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Xylella fastidiosa : Etat des connaissances et axes de recherche

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Academic year: 2022

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(1)

Xylella fastidiosa :

Etat des connaissances et axes de recherche

Philippe Reynaud (Anses Montpellier) avec l’aide de J.Y.

Rasplus et al. (INRA) et F. Poliakoff et al. (Anses Angers)

(2)

Anses - Laboratoire de la santé des végétaux

Unité Mycologie

Nancy

Unité Ravageurs et agents pathogènes

tropicaux La Réunion Unité

Quarantaine Clermont-

Ferrand

Unité Entomologie et plantes invasives

Montpellier

Siège

et

Unité Bactériologie, virologie, OGM

Angers Unité

Nématologie Rennes

Laboratoires

de référence

(3)
(4)
(5)
(6)

Etat des connaissances

Axes de Recherche

(7)

Xylella fastidiosa

Bactérie du xylème

Epiderme Cortex

Moelle

Cambium

Xylème Phloème

Cambium

Xylème Phloème

(8)

Xylella fastidiosa

Produit des biofilms qui obstruent les vaisseaux

0,1-0,5 x 1-5 µm

(9)

Modélisation du mouvement de X. fastidiosa dans le xylème

Karyn L. Newman et al. PNAS 2004;101:1737-1742

Bactérie

Signal chimique

(10)

XXXXX:

• -

(11)

Découverte

“California Vine Disease”:

Première détection à Anaheim (Ca) en 1884

(Pierce 1892)

Newton B. Pierce

(12)

1949 : virus?

(Hewitt et al.)

Premier isolement sur milieu en 1978

(Davis et al.)

Nommée en 1987

(Wells et al.)

1987 : Chlorose panachée des Citrus au Brésil

Fin des années 1990 : maladie de Pierce, California

Découverte

(13)

Xylella fastidiosa : distribution

Brésil

Italie Ontario

Canada USA Mexico

Costa Rica

Venezuela Equateur

Argentine

Paraguay 1987 1880

Brésil

(14)

Xylella fastidiosa : distribution

Brésil

Italie

Iran Ontario

Canada USA Mexico

Costa Rica

Venezuela Equateur

Argentine Paraguay

Taiwan 2013

2014

2013

1987 1880

interceptions en 2012, 2014 et 2015 sur plants de caféier

Italie

Iran

Brésil

Foyers

(15)

Taxonomie et spectre d’hôte

Xf fastidiosa

(PD, ALS) : vigne, amandier, 42 familles

Xf sandyi

(OLS) : laurier rose, caféiers

Xf morus

: muriers (fastidiosa x multiplex)

Xf multiplex

(PDD, PLS) : Prunus, Quercus, oliviers, Polygala etc

Xf pauca

(CVC) : agrumes, oliviers, caféiers

5 sous-espèces généralistes (env 300 plantes/60 familles au total)

Lignées génétiques avec spectres d’hôte plus réduits (à confirmer)

PD = Pierce’s disease

ALS = Almond leaf scorch disease PDD = Phony peach disease

PLS = Plum leaf scorch OLS = Oleander leaf scorch

CVC = Citrus variegated chlorosis

(16)

X. fastidiosa : distribution des sous espèces

Brésil

Italie

Iran Ontario

Canada USA Mexico

Costa Rica

Venezuela Equateur

Argentine Paraguay

Italie

Iran

Brésil

subsp. fastidiosa

subsp. sandyi subsp. multiplex subsp. pauca

(17)

Identification des souches X. fastidiosa en France

2 profils différents de Xylella fastidiosa, présents à la fois en Corse

et en région PACA:

X. fastidiosa subsp. multiplex

profil A (ST7)

profil B (ST6)

ST7

ST6

11

Distinctes de la souche CoDiRO X. f. subsp. pauca

présente en Italie

MLSA/MLST

(Scally et al., 2005 / Yuan et al., 2010)

(18)

Les insectes vecteurs

(19)

Les espèces vectrices potentielles

4 familles d’Hémiptères (51 spp F, 119 UE) Aphrophoridae (15 sp F, 29 sp UE)

Cercopidae (7 sp en F et UE) Cicadellidae (9 sp en F et UE)

Cicadidae et Tibicinidae (20 sp en F et 74 en UE)

 Piqueurs-suçeurs de xylème

 Mal connus

 Globalement polyphages

 Pour la plupart communs

 Populations importantes

 Déplacement relativement faible

 En général une génération par an

 Passe l’hiver sous forme d’œufs ou de larves (cigales)

Aphrophoridae

Cicadellidae Cicadidae

Cicadella viridis Cercopis intermedia

Cercopis larve Philaenus spumarius Aphrophora alni

Cicada orni Lyristes plebejus

Cercopidae

Graphocephala fennahi USA => UE

(20)

Cycle biologique type d’un Cicadellinae

Adulte Œufs

Larves vectrices Adultes vecteurs

(21)

Graphocephala atropunctata

Draeculacephala sp Graphocephala sp

Draeculacephala minerva

Homalodisca liturata

Les vecteurs nord-américains

 Piqueurs-suçeurs de xylème

 Appartiennent à des genres et des groupes différents

 Bien connus, mais connaissance difficilement transposable

 Plusieurs générations par an en région chaude

 Certaines espèces passent l’hiver à l’état adulte

 Un vecteur introduit récemment en CA a eu un impact fort sur la propagation de la maladie (Homalodisca vitripennis)

Cicadellidae

Philaenus spumarius UE => USA

Neophilaenus lineatus UE => USA

(22)

Xylème

Cibarium / précibarium

(23)

X. fastidiosa ne passe pas d’un stade à l’autre

(24)

Plantes hôtes identifiées en Corse

Acer pseudoplatanus

Artemisia arborescens

Asparagus acutifolius

Cistus monspeliensis

Cistus salviifolius

Coronilla valentina

Cytisus racemosus

Genista ephedroides

Pelargonium graveolens

Lavandula angustifolia

Lavandula dentata

En vert: nouvelles plantes hôtes (genre et/ou espèce),

non listées précédemment par l’EFSA (Scientific opinion 2015).

 Scientific report EFSA 2016 :

359 espèces hôtes / 75 familles botaniques

Lavandula stoechas

Myrtus communis

Hebe sp.

Polygala myrtifolia

Prunus cerasifera

Quercus suber

Rosa x floribunda

Rosmarinus officinalis

Spartium junceum

(25)

Détection de X. fastidiosa sur plantes hôtes par PCR en temps réel : Méthode évaluée et validée

 Extraction d’ADN automatisée avec le kit QuickPick™ Plant DNA (Bio- Nobile) et l’automate KingFisher™ mL

 PCR en temps réel Harper et al., 2010, Erratum 2013

Méthode de référence MA039 version 1

 Méthode disponible sur : www.anses.fr

(26)

Méthode de référence MA039 version 1

Xylella fastidiosa: bactérie du xylème

Analyse réalisée sur tissus fortement vascularisés de plantes en végétation: pétioles et/ou nervures centrales

2 prélèvements pour extraction d’ADN

4 amplifications géniques 1 échantillon

0,5 à 1 g par échantillon:

soit 5 à 100 pétioles

(27)

Etat des connaissances

Axes de Recherche

(28)

? ?

? ?

Ps Co

Xfp Cs

Olive Prunus

Réservoirs

Asymptomatique

Cultures

? ?

? ?

? ?

Vecteurs

Maladie

Xfm

La problématique Xylella est complexe

(29)

Axes de Recherche

26

Travaux

d’identification des

souches de Xylella Test de

pathogénicité Identifier les vecteurs, diagnostiquer la

bactérie et identifier la souche concernée

Prévision et gestion du risque par la

modélisation Travaux pour la

détection de Xylella sur les vecteurs

Surveillance des vecteurs potentiels Evaluation des types de piégeage Collection de référence

Création de clés d’identifications

(30)

Xylella fastidiosa est très difficile à isoler de plantes contaminées. L’unité BVO (Angers) a néanmoins réussit à isoler sur milieu artificiel :

17 souches sur échantillons de Corse 3 souches sur échantillons de PACA 7 souches sur caféiers interceptés

Afin d’identifier rapidement les sous-espèces en présence sans réaliser d’isolement, l’Unité BVO a

optimisé les PCR Hernandez-Martinez et al. (2007) et Pooler et Hartung (1995) permettant de discriminer les quatre principales sous-espèces (fastidiosa, multiplex, pauca, sandyi), confirmées par MLSA

(séquençage de 7 gènes de ménage) (collaboration avec équipe INRA (Emersys).

4

Anses – INRA : Travaux d’identification des souches de Xylella

Centre International de Ressources

Microbiennes

Identification des sous-espèces par MLSA

Phylogénie par MLST

Séquençage partiel des gènes CysG, gltT, holC, leuA, malF, nuoL, petC

(31)

INRA/Anses : Test de pathogénicité : Projet régional SapAlien

Test de pathogénicité en cours (programme sur deux ans 2015- 2017)

Plantes hôtes potentielles

Olea europaea

Vitis vinifera

Nerium oleander

Coffea arabica

Malus domestica

Polygala myrtifolia

Souches de X. fastidiosa

X. f. subsp. multiplex ST6 (Corsica)

X. f. subsp. multiplex ST7 (Corsica)

X. f. subsp. pauca (CoDiRO)

X. f. subsp. pauca (from intercepted Coffee tree)

X. f. subsp. fastidiosa/sandyi (from intercepted Coffee tree)

X. f. subsp. fastidiosa (USA)

X. f. subsp. multiplex (USA)

9

Medicago sativa

Nocotania tabacum

Catharanthus roseus

(32)

Anses : Travaux pour la détection de Xylella sur les vecteurs

Optimisation, évaluation et validation de méthodes moléculaires pour la détection sur insectes (ex: Philaenus spumarius)

Janvier - mars 2016: Démarrage de l’optimisation de la méthode

Comparaison de méthodes d’extraction d’ADN

Utilisation de la PCR en temps réel (Harper et al., 2010)

Premiers résultats: bonne sensibilité avec le kit d’extraction ADN QuickPick Plant DNA

Besoin d’insectes contaminés (d’Italie) pour valider la méthode (collecte possible en avril)

Evaluation de méthode sur autres insectes vecteurs potentiels (cicadelles) Second semestre 2016: test de la méthode NGS proposée par l’UMR CBGP (JY.

Rasplus)

Comparaison de méthodes d’analyses sur échantillons artificiellement contaminés: NGS et PCR en temps réel (Harper et al., 2010), optimisation.

Test sur échantillons naturellement contaminés

Préparation d’un projet CASDAR pour application de ces méthodes à l’étude

comportementale des vecteurs potentiels sur cultures d’intérêt (novembre

2016)

(33)

1 marqueur pour l’identification du vecteur

1 marqueur pour détecter toutes les bactéries portées par le vecteur

1 ou 2 marqueurs pour identifier la plante d’alimentation

Les 7-9 marqueurs diagnostiques de Xylella Utilisation d’approches haut-débit

1 run de séquençage => 20 M de séquences

Jusqu’à 1500 individus sur une douzaine de marqueurs.

On peut savoir qui est qui, qui porte quoi, qui a mangé quoi

(applicable sur les plantes)

INRA : Identifier les vecteurs de Xylella, diagnostiquer la présence de la bactérie et identifier la souche concernée par méthode NGS

Recherche du/des vecteurs potentiels de Xylella fastidiosa :

Faible prévalence, vecteurs inconnus => nécessité du volumique

Identifier qui porte quoi dans une communauté de vecteurs ?

Assurer la biosurveillance du vecteur et du vecté à haut-débit

Mesurer la prévalence du vecté dans des populations de vecteurs

Identifier des liens entre microbiome et phénotype ou vecté

(34)

INRA : Prévision et gestion du risque par la modélisation

Comprendre la diffusion Xylella (dispersion, climat, paysage).

Cartographie des zones à risque potentiel.

Cicadelle Homalodisca vitripennis

sud USA, puis Californie

vecteur de Xylella fastidiosa

Maladie de Pierce

Informations

écologiques Informations

climatiques Modèle

statistique

Estimation

défavorable

favorable

(35)

Anses : projet H2020 POnTE

(Pest Organisms Threatening Europe)

Projet H2020 : Novembre 2015-Novembre 2019

Collection de souches, pathogénicité sur Citrus – Caféier – Pervenche, Luzerne et plantes ornementales, étude de la colonisation des plantes hôtes

Génétique de Xylella

Validation d’anticorps pour l’IF, technique d’extraction d’ADN par automate sur plantes et insectes, validation de PCR pour identification des souches (RT PCR, HRM)

Identification des vecteurs effectifs et proposition de méthodes

d’échantillonnage

Ateliers pour

améliorer la capacité des partenaires à la détection précoce d’émergence de Xylella fastidiosa

(36)

Anses : projet Euphresco VECTACROP

VECTACROP : Tracking vectors of bacteria and phytoplasmas threatening

Europe’s major crops

WP 2

: Surveillance des vecteurs potentiels dans et autour des cultures cibles

Evaluation des types de piégeage Collection de référence des vecteurs potentiels

Création de clés d’identifications

WP 3

: Recherche de Xylella dans les insectes (avec l’aide de l’Anses Angers)

Projet : Mars 2016 - Mars 2018

(37)

Merci

Références

Documents relatifs

Enfin, conformément à l’engagement de transparence pris par le préfet de Corse, l’intégralité des éléments disponibles - liste des végétaux hôtes

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