Asie du Sud-Est et l'Amérique du Sud. En Afrique de l'Est, surtout, le MLN a causé beaucoup de dégâts, avec des pertes estimées à environ 300 millions de dollars chaque année dans des pays comme l'Éthiopie, le Kenya, le Rwanda et la Tanzanie.
Résistance
Gestion de laPour lutter contre les effets du MLN, les agriculteurs et les chercheurs se concentrent sur le croisement de plants de maïs capables de résister à ces virus. Les scientifiques travaillent à identifier et développer des souches de maïs résistantes au MCMV. Mais, ils ne comprennent pas encore bien comment cette résistance fonctionne. Ils ont trouvé des marqueurs génétiques liés à la résistance au MCMV dans le génome du maïs, mais ils n'ont pas encore identifié de gène spécifique responsable de cette résistance.
D'un autre côté, la résistance aux Potyvirus est mieux comprise. Plusieurs loci génétiques associés à la résistance aux Potyvirus ont été identifiés, et on les retrouve dans de nombreuses variétés de maïs. Cette résistance peut aider à protéger les plants de maïs contre des virus comme le SCMV, MDMV et WSMV.
La Virulence des Isolats de SCMV
Le virus SCMV est plus diversifié par rapport au MCMV. Il y a beaucoup de souches différentes de SCMV, et certaines ont montré qu'elles pouvaient infecter des variétés de maïs qui étaient censées être résistantes. Les différences entre les souches de virus peuvent causer des niveaux de dommages différents aux plants, compliquant ainsi les efforts pour croiser du maïs résistant.
Dans une étude, les scientifiques ont examiné différents isolats de SCMV provenant du Rwanda, et ils ont montré que ces isolats pouvaient infecter des variétés de maïs censées être résistantes. Ça met en lumière le défi de croiser du maïs qui peut résister à toutes les variétés de Potyvirus.
Objectifs de l'Étude
L'objectif de l'étude était de tester l'efficacité des sources connues de résistance aux Potyvirus contre différents isolats de SCMV. Les chercheurs voulaient aussi comprendre comment la virulence de ces isolats de SCMV contribuait à la gravité globale de la maladie MLN.
Collecte d'Isolats de Virus
Les chercheurs ont collecté différents isolats de SCMV du Rwanda en 2015. Ces échantillons ont été soigneusement traités et testés pour confirmer leur identité avant d'être utilisés dans les expériences.
Germes de Maïs Utilisés dans les Expériences
Les variétés de maïs utilisées dans les expériences incluaient celles connues pour être résistantes aux Potyvirus ainsi que certaines qui étaient susceptibles. L'accent était mis sur l'étude de la manière dont les loci de résistance pouvaient aider les plants à résister aux infections virales.
Expériences d'Infection Unique
Des tests d'infection unique ont été réalisés pour voir comment différents isolats de SCMV affectaient les plants de maïs. Les chercheurs ont évalué les symptômes des plants sur une période donnée et les ont classés selon la gravité. Les résultats ont montré que certains isolats pouvaient infecter même des variétés de maïs censées être résistantes.
Évaluations de la Gravité de la Maladie
Les plants ont été notés selon les symptômes qu'ils présentaient. Les scores allaient de zéro (pas de symptômes) à quatre (nécrose généralisée). Ce système de notation a aidé les chercheurs à quantifier les dommages causés par les virus.
Co-infection
Expériences deLes chercheurs ont aussi réalisé des expériences où ils infectaient simultanément des plants de maïs avec SCMV et MCMV. Ça leur a permis de voir comment les deux virus interagissaient et s'ils amplifiaient les effets l'un de l'autre sur la santé des plants.
Résultats de la Co-Infection
Les résultats ont montré que la co-infection menait généralement à des symptômes de maladie plus graves par rapport à une infection par un seul virus. Les chercheurs ont noté que certaines lignées résistantes subissaient quand même des dommages significatifs lorsqu'elles étaient co-infectées, ce qui souligne la nécessité de stratégies de résistance plus solides.
Séquençage Génomique
Pour mieux comprendre le comportement des isolats de SCMV, les chercheurs ont séquencé leurs génomes. Cela a fourni des informations sur la composition génétique des virus et a révélé des zones de diversité qui pourraient affecter leur capacité à infecter les plants.
Implications pour le Croisement
Les découvertes de cette étude soulignent l'importance de croiser du maïs capable de résister à plusieurs souches de virus. Les stratégies actuelles doivent être ajustées pour tenir compte des niveaux de virulence variés parmi les isolats de virus. Combiner la résistance à la fois au MCMV et aux Potyvirus pourrait être la clé pour développer des variétés de maïs durables.
Conclusion
La bataille contre le MLN et les virus qui le causent est toujours en cours. Les aperçus de cette étude sur les mécanismes de résistance, la virulence des isolats de virus et le potentiel de co-infection compliquent le tableau mais guident aussi les futurs efforts de croisement. Développer des plants de maïs capables de résister à la fois au MCMV et aux Potyvirus est crucial pour garantir la sécurité alimentaire dans les régions touchées par ces maladies.
Titre: Characterization of three resistance-breaking isolates of sugarcane mosaic virus from Rwanda and implications for maize lethal necrosis
Résumé: Maize lethal necrosis (MLN) is a devastating disease of maize caused by synergy between two viruses: maize chlorotic mottle virus (MCMV) and a potyvirus, most often sugarcane mosaic virus (SCMV). Throughout the 2010s, severe MLN outbreaks occurred in sub-Saharan East Africa including Kenya, Rwanda, and Ethiopia. In this study, we assessed the virulence of SCMV isolates collected from Rwanda by screening a panel of maize near isogenic lines containing different combinations of major potyvirus resistance loci. We discovered that the three Rwandan SCMV isolates tested could overcome all three potyvirus resistance loci even when used in combination, including one isolate that could asymptomatically infect all resistant lines tested. To understand how SCMV virulence may contribute to MLN, each of the three isolates were co-inoculated with MCMV on a panel of SCMV and MCMV resistant maize lines. No significant differences in MLN severity were observed for the Rwandan isolates compared to the reference SCMV isolates, indicating that increased virulence in SCMV single infection does not necessarily correlate with increased MLN severity in co-infection with MCMV. For all SCMV isolates tested, at least two potyvirus resistance loci were needed to reduce MLN severity, and maize lines with a combination of SCMV and MCMV resistance were most effective. Surprisingly, in some cases co-infection with MCMV facilitated SCMV infection of potyvirus resistant lines that SCMV could not infect alone. These results underscore the challenges of developing durable MLN resistance and highlight the importance of incorporating strong, multigenic potyvirus resistance into MLN resistance breeding programs.
Auteurs: Jennifer R Wilson, K. J. Willie, L. R. Stewart, M. G. Redinbaugh, E. W. Ohlson
Dernière mise à jour: 2024-07-24 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.23.604352
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.23.604352.full.pdf
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