Virus du nanisme à rouleau des feuilles de coton : une menace croissante
De nouvelles recherches montrent que le CLRDV est présent aux États-Unis plus longtemps que ce qu'on pensait avant.
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Table des matières
Le virus de la nanisme des feuilles de coton (CLRDV) est un virus qui affecte les plantes de coton et qui représente un risque sérieux pour la culture du coton aux États-Unis. Ce virus a été découvert pour la première fois en Alabama en 2017 et s'est depuis répandu dans presque tous les États producteurs de coton, avec quelques exceptions. La présence du CLRDV peut entraîner une baisse des rendements du coton dans plusieurs États où il a été confirmé.
Symptômes du CLRDV
Les symptômes du CLRDV peuvent être assez compliqués et dépendent de plusieurs facteurs. Ces facteurs incluent le type de plante de coton, l'environnement et le stade de croissance de la plante. Les symptômes peuvent aussi s'aggraver lorsque d'autres stress affectent les plantes. Les signes courants du virus incluent le jaunissement entre les nervures des feuilles, le curling et la déformation des feuilles, une croissance retardée et moins de capsules de coton formées sur les plantes. Certains souches du CLRDV sont connues pour causer des maladies spécifiques chez le coton, tant aux États-Unis que dans d'autres parties du monde.
Origines et propagation du CLRDV
On pense que le CLRDV a des origines en Afrique. Là-bas, il est associé à une maladie appelée la maladie bleue du coton. Cette maladie en Afrique montre des symptômes très similaires à ceux observés en Amérique du Sud. Il est transmis par les pucerons, de petits insectes qui se nourrissent des plantes. Malgré ces connexions, la recherche n'a pas confirmé si le CLRDV est la cause de la maladie bleue du coton en Afrique.
Une question clé reste de savoir si le CLRDV a été nouvellement introduit aux États-Unis ou s'il existait sans être détecté jusqu'à l'apparition d'une nouvelle souche dans le pays. Des facteurs comme le mélange fréquent des souches virales pourraient jouer un rôle dans cette situation. Pour mieux étudier le virus, les chercheurs se sont tournés vers l'utilisation de bases de données publiques, qui contiennent une richesse de données sur les virus des plantes et leurs emplacements.
Approche de recherche
Dans notre étude, nous avons utilisé deux méthodes différentes pour trouver des séquences de CLRDV à partir de bases de données accessibles au public. Nos résultats suggèrent que le CLRDV est présent aux États-Unis depuis plus de dix ans avant d'être officiellement identifié. De plus, nous avons découvert que le virus s'est propagé à une nouvelle plante hôte et à un nouvel emplacement dans la région productrice de coton des États-Unis.
Première approche de fouille de données
La première méthode consistait à utiliser la base de données Serratus. Cet outil permet aux utilisateurs d'explorer une grande collection de séquences virales. Nous nous sommes concentrés sur des séquences d'ARN viral spécifiques qui indiquent la présence de CLRDV. Grâce à notre analyse, nous avons trouvé de nombreuses bibliothèques de données susceptibles de contenir des séquences de CLRDV, principalement en provenance de Chine. Notamment, nous avons identifié une nouvelle plante hôte pour le CLRDV appelée Hibiscus cannabinus.
Dans nos résultats, nous avons noté que le virus a été détecté pour la première fois chez les pucerons de soja en Chine en 2009. Le coton n'est pas l'hôte préféré de ces pucerons, mais il a quand même été signalé dans des plantes de coton montrant des symptômes en 2016. L'échantillon le plus ancien que nous avons trouvé date de 2015, ce qui suggère que le virus était déjà présent dans le coton avant son rapport officiel.
Nous avons également examiné des données en provenance d'Inde, où le CLRDV a été trouvé dans des plantes de coton et de pois chiches, indiquant que d'autres plantes non cotonnières pourraient également abriter le virus. Fait intéressant, nous avons aussi découvert deux échantillons venant des États-Unis, l'un d'une plante de coton au Texas et l'autre d'un échantillon de gut bovin en Californie. Cette découverte a soulevé des questions sur la possibilité que le virus soit présent en Californie, où il n'avait pas encore été confirmé.
Deuxième approche de fouille de données
Pour notre deuxième méthode, nous avons affiné des techniques de Recherches précédentes pour trouver plus de séquences de CLRDV. Nous avons fouillé des bases de données pour des courtes séquences d'ARN de coton et avons trouvé plusieurs échantillons datant de 2006. Ces premiers échantillons indiquent fortement que le CLRDV était présent dans le coton dans le Mississippi bien avant d'être officiellement reconnu.
Notre analyse a révélé que ces premiers échantillons de coton avaient une similitude très élevée avec des isolats plus récents de CLRDV venant du Texas. Cela suggère que le CLRDV aurait pu être présent aux États-Unis sans être détecté pendant des années, probablement à cause d'un manque de symptômes visibles chez les plantes.
Symptômes en Californie
Pour évaluer davantage la présence du CLRDV en Californie, nous avons visité des champs de coton dans l'État. Nous avons observé divers symptômes typiques du virus, incluant le roulement des feuilles, le jaunissement et des hauteurs de plantes anormales. Nous avons prélevé des échantillons de feuilles de plantes symptomatiques et les avons amenés à notre laboratoire pour des tests.
En utilisant des tests spécifiques conçus pour détecter le CLRDV, nous avons trouvé que plusieurs des échantillons de feuilles ont testé positifs pour le virus. Les tests ont également révélé que certains échantillons présentaient des symptômes comme des motifs de mosaïque, qui ne sont pas couramment associés à ce virus. Cela indique que le CLRDV pourrait affecter les plantes différemment en Californie.
Implications des résultats
Notre travail souligne l'importance de comprendre comment le CLRDV s'est répandu et son impact potentiel sur l'agriculture du coton. Découvrir que le CLRDV est présent aux États-Unis depuis bien plus longtemps que prévu change la manière dont nous voyons l'introduction du virus. Cela suggère aussi qu'il pourrait y avoir d'autres facteurs contribuant aux symptômes observés dans les plantes de coton.
De plus, l'identification de nouvelles plantes hôtes, en lien avec la présence de CLRDV en Californie, soulève des questions cruciales sur les mesures de contrôle. Les agriculteurs doivent être conscients de ces développements et de ce qu'ils signifient pour la production de soja et de coton.
Conclusion
Le CLRDV représente un risque persistant pour l'industrie du coton, et nos résultats suggèrent qu'il est présent aux États-Unis depuis plus longtemps qu'on ne le pensait au départ. La recherche continue est essentielle pour mieux comprendre la propagation du virus et développer des stratégies efficaces pour gérer son impact sur les cultures. De plus, évaluer les archives d'ARN et d'échantillons de tissus provenant de différents États producteurs de coton pourrait fournir des informations cruciales sur l'histoire du virus et aider à atténuer son impact sur l'agriculture du coton à l'avenir.
La communauté agricole doit rester vigilante et proactive face à ce défi pour protéger les cultures et garantir la durabilité de l'industrie du coton aux États-Unis.
Titre: Data mining redefines the timeline and geographic spread of cotton leafroll dwarf virus
Résumé: Cotton leafroll dwarf virus (CLRDV), a threat to the cotton industry, was first reported in the United States (US) as an emergent pathogen in 2017. Phylogenetic analysis supports the hypothesis that US CLRDV strains are genetically distinct from strains in South America and elsewhere, which is not consistent with the hypothesis that the virus is newly introduced into the country. Therefore, using database mining, we evaluated the timeline and geographic distribution of CLRDV in the country. We uncovered evidence that shows that CLRDV had been in the US for over a decade before its official first report. CLRDV sequences were detected in datasets derived from Mississippi in 2006, Louisiana in 2015, and California in 2018. Additionally, through field surveys of upland cotton in 2023, we confirmed that CLRDV is present in California, which had no prior reports of the virus. Viral sequences from these old and new datasets exhibited high nucleotide identities (>98%) with recently characterized US isolates, and phylogenetic analyses with their homologs placed these sequences within a US-specific clade, further supporting the earlier presence of CLRDV in the country. Moreover, potential new hosts, including another fiber crop, flax, were determined through data mining. Retrospective analysis suggests CLRDV presence in the US since at least 2006 (Mississippi). These findings necessitate a reevaluation of spread patterns, inoculum sources, symptomology variations, and control strategies. Our findings challenge the current understanding of the arrival and spread of CLRDV in the US, highlight the power of data mining for virus discovery, and underscore the need for further investigation into CLRDVs impact on US cotton.
Auteurs: Alejandro Olmedo-Velarde, H. Shakhzadyan, M. Rethwisch, M. West-Ortiz, P. Waisen, M. L. Heck
Dernière mise à jour: 2024-06-06 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.05.597610
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.05.597610.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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