Génomique et épidémiologie des agents pathogènes émergents - Equipe 1

Les facteurs majeurs associés aux émergences de maladies des plantes sont la migration d’agents pathogènes (incluant son exacerbation liées au changement climatique et à l'intensification des échanges mondiaux) et l’adaptation d’agents pathogènes à de nouveaux environnements (y compris les espèces-hôte). L'amélioration (i) des méthodes d'épidémiologie moléculaire et des connaissances concernant les routes d'invasion (action BSV1.1), (ii) de la connaissance des mécanismes adaptatifs chez les microorganismes phytopathogènes (action BSV1.2) et (iii) des méthodes permettant la détection précoce de ces agents (action BSV1.3) sont nécessaires à une amélioration des stratégies de lutte contre les maladies émergentes des plantes cultivées. Une partie de ces actions apportera des connaissances académiques applicables à la Réunion, notamment dans le cadre de l'axe 1 de l'UMT SPAT "Santé végétale et production agro-écologique en milieu tropical" et dans la région dans le cadre par exemple du projet Epibio. La connaissance des histoires d’émergence des maladies de plantes permet d’une part de fournir des informations capitales pour comprendre les mécanismes qui ont déclenché cette émergence (saut d’hôte, changement de pathogénicité, changement des pratiques agronomiques, adaptation climatique etc…), et d’autre part de fournir des informations nécessaires à l’établissement des règles de quarantaine, de surveillance et de gestion de ces maladies.

Notre projet sera mené dans le cadre de collaborations locales, nationales et internationales déjà initiées (Anses, partenaires du développement agricole Réunionnais, réseau FNX, équipes du Labex Agro Montpellier, Génoscope, Université du Cap, Université du Wisconsin, partenaires SWOI, Africains [Réseaux ProVeg, PRPV et Prasac] et Asiatiques). L’objectif est de générer des connaissances académiques (publications et reviews) de niveau international, sources de retombées agronomiques/finalisées dans le domaine de la gestion des agents pathogènes émergents et/ou invasifs.

Surveillance épidémiologique et épidémiologie moléculaire

Les travaux menés auront comme objectifs globaux de dévoiler et comprendre les voies de propagation des microorganismes responsables de maladies, identifier des réservoirs d’inoculum, comprendre les stratégies évolutives des organismes étudiés, et globalement mieux comprendre les émergences et les invasions. Pour ce faire, il est nécessaire de caractériser le plus finement possible les microorganismes responsables de ces maladies et déterminer les relations de descendance qui les unissent. Cela implique l’usage de méthodes de génotypage standardisées et reproductibles dans le temps et l’espace et leur partage sous forme de bases de données. Ces informations peuvent permettre une meilleure gestion des risques, notamment en terme de préconisations variétales ou de gestion sanitaire du matériel de base pour des espèces pérennes par exemple. L’évolution des techniques de séquençage massif et la baisse constante de leur coût permettent d’envisager que le génotypage soit basé sur l’information contenue dans la totalité des génomes étudiés. Le caractère innovant de notre projet sera d'intégrer les dernières méthodes de génomique évolutive et de métagénomique pour la caractérisation des organismes pathogènes, ainsi que des analyses basées sur le calcul Bayésien approché pour l'analyse des données visant à retracer les routes d'invasion. Décrypter l’histoire d’émergence d’agents pathogènes de plantes, consiste à identifier les ou les populations source(s), le nombre d'introductions issues de chaque source, l’effectif introduit au cours de chaque épisode d'introduction, le nombre de populations intermédiaires entre la source et la population émergente étudiée.
Ces nouvelles approches complémenteront les outils de génotypage déjà développés antérieurement (séquences partielles de gènes de ménage, microsatellites, minisatellites obtenus dans le cadre du programme Biorisk) ou en cours de développement pour surveiller une maladie majeure du cocotier causée par un phytoplasme présent dans la région SOOI mais non encore détecté à la Réunion. Les travaux en épidémiologie moléculaire de bactéries phytopathogènes sont en relation avec deux points d'actualité importants : la détection à la Réunion de résistance aux pesticides à base de sels de cuivre et la gestion de la contrainte sanitaire chez la pomme de terre dans le cadre du développement de cette filière à la Réunion.
 

Adaptation à l'hôte

Les travaux menés auront comme objectifs globaux de mieux comprendre les capacités adaptatives et évolutives de bactéries et virus phytopathogènes et de développer des méthodes innovantes pour mesurer leur aptitude à se multiplier dans les plantes. De par les fortes densités de plantes génétiquement homogènes qui les caractérisent, les agroécosystèmes sont particulièrement pertinents pour étudier les mécanismes d'adaptation à l'hôte développés par les microorganismes phytopathogènes. Il peuvent concerner des modifications de la gamme d'hôtes des agents pathogènes (apparition d'épidémies sur de nouvelles espèces végétales) ou d'agressivité (symptômes plus sévères). La capacité adaptative de ces agents pathogènes est dépendante de leurs traits d'histoire de vie et de leur potentiel évolutif (e.g. importance de la recombinaison et des transferts horizontaux de gènes).

Diagnostic

L'agriculture des départements d'Outre-Mer s'intègre dans un environnement fragile qu'il convient de préserver de l'introduction de nouveaux organismes nuisibles. La productivité, aussi bien en quantité qu’en qualité, dépend en partie de l’état sanitaire du matériel de base et des méthodes de lutte mises en œuvre. Quel que soit le point de contrôle au sein d’une filière végétale, il est fondamental de pouvoir détecter précocement les organismes nuisibles, en s’appuyant sur un ensemble de méthodes sensibles et discriminantes. Cette action est destinée à apporter des outils modernes afin d’optimiser le diagnostic, la détection et de mieux organiser l’épidémiovigilance des organismes nuisibles émergents.  Cette action répond aux besoins spécifiques des filières horticoles, avec la prise en compte de leur environnement dans l’Océan Indien pour répondre aux demandes et exigences des différents acteurs. Elle comprend trois volets: (i) le développement de nouveaux outils de diagnostic, (ii) la validation et transfert d’outils de diagnostic au travers de tests inter-laboratoires, et (iii) la coordination des activités de diagnostic pour l’inventaire des organismes nuisibles de la pomme de terre.