Study of the interactions between Arabis mosaic virus and its host plants [Elektronische Ressource] / by Laurence Dupuis

Laurence Dupuis-Maguiraga

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• Biologie

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• Publié par: ruprecht-karls-universitat_heidelberg
• Publié le: 01 janvier 2010
• Nombre de lectures: 77
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 41 Mo

Extrait

Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
The Combined Faculties for the Natural Sciences and for Mathematics

and

Uni versité de Strasbourg
Faculté des sciences de la vie
Dis cipline: Aspects moléculaires et cellulaires


2010

Doctoral Thesis

STUDY OF THE INTERACTIONS BETWEEN
ARABIS MOSAIC VIRUS AND ITS HOST PLANTS


Dissertation
by
Laurence DUPUIS



th Oral examination: December 17 , 2010




Members of jury

Dr. Sylvie GERMAN-RETANA
Pr. David GILMER
Prof. Dr. Rüdiger HELL
Pr. Mario KELLER
Apl. Prof. Dr. Stephan URBAN
PD Dr. Michael WASSENEGGER





Institut de Biologie Moléculaire des Plantes UPR-CNRS 2357
AlPlanta, RLP Agroscience


Remerciements

En premier lieu, j’aimerais remercier Thierry Wetzel, l’initiateur de ce projet de
recherche, de m’avoir accueilli dans son équipe à Alplanta et mon directeur de thèse de
l’université de Strasbourg Mario Keller, pour l’attention et le soutien qu’il a porté à mon
travail de doctorant.

Je remercie le professeur Rüdiger Hell qui m’a fait l’honneur d’être mon directeur de
thèse pour l’université Heidelberg.

J’exprime mes remerciements à Gabi Krczal, Pascal Genschick pour leur accueil respectif
à AlPlanta, Neustadt and der Weinstrasse, Allemagne et à l’institut de biologie
moléculaire des plantes, Strasbourg, France.

Mes remerciements s’adressent ensuite aux membres du jury, qui ont accepté d’évaluer
mon travail de thèse.

J’aimerais également remercier toutes les personnes de l’institut Alplanta en particulier
Alex Bassler, la « reine du clonage », Hermann Heiko, le “roi des semis” et Annette Fuchs,
Pascal Cobanov et Barbara Jaraush pour les échanges scientifiques et culturels entre
francophones.

Je n’oublier pas tous les collègues de l’IBMP, Marina Bureau, Angèle Geldreich, Maria
Dimitrova, Lyubov Ryabova, dont les conseils et la bonne humeur m’ont été précieux au
cours de mon travail de thèse

Je remercie aussi l’équipe d’Olivier Voinnet en particulier, Patrice Dunoyer, Christophe
Himber et Gregory Schott pour leur conseil avisé sur les méandres du RNA silencing

Sans oublier toute l’équipe des serristes et toutes les personnes de l’institut de biologie
moléculaire des plantes

Merci à mon époux, pour sa patience et ses encouragements, à mes parents et à mes
proches qui ont toujours été présents lorsque j’en ai eu besoin.











Acknowledgements

First, I thank Thierry Wetzel, the initiator of this research project and my supervisor
of the University of Strasbourg, Mario Keller, for his attention and the support that he
has brought me during my thesis work.

I thank Dr. Rüdiger Hell who did me the honor of being my supervisor for the University
Heidelberg.

Thanks to Gabi Krczal and Pascal Genschick for their resception in AlPlanta Neustadt and
der Weinstrasse, Germany at the Institute of Plant Molecular Biology, Strasbourg,
France, respectively.

Thanks to the members of my jury, who agreed to evaluate my thesis.

I would also like to thank all the persons of the Alplanta institute, especially Alex
Bassler, the "queen of the cloning," Hermann Heiko, the "king of seedling" and Annette
Fuchs, Pascal Cobanov and Barbara Jaraush for scientific and cultural exchanges between
francophones.

I do not forget all colleagues of IBMP, Marina Bureau, Angela Geldreich, Maria Dimitrova,
Lyubov Ryabova, whose advice and good humor were important for me during my thesis.

I also thank the team of Olivier Voinnet in particular, Patrice Dunoyer, Christophe
Himber and Gregory Schott for their knowledge on RNA silencing

Not to mention the entire team of greenhouses and all persons of The Institute of Plant
Molecular Biology

Thank you to my husband for patience and encouragement, to my parents and my
relatives, who were always there when I needed it.
Study of the interactions between Arabis mosaic virus (ArMV) and its host plants

Abstract: Arabis mosaic virus (ArMV) belongs to the plant virus genus Nepovirus of the family
Secoviridae. In the wine producing areas southwest of Germany, including Neustadt an der
Weinstrasse (NW), ArMV is, along with the Grapevine fanleaf virus (GFLV) and the Raspberry
ringspot virus (RpRSV), two other nepoviruses, a causative agent of the grapevine fanleaf disease, one
of the most widespread and damaging virus diseases affecting grapevine. ArMV is transmitted by the
nematode vector Xiphinema diversicaudatum, and has a wide natural host range. Nepoviruses have
two single-stranded positive sense genomic RNAs, which are linked to a VPg at their 5’ ends, and
polyadenylated at their 3’ends.
ArMV isolates from different hosts and geographical origins were mechanically inoculated onto
Chenopodium quinoas. The symptoms obtained with ArMV-NW were very mild, whereas ArMV-Lilac
and –Lv produced symptoms of different severity. To characterize the symptom determinant(s) encoded
by ArMV, fragments corresponding to genes from both RNAs 1 and 2 of full-length infectious clones of
ArMV-NW were exchanged by their counterpart of the ArMV-Lv or -Lilac isolates and tested by
mechanical inoculations onto Chenopodium quinoa for their infectivity and functionality. The results
obtained from the first set of clones showed the N-terminal protein of the protein 2A, the movement
protein and the protein 1A are involved in the symptoms development.
In Nicotiana benthamiana, the establishment rates of infection between ArMV-NW and -Lv
differed, however the recovery phenomenon took place around the same time for both isolates,
resulting in a disappearance of symptoms in ArMV-Lv-infected plants and a similarly low
accumulation of viral RNAs for both isolates. Moreover, the ArMV-NW-recovered plants were not
resistant to a secondary infection with ArMV-Lv.
Post-Transcriptional Gene Silencing (PTGS) is an important antiviral defense system in plants.
However, numerous viruses have developed a counter-defense strategy, by coding for a protein acting
as a suppressor of gene silencing. So far, no suppressor of gene silencing has been identified for
nepoviruses. The use of wild-type and GFP-transgenic Nicotiana benthamiana 16C for coinfiltration
experiments via Agrobacterium tumefaciens of constructs containing the GFP and the different genes
encoded by ArMV RNAs 1 or 2 allowed to identify the implication of NTB, VPg-Pro and/or VPg-Pro-
Pol in the suppression of RNA silencing.







I Étude des interactions entre le virus de la mosaïque de l’arabette (ArMV) et ses hôtes

Résumé: le virus de la mosaïque de l’arabette (ArMV) appartient au genre Nepovirus de la famille des
Secoviridae. Dans les régions viticoles du sud-ouest de l'Allemagne, y compris Neustadt an der
Weinstrasse (NW), l’ArMV, le virus du court-noué de la vigne (GFLV) et le virus des taches
annulaires du framboisier (RpRSV) sont des agents causals de la maladie de court-noué de la vigne,
l'une des maladies les plus répandues et dévastatrices touchant la vigne. L’ArMV est transmis par le
nématode vecteur Xiphinema diversicaudatum et possède une large gamme d'hôtes naturels. Les
Népovirus ont deux ARNs génomiques simple brin de polarité positive, caractérisés par une VPg à
leurs extrémités 5 'et par une queue polyA à leurs extrémités 3'.
Différents isolats d’ArMV provenant de différents hôtes et d’origines géographiques différentes ont
été inoculés mécaniquement sur Chenopodium quinoa. Les symptômes obtenus avec l’isolat ArMV-
NW sont très légers alors que les isolats ArMV-Lv et-Lilac produisent des symptômes de gravité
différente. Pour caractériser le ou les facteurs déterminant les symptômes codé par l’ArMV, des
fragments de gènes correspondant à l’ARN1 et à l’ARN2 de l’ArMV-NW ont été échangés par leurs
homologues des isolats ArMV-Lv et-Lilac, et leur pouvoir infectieux et leur fonctionnalité ont été
testés par des inoculations mécaniques sur Chenopodium quinoa. Les résultats obtenus suite à la
première série de clones ont montré que la région N-terminale de la protéine 2A, la protéine de
mouvement et la protéine 1A sont impliquées dans le développement d