L'impact des viroses et les recherches actuelles
Les vecteurs et leur épidémiologie
Le diagnostic des viroses et la variabilité du virus de la striure
La résistance du maïs et la sélection variétale
L'impact des viroses
et les recherches actuelles
Les régions
T rois viroses p rin c ip a le s sont sig n a lé e s s u r le s c u l t u r e s d e m a ï s en région tr o p ic a le : la virose causée par le m a i z e streak virus (MSV) a p p e lé e s tr iu r e e t c e lle s p r o v o q u é e s p a r le m a i z e s trip e viru s (M S tp V ) et par le m a iz e m o s a ic virus (M M V ), appelées stripe et mosaïque.
Leur im p a c t est très variable selon les pays (figures 1 et 2).
La striure du maïs est observée p o u r la p re m iè re fois au d é b u t du siècle en A f r i q u e du Sud et des viro s e s s i m i la ire s s o n t d é c r i t e s s u r la c a n n e à sucre et sur de n om breuses poacées sauvages. Ce v iru s est tr a n s m is p a r
Evolution
des complexes
plante hôte,
vecteur et virus
P. maidis et les virus qu'il transmet ont
évolué ensemble sur un petit nombre d'espèces végétales. Le maïs est l'hôte p rivilégié de ce complexe vecteur et virus ; l'hôte d'origine serait le téosinte
(Zea m exicana Schrad.) ou le sorgho.
La relation très étroite entre la plante hôte et le vecteur assure la pérennité du com plexe avec le virus m a lg ré la faib le gamme de plantes hôtes et d'espèces sensibles.
L 'a d a p ta tio n du M S V , transmis p ar
Cicadulina m bila (NAUDE) au maïs, est
différente : la cicadelle était déjà pré sente en Afrique et la culture de maïs a révélé ce virus, infectant des poacées spontanées, p ar l'interm édiaire d'un insecte vecteur à large spectre d'hôtes.
des in s e c te s h o m o p t è r e s du g e n re C i c a d u l i n a ( H o m o p t e r a , C icadell id ae). Les attaques de striure s o n t o b s e rv é e s d a n s d e n o m b r e u x pays, a v e c u n e in c i d e n c e v a r ia b le . D ans tous les pays d 'A f r iq u e de l'Est, la présence du v iru s est e n d é m iq u e ainsi q u 'à M adagascar, à la Réunion, e t en A f r i q u e c e n t r a l e . E lle e s t e r r a t i q u e en A f r i q u e d e l ' O u e s t , n o t a m m e n t au M a l i , au T o g o , en C ô t e - d ' I v o i r e e t au S é n é g a l . En A f r i q u e d e l 'O u e s t , en 1 9 8 3 e t en 1 9 8 4 , les c u lt u r e s d e m aïs o n t été fo rte m e n t atteintes par la striure, p ro v o q u a n t parfois des pertes totales de r é c o l t e . Le M S V s e r a i t é g a l e m e n t p r é s e n t en In d e e t d a n s le Sud-Est a s ia tiq u e . La s triu re est absente des zones tro p ic a le s sud-am éricaines.
La v ir o s e c a u s é e p a r le M S t p V est p lu s ra r e m e n t s ig n a lé e . Le v e c te u r P e r e g r i n u s m a i d i s ( A S H M E A D ) ( H o m o p t e r a , D e l p h a c i d a e ) e s t p r é s e n t d a n s d e n o m b r e u x p a y s
d 'A f r iq u e (en C ô te -d 'Iv o ire , au Zaïre, au Nigeria, au Burkina, au Cameroun). P. m a i d i s a v a it d é jà été s ig n a lé en A f r i q u e d e l 'E s t d è s 1 9 3 6 , en Ta n z a n ie , au Kenya, à M a u ric e , à la Réunion ; c e p e n d a n t les dégâts c a u sés p a r le M S t p V ne s o n t pas trè s im p o rta n ts . Le virus du M S tp V a été i d e n t if ié r é c e m m e n t en A f r i q u e de l'O u es t (en C ôte -d 'Ivo ire , au Togo, au N ig e ria , au B u rk in a , au C a m e ro u n ). En revanche, son im p a c t sem ble plus fo rt en A m é r iq u e latine, n o ta m m e n t au V e n e z u e la et dans la Caraïbe. Il se manifeste aussi aux P h ilip p in e s et en A ustralie.
La m a la d ie c a u sé e p a r le M M V est tra n s m is e aussi par P. m a id is . Cette v i r o s e e st d é c o u v e r t e en 1 9 2 1 à H a w a ï . Elle est d é te c t é e e n s u it e à C u b a , en G u a d e lo u p e , au S u rin a m , au V e n e z u e la , en G u y a n e , à P orto- R ico , au B u rk in a , en C ô t e - d 'Iv o ir e , au N i g e r i a , au M o z a m b i q u e , en T a n z a n ie , au K e n y a , à la R é u n io n ,
Figure 1. Répartition géographique du m aize streak virus et de son vecteur principal
Cicadulina m bila dans les régions tropicales.
O 3 000 Km Peregrinus maidis \ \ Maize mosaic virus I I M aize stripe vin
Figure 2. Répartition géographique du M a iz e mosaic virus, du M a iz e stripe virus et de leur vecteur Peregrinus maidis, dans les régions tropicales.
Les organismes
concernés
CIMMYT, Centra Internacional de Mejoramiento de M aíze y Trigo, Mexique CIRAD, Centre de coopération
internationale en recherche agronomique pour le développement, France CORAF, Conférence des responsables de la recherche agronomique africains IRA, Institut de la recherche
agronomique, Cameroun
INCV, Institut national des cultures vivrières, Togo
INERA, Institut national d'études rurales et agricoles, Burkina IITA, International Institute of Tropical Agriculture, Nigeria John Innés Institute, Norwich, Grande-Bretagne
à M a u ric e et en Inde. Dans ces pays, il s e m b l e q u e s o n i n c i d e n c e s o it g é n é r a l e m e n t f a i b l e . N é a n m o i n s , dans certaines régions de pays maïsi- coles, tels q u e les Etats-Unis (H a w a ï, F l o r i d e ) , le B r é s il e t le M e x i q u e , des é p id é m ie s im p o r ta n t e s o n t été signalées.
Les moyens de lutte
Les im p o rta n ts dégâts causés par les v i r u s en ré g io n t r o p i c a l e ( A f r iq u e , A m é r i q u e d u S u d ) e t le m a n q u e d 'e f f i c a c it é des te c h n iq u e s de lu tte a g r o n o m iq u e et c h im iq u e m o n tre n t q u e les v a r i é t é s d e m a ï s r é s i s t a n t e s a u x v i r o s e s o n t u n i n t é r ê t é c o n o m i q u e c o n s i d é r a b l e . E lle s c o n t r i b u e n t à u n e p r o d u c t i o n p lu s élevée et plus régulière.
D e s t r a v a u x o n t d é b u t é d a n s les a n n é e s 3 0 p o u r la r é s is ta n c e à la s t r i u r e e n A f r i q u e d e l 'E s t e t en A f r i q u e d u Sud. U n e é p i d é m i e de striure, dé cla ré e en 1972 en A friq u e de l'O u e s t, a in c ité des o rg a n is m e s d e r e c h e r c h e (I IT A e t C I M M Y T ) à m e n e r des études dans ce but. Les fortes é p id é m ie s de viroses à la R é u n io n — les tro is viroses et leurs vecteurs y sont présents — et l'e x is te n c e de variétés locales résistantes o n t in c ité le C IR A D à c o n d u ir e des recherches sur ce th è m e au cours des années 70. Des partenaires africains e t e u ro p é e n s o n t été associés à ces travaux.
Les recherches
et les partenaires
D e p u is les a n n é e s 8 0 , le C IR A D et ses partenaires se sont consacrés aux thèm es suivants :
- les in s e c te s v e c t e u r s e t l ' é p i d é - m io lo g ie ;
- le d ia g n o s tic des viroses ;
- la sé le c tio n et l'é tu d e du d é te r m i nism e g é n é tiq u e des résistances ainsi q u e leur transfert dans des génotypes sensibles.
C e s r e c h e r c h e s a b o u t i s s e n t à la connaissance des vecteurs et des fa c teurs in f lu a n t sur le d é c le n c h e m e n t e t la p r o p a g a t i o n d e s é p i d é m i e s virales, et à l'id e n t if ic a t io n des virus par des m éthodes de d ia g n o s tic spé c ifiqu e s. Les écotypes résistants repé rés à la R é u n io n s o n t u tilis é s d a n s
d e s t r a n s f e r t s d e r é s i s t a n c e p o u r créer des variétés plus performantes, d e s t i n é e s en p a r t i c u l i e r a u x p a y s d ' A f r i q u e et de l'o c é a n I n d ie n . Les m é t h o d e s d e d i a g n o s t i c m is e s au p o in t sont a p p lic a b le s dans de n o m bre u x sites, sans é q u ip e m e n t spécia lisé, p o u r id e n t if ie r les v iru s et é v a luer la se n sib ilité des variétés.
Lors de son a s s e m b lé e g é n é ra le de Y a o u n d é ( C a m e r o u n ) en 1 9 8 7 , la d é c i s i o n a é té p r is e p a r le ré se a u « maïs » de la C O R A F de la n c e r un p r o j e t d e r e c h e r c h e s u r la s t r iu r e du maïs — s u je t c o n s id é r é c o m m e p rio rita ire . Les variétés choisies p o u r les transferts o n t été d é term inées par les c o rr e s p o n d a n ts n a tio n a u x de la C O R AF p a rm i des variétés largem ent vulgarisées ou destinées à l'être.
C e p r o j e t p l u r i d i s c i p l i n a i r e rassem ble des v iro lo g u e s , des e n to m o lo g is te s et des g é n é tic ie n s -s é le c - tio n n e u rs :
- l'é tu d e du v iru s p a r le John Innés I n s t i t u t e à N o r w i c h ( G r a n d e - Bretagne) et le C IR A D à M o n t p e llie r (France) ;
- les i n t e r a c t i o n s e n tr e les is o la ts v ira u x et les génotypes résistants à la R é u n i o n ( C I R A D ) e t au B u r k i n a (INERA) ;
- les insectes ve cte u rs à la R é u n io n (C IR A D ), au B u r k in a (INER A) e t au C a m e ro u n (IRA) ;
- le d e v e n ir du v iru s dans la p la n te au lab o ra to ire de p h y to - v iro lo g ie des régions chaudes (CIR AD) ;
- la g é n é t i q u e des ré s is ta n c e s à la R é u n i o n ( M S V , M S t p V , M M V ) (CIR AD), au T o g o (MSV) (INC V) ; - la c ré a tio n de variétés résistantes à
la Réunion, au Togo et au C am eroun.B
Les symptômes
La striure causée
par le MSV
La striure se traduit par des points chlorotiques sur les feuilles le long des nervures, qui forment des stries discontinues d'épaisseur variable. Les jeunes plants atteints présentent un fort nanisme.
Symptômes foliaires de striure.
Nanisme sur jeune plant.
La virose causée
par le M M V
Elle se manifeste p a r des lignes chlorotiques continues, régulières et parallèles aux nervures sur toute la surface du limbe. Les symptômes sont d is tin g u é s en fo n c tio n de l'épaisseur des stries, de leur e s p a c e m e n t et de le u r a sp e ct discontinu.
Lignes chlorotiques continues causées par le MMV.
Croissance limitée des plants atteints.
La virose causée
par le MStpV
Elle peut se rencontrer sous deux formes. La première, dénommée s tr ip e sensu s tr ic to p r o v o q u e l'apparition de bandes chlorotiques plus ou moins larges, ainsi qu'une courbure caractéristique de l'apex de la plante. La deuxième forme est le chlorotic stripe : des stries chloro- tiq u e s se fo r m e n t et é v o lu e n t vers une chlorose totale avec une r é a p p a r i t i o n des stries vertes, épaisses et discontinues. Les plants infectés précocement présentent un n a n is m e très im p o r ta n t , se dessèchent et meurent.
Nanisme et dessèchement des plants.
Stries chlorotiques sur les feuilles, dues au MStpV.
Les vecteurs et leur
épidémiologie
Dès 1 9 7 3 , l'existence
d 'é p id é m ie s im portantes
dues à plusieurs virus
est mise en é v id e n c e
à la Réunion.
En 1 9 8 5 , trois virus
sont identifiés p a r des tests
sérologiques : le MSV,
le M S tp V et le M M V .
Ils sont o b lig a to ire m e n t
transmis p a r des insectes.
Le virus d e la striure
est transmis p a r huit espèces
du ge n re C ic a d u lin a .
Les virus du M S tp V
et du M M V sont transmis
p a r Peregrinus maidis.
Jusqu'à présent,
les recherches conce rne nt
p rin c ip a le m e n t la région
soud ano-sahélienne
(en particulier le Burkina)
et l'île d e la Réunion.
Les insectes
vecteurs
A la R é u n io n , C i c a d u l i n a m b i l a est l 'e s p è c e v e c t r i c e p r i n c i p a l e d e la striure b ie n q u 'e lle soit présente en q u a n t i t é r e l a t i v e m e n t f a i b l e s u r le maïs, hôte seco n d a ire de ce t insecte. C'est un v e c te u r efficace, très a c tif et in fé o d é a u x poacées. C. s to r e y i est la seconde espèce v e c tric e id e n tifié e à la Réunion.
A u B u r k in a , d a n s to u t e s les z o n e s é c o l o g i q u e s , c i n q e s p è c e s d e C ic a d u lin a sont identifié es : C. m b i la , C. s im il is , C. a ra c h id is , C. tria n g u la et, très ra re m e n t, C. h a r t m a n s i. Les c a p a c it é s d e tr a n s m is s io n du v iru s v a r i e n t s e lo n les e s p è c e s d e c i c a - delles. La plus e ffic a c e est C. m b i la ; la c a p a c it é d e tr a n s m is s io n la p lu s fa ib le est c e lle de C. arachidis.
P. m a i d i s e s t u n v e c t e u r s é d e n ta ire , assez é t r o it e m e n t in f é o d é au maïs et au sorgho, où ses n iv e a u x de p o p u la tio n p e u v e n t être élevés. Il est in trin s è q u e m e n t peu effica ce dans la transm ission du virus.
Les plantes hôtes
du MSV et
l'épidémiologie des
vecteurs en région
soudano-sahélienne
Dès 1984, une étude précise a débuté au B u r k i n a , r e p r é s e n t a n t b ie n les régions soudano-sahéliennes.
Des c u ltiv a r s de maïs très sensibles au M S V (S a fita II e t Ja u n e f l i n t de Saria) o n t été u tilis é s p o u r to u s les tests de tra n sm issio n du v iru s par la c i c a d e l l e C. t r i a n g u l a à p a r t i r des é c h a n t i ll o n s c o lle c té s . La m é t h o d e s é r o l o g iq u e ELISA ( E n z y m e - l i n k e d i m m u n o s o r b e n t assay) a été u tilis é e p o u r r e c h e r c h e r le M S V d a n s les é c h a n tillo n s prélevés.
Les plantes réservoirs
U n e vaste c a m p a g n e de p ro s p e c tio n d ans la f l o r e h e rb a c é e du B u rk in a , à d if f é r e n t e s p é r i o d e s d e l 'a n n é e , p e n d a n t tro is ans (de 1 9 8 8 à 1990), a p e rm is de c o lle c te r 41 espèces de
poacées p o rta n t des s y m p tô m e s de la striure du maïs. A v e c le test ELISA, le virus a été détecté c h e z 25 espèces.
L 'é tu d e de la ré p a rtitio n s p a tio -te m p o re lle des réservoirs (plantes hôtes) a b o u tit à trois résultats : les réservoirs sont plus im p o rta n ts dans la z o n e de m a ïs ic u ltu re ; l 'in c id e n c e de la m a la d i e d a n s les c h a m p s d e m a ï s e st p r o p o r t i o n n e l l e à l 'a b o n d a n c e des ré se rvo irs ; le n o m b r e de réservoirs in fe c tie u x est très fa ib le en mai, puis il a u g m e n te e n v ir o n 3 à 4 semaines après le d é b u t de la saison des pluies et a tte in t un m a x i m u m en a o û t. A u B urkina, l'in c id e n c e du M S V n 'e x c è de pas 6 % de plants de maïs présen t a n t des s y m p t ô m e s en m o y e n n e . Dans les années de fortes épidém ies, e lle a tteint 30 à 4 0 %.
D a n s les r é g i o n s s o u d a n o - s a h é lie n n e s, la ré a lis a tio n de semis p ré coces (de m i-m a i à m i-ju in ), p e n d a n t q u e la s o u rce d ' i n o c u l u m est re la ti v e m e n t f a i b l e , d e v r a i t m i n i m i s e r l ' e f f e t d e la m a l a d i e en r é d u i s a n t les r is q u e s d ' i n f e c t i o n s p r é c o c e s , q u i s o n t les p l u s r e d o u t a b l e s . C e p e n d a n t, le c a le n d r ie r de tr a v a il du c o to n n ie r et du riz ne p e rm e t pas to u jo u rs de respecter ces r e c o m m a n dations.
Le rôle des facteurs
climatiques
A u B u rkin a , d ix ans d 'e n q u ê te s a g ro c l im a t iq u e s o n t d é m o n t r é les effets d u c l i m a t s u r les p o p u l a t i o n s d'insectes (d o n c sur l 'in c id e n c e de la s t r iu r e ) , p a r o r d r e d ' i m p o r t a n c e : l ' h u m i d i t é r e l a t i v e en f é v r i e r ; l ' h u m i d i t é r e la tiv e en j a n v i e r et les tem pé ra tu re s du m ois de mai.
En effe t, en ja n v i e r , au d é b u t de la s a is o n s è c h e , la p o p u l a t i o n d 'insectes est élevée et la d is p a ritio n des plantes hôtes o b lig e les insectes à m i g r e r v e rs d e s r e f u g e s ( p o i n t s d ' e a u p e r m a n e n t s , c u l t u r e s i r r i guées). L ' h u m i d i t é r e la tiv e de l 'a i r d im in u e en ja n v ie r et plus e n c o re en fé v rie r, ce q u i a ffecte la s u rvie et la m u l t i p l i c a t i o n des ins e c te s e t p e u t p r o v o q u e r u n e f o r t e m o r t a l i t é . La t a ille de la p o p u la t io n ré s id u e lle
Le ta u x d ' i n f e c t i o n d u m aïs p a r le M M V reste fa ib le en z o n e irriguée de basse altitu d e .
- la p é rio d e d 'a c q u is it io n , phase au cours de la q u e lle l'in s e c te a c q u ie rt le v irus en s 'a lim e n ta n t sur u n e pla n te m a la d e ;
- la p é rio d e de latence dans l'in s e c te, o u d u ré e n é ce ssa ire au passage d u v ir u s d a n s le c o r p s de l'in s e c t e a v a n t q u e c e d e r n i e r ne d e v i e n n e infectieux ;
- la p é rio d e d 'in o c u la t io n , phase de c o n t a m in a t io n de la p la n te p a r une p iq û re infectieuse de l'insecte. En outre, on observe une p é rio d e de r é t e n t i o n d a n s l ' i n s e c t e , p e n d a n t l a q u e l l e le v e c t e u r d e m e u r e infe c tie u x .
Le c y c le de transm ission du M S V au v e c te u r est c o u rt, il ne dépasse pas 2 4 h e u r e s . C e u x d u M S t p V e t d u M M V sont d 'e n v ir o n 1 5 jours. L ' é t u d e des t r a n s m is s i o n s m o n t r e q u e le M S V , le M S t p V e t le M M V p r é s e n t e n t les c a r a c t é r i s t i q u e s de v i r u s d e t y p e c i r c u l a n t a v e c u n e p é rio d e de latence dans l'in se cte , le m a i n t i e n d u p o u v o i r i n f e c t i e u x au cours des mues, la présence du virus
Cicadulina m bila, larve et adulte.
Peregrinus maidis ailés.
C lic h é s B. R e yn a u d
c o n d i t i o n n e la d i s p o n i b i l i t é en v e c te u r s p o u r la s a is o n des p lu ie s suivante, et se ré percute d o n c sur le d é v e l o p p e m e n t d e la s t r i u r e . L 'im p o r ta n c e des pluies au cours du m ois de m ai s'est révélée p ré p o n d é ra n te dans les é p id é m ie s de s triu re de 1 983 et de 1984. A u Z im b a b w e , c ' e s t é g a l e m e n t l ' i m p o r t a n c e des p lu ie s de mars à j u in q u i c o n d itio n n e la d e n s i t é d e p o p u l a t i o n d e C i c a d u l i n a s p p . d e j u i l l e t à septem bre et d o n c des é p id é m ie s de striure. D e plus, au Z im b a b w e c o m m e à la R éu n io n , l'a u g m e n ta tio n de la te m p é ra tu r e p e n d a n t l'é té austral favorise le d é v e lo p p e m e n t des p o p u lations de vecteurs.
L'impact des trois
viroses à la Réunion
A la R é u n i o n , l ' é t u d e d e la d y n a m i q u e d e s p o p u l a t i o n s d ' in s e c t e s v ecteurs a été réalisée en e ffe c tu a n t des semis é ch e lo n n é s de maïs à une f r é q u e n c e b i m e s t r i e l l e d e 1 9 8 3 à 1985, puis h e b d o m a d a ire de 1985 à 1988.
Les n o ta tio n s de s y m p tô m e s v ira u x et les captures de vecteurs, réalisées en basse a ltitu d e à la R éunion, m o n tre n t q u e ces tro is m aladies virales o n t des caractères é p id é m iq u e s v ariables par leu r lo c a lis a tio n , leu r im p o rta n c e et leur aspect saisonnier.
En basse a ltitu d e , le M S V p r o v o q u e d e s p e r t e s tr è s é l e v é e s — v o i r e totales. La striure est la m a la d ie v ir a le la plus fré q u e n te en saison c h a u de. C ette é p id é m ie c o rr e s p o n d à la p é r io d e où la te m p é r a tu r e est o p t i m ale p o u r C. m b i la et où les p r é c ip i ta tio ns sont fa vo ra b le s au d é v e lo p p e m e n t d e p o a c é e s h ô te s . L o rs d e s fortes chaleurs, les risques de striure sont s u p é rie u rs à c e u x de la v iro s e causée par le M S tp V , puis s'inversent e n f i n d e s a is o n c h a u d e . A c e t t e p é r i o d e p lu s fr a îc h e , P. m a i d i s est fa vorisé en c o m p a ra is o n de C. m b ila .
P. m a i d i s p e u t se d é v e lo p p e r à des te m p é ra tu r e s p lu s m o d é ré e s et des é p id é m ie s sont possibles en altitu d e . Le m a ïs é t a n t la p r i n c i p a l e p la n t e hôte de P. m a id is et du M S tpV , cette v iro se est une m a la d ie grave surtout dans les zones à fo rte c o n c e n tra tio n m aïsicole.
C e p e n d a n t, il fa u t re m a rq u e r q u e la m é t h o d e d e n o t a t i o n des p la n t e s virosées en fo n c t io n des s y m p tô m e s sous-estim e l 'in c id e n c e du M M V , en p a r t ic u lie r dans les cas de s u r in fe c tio n s a v e c le M S V et le M S tp V , c a r ces viroses m a s q u e n t les sym ptôm es de M M V .
L'efficacité
des transmissions
virales à l'insecte
vecteur
La c a p a c ité in trin s è q u e de tra n s m is sion est l'e xpression de la s p é c ific ité des relations entre l'a g e n t in fe c tie u x et le vecteur.
D a n s le cas de v ir u s p e rs is ta n ts , le c y c l e d e t r a n s m i s s i o n d u v i r u s à l ' i n s e c t e c o m p r e n d les é t a p e s suivantes :
*
L'acquisition est suivie d'une éventuelle période de latence puis de l'inoculation. Selon les virus et les insectes vecteurs, différentes barrières à la transmission ont été identifiées.
Ainsi, dans différents organes de l'insecte, certaines membranes cellulaires agiraient soit comme des barrières, soit comme des lieux de passage liés à un mécanisme de reconnaissance spécifique du virus.
Figure 3. Schéma général du processus infectieux chez un insecte vecteur (d'après REYNAUD, 1988).
dans l'i n s e c t e et l 'i n o c u l a t i o n à la p l a n t e p a r la s a l i v e ( f i g u r e 3). La p é rio d e de latence dans l'in se cte est m a l c o n n u e , e ll e r e p r é s e n t e r a i t la d u r é e d u t r a n s i t d a n s le c o r p s de l'in s e c te e t son a c c u m u l a t i o n dans les g la n d e s s a li v a ir e s j u s q u ' à u n e c o n c e n tra tio n seuil.
Pour é v a lu e r l'e ffic a c ité de tra n sm is sion d 'u n v e c te u r, on d é n o m b r e les p o u r c e n t a g e s d 'in s e c te s i n f e c t i e u x dans une p o p u la tio n . Les captures et les tests de d if fé r e n te s p o p u la t io n s m o n t r e n t q u e (en m o y e n n e ) 5 0 % des i n d i v i d u s d ' u n e p o p u l a t i o n de C. m b i l a t r a n s m e t t e n t le M S V , et 2 0 % d e s i n d i v i d u s d e P. m a i d i s le M S tp V et le M M V .
La transmission du MSV
par C. mbila
A la R éunion, C. m b i la est un e x c e l le n t v e c t e u r d u M S V , sa c a p a c i t é in trin s è q u e de tra n s m is s io n est é le vée : plus de 5 0 % . Ce ta u x c o rre s p o n d à c e lu i o b te n u aussi p o u r une p o p u l a t i o n d ' A f r i q u e d u Sud e t du B urkina.L'absence de m u l tip lic a tio n du M S V dans l'in s e c te a été d é m o n tré e , c a r a p r è s u n e p é r i o d e d ' a c q u i s i t i o n a l i m e n t a i r e d e c o u r t e d u r é e , o n observe une baisse générale des taux de t r a n s m is s i o n et d e s c o n c e n t r a tions virales. L 'e ffic a c ité de cet insec te v e c t e u r r é s id e d a n s la r a p i d i t é d 'a c c u m u la t io n du v iru s lors de son
a c q u i s i t i o n e t d a n s les f a i b l e s c o n c e n t r a t i o n s n é c e s s a ire s lors de l'i n o c u la tio n . En reva n ch e , la d is p a ritio n du virus dans l'in s e c te est très le n te , ce q u i e x p l i q u e l 'e x c e l l e n t e p e r s i s t a n c e d e son p o u v o i r i n f e c tie u x. Le M S V p e u t être c o n s id é ré c o m m e un v i r u s c i r c u l a n t , p e rs is ta n t, n o n m u ltip lia n t.
La transmission du MStpV
par P. maidis
Les p o p u la tio n s de P. m a id is présen te n t une c a p a c ité de transm ission du M S t p V r e l a t i v e m e n t f a i b l e : d e l'o rd re de 20 % à la R éunion, h o m o gène et c o m p a ra b le à c e lle observée dans d 'autres régions.
La tra n s m is s io n du M S tp V à P. m a i dis m o n tre u n e re la tiv e in e ffic a c ité . Des b arrières à la tra n s m is s io n sont mises en é v id e n c e : la p re m iè re agit lors de l'a c q u is itio n a lim e n ta ire par le b lo c a g e de la p é n é tra tio n du virus au n iv e a u de la p a ro i in te s tin a le , la s e c o n d e v r a i s e m b l a b l e m e n t au
n i v e a u d e la p a r o i d e s g l a n d e s s a liv a ir e s . U n e p a r t ie des f e m e lle s p e u t t r a n s m e t t r e le v i r u s à l e u r de s c e n d a n c e par v o ie o v a rie n n e . Le v iru s p e u t se m u l t i p li e r dans la p l u part des insectes, dès le stade œ uf.
Dès à présent, en vu e des infestations a rtific ie lle s (p o u r les tests de c rib la g e variétal p o u r la résistance), il est pos sible de s é le c tio n n e r sur la c a p a c ité d 'acq u isitio n alim entaire et ovarienne. O n o b tie n t, en un n o m b re lim ité de g é n é r a t i o n s , d e s p o p u l a t i o n s d e v e c te u r s à c a p a c it é in t r i n s è q u e de transm ission élevée.
La transmission du M M V
par P. maidis
La c a p a c ité in trin s è q u e de tra n s m is sion du M M V par P. m a id is , o b s e r v é e à la R é u n i o n , e s t f a i b l e : d e l'o rd re de 2 0 % d'insectes infe ctie u x. D e u x barrières à la tran sm issio n o n t é té m is e s en é v i d e n c e , d u m ê m e t y p e q u e c e lle s o b s e rv é e s p o u r la transm ission du M S tp V .B
M o d e c irc u la n t : le virus c irc u le dans le corps de l'insecte.
M o d e p e rs is ta n t : le virus reste dans l'insecte pendant sa durée de vie. M o d e non multipliant : le virus ne se multiplie pas dans l'insecte.
G e m in iv iru s : f a m ille de viru s , composés de deux particules accolées.
Le diagnostic des viroses
et la variabilité du virus
de la striure
Le d ia g n o s tic d 'u n e virose p a r sim ple ob se rva tio n des
sym ptômes est souvent im précis et mérite d 'ê tre confirm é pa r
divers tests séro lo g iq u e s ou p a r la m ic ro s c o p ie électronique.
C e c i s 'a p p liq u e tout particulièrem ent dan s le cas des stades
précoces d 'in fe c tio n , sur des variétés ou des lignées en cours
d e sélection, où un d ia g n o s tic risque d 'ê tre erroné s'il n'est
pas co nfirm é p a r une technique fia b le telle q u e la m éthode
sé ro lo g iq u e . Le d ia g n o s tic p a r la te chnique ELISA (Enzyme-
linked im m unosorbent assay) a été a p p liq u é aux viroses
présentes à la Réunion dan s les parcelles d e sélection
pour en g a ra n tir l'id e n tific a tio n . Les symptômes, causés p a r le
MSV, le M S tp V ou le M M V , peuvent être caractéristiques
à un stade plus ou moins a v a n c é d e la m a la d ie , mais ils
se présentent parfois sous différents faciès, en particulier
pour le M M V . De plus, des surinfections
p a r plusieurs virus sont possibles.
La purification des
virus et la méthode
de diagnostic
Les trois virus (MSV, MStpV et M M V ) o n t é té p u r i f i é s . A p a r t i r de ces e x tra its in je c té s à des la p in s , des im m unoglobines spécifiques ont été produites.
Les tests immunoenzymatiques ELISA ont été mis au point pour le diagnos tic des virus. Par leur rapidité et leur sim p lic ité , ces tests s'adaptent bien au diagnostic de routine des viroses. Le MSV a été ainsi mis en évidence dans huit pays africains. La présence
de M S t p V et de M M V est, en r e v a n c h e , r a r e m e n t é v o q u é e en Afrique. Cependant, ces virus ont été d é te c té s r é c e m m e n t , en C ô t e - d 'Iv o ire , au M a li et au B urkina. Le test ELISA c la s s iq u e ne p e u t ê tre effectué qu'au laboratoire. Une des v a ria n te s de ce test, u t i li s a n t des m embranes de n itro c e llu lo s e (mise au p o in t au C IR A D , M o n t p e llie r ) , permet de tester la présence des trois virus en l'absence d 'é qu ip em en t de la b o ra to ire — avec une ré v é la tio n des membranes au laboratoire dans un d é l a i de q u e lq u e s s e m a in e s . Ce p ro c é d é fa c ilite ra l'é tu d e de la ré p a rtitio n g é o g ra p h iq u e des virus et l ' i d e n t i f i c a t i o n des b e s o in s en variétés résistantes (figure 4).
La variabilité du
virus de la striure
L'étude de la variabilité de la striure a c o n d u it à des résultats q u i n 'o n t pas cessé d 'é v o l u e r en raison des p ro g rè s des t e c h n i q u e s m ises en œ uvre pour l'analyser. En quelques d é c e n n ie s , la c a r a c t é r is a t io n des v i r u s , p r o v o q u a n t des s trie s sur d iv e rs e s g r a m in é e s a p ro g re s s é : f o n d é e d 'a b o r d s u r des tests biologiques, sur des techniques séro logiques (avec des anticorps m ono- clonaux) et de m icroscopie électro nique, la classification en souches est passée à une c la s s ific a t io n en virus différents pour certains d'entre eux grâce à l'analyse des séquences nucléotidiques des génomes viraux.
En 1 98 6 , des études s é ro lo g iq u e s conduites au CIRAD sur des viroses à stries de graminées aboutissaient à la distinction de trois sérotypes, per m e tta n t de d if fé r e n c ie r des isolats provenant de canne à sucre, de d ig i ta i re et de sétaire par ra p p o rt aux divers isolats de maïs et de certaines poacées regroupés dans un m êm e sérotype.
Les séquences génomiques obtenues par ailleurs ont confirm é ces distinc tions sur d'autres isolats, au p oint de c o n s id é r e r les is o la ts de c a n n e à sucre et de digitaire c om m e des virus distincts du MSV et appelés respecti vement Sugarcane streak virus (SSV) et D ig ita r ia streak viru s (DSV). Des isolats de P a n ic u m sp. ont été reclas sés de la même manière : de l'id e n ti fication de l'isolat de MSV à un virus distinct, le P a n ic u m streak virus. De telles distinctions sont à prévoir dans
Le kit de diagnostic des viroses
Avantages
des anticorps
monoclonaux
Un antisérum p ré p a ré contre un virus donn é con tien t, de p a r sa nature, un ensemble d'anticorps qui reconnaissent plusieurs sites de la protéine de capside de la particule virale. A u contraire, un a n tic o rp s m o n o c lo n a l ne re c o n n a ît qu'un site de la protéine de capside et p e rm e t d o n c d e m e ttre en é v id e n c e d 'in fim e s v a r ia tio n s d e c e lle -c i. Un anticorps m onoclonal est le pro d u it de la fusion d'un e cellule lym phocytaire et d'u n e cellule myélomateuse. Cette cel lu le h y b rid e , a p p e lé e h y b rid o m e , a acquis le caractère de pérennité de la cellule myélomateuse et la capacité de pro du ire un seul anticorps de la cellule lym p hocyta ire. C in q an tic o rp s m o n o clonaux, reconnaissant le M SV, ont été obtenus p a r le CIRAD en collaboration avec l'institut de biolo g ie m oléculaire et cellulaire de Strasbourg (France).
Un kit de diagnostic sérologique sur mem brane de nitrocellulose a été mis au point p o u r tester la présence des v iru s sur le te rra in . Il est m ainten ant d is p o n ib le à la ve n te (au CIR A D ) p o u r to u te p e rs o n n e d é s ire u s e d e c o n fir m e r un d ia g n o s tic visuel p a r une technique sérologique.
Le k it p ré s e n te une g r a n d e sou p le s s e d'utilisation :
- le coffret contient tout ce qui est néces saire au test ;
- il a un faib le encombrement ;
- le test p e u t ê tre in te rro m p u a p rè s le d é p ô t des e xtra its de p la n te p a r sim ple séchage de la m em brane. Sous cette fo r m e, il p e u t être a c h e v é u lté rie u re m e n t dans un délai de 2 0 ¡ours ;
- les membranes non révélées peuvent être envoyées p a r c o u rrie r da ns une sim p le enveloppe pour révélation.
Par exemple, dans le cas d'un e personne q u i ne s o u h a ite pas c o n s a c re r tro p de temps à un test sérologique, il est possible
de ne fa ir e q u e les d é p ô ts des e x tra its de plante à tester sur les membranes et de les envoyer à un corre spo nda nt p o u r les r é v é le r . A u c o n t r a ir e , si l'u t il is a t e u r souhaite réa lise r com plètem ent le test, il tro u v e ra dans le k it des m em branes de co n trô le non révélées avec des tém oins, positif et négatif, q u 'il incluera dans le test pour faciliter l'interprétation des résultats. P ou r v a lid e r l'u t ilis a t io n du k it s u r le te r r a in , des é c h a n tillo n s p ro v e n a n t du Z im ba bw e et de la Réunion ont été testés de plusieurs manières :
- test effectué entièrem ent sur le lieu de prélèvement ;
- d é p ô t des extraits sur le lieu de pré lè vement et révélation des membranes dans un autre lieu ;
- test e n tiè re m e n t ré a lis é au C IR A D à M on tp ellie r, à p a rtir de feuilles envoyées de la Réunion et du Zim babwe.
Les résultats ont montré la grande fiab ilité et la robustesse du kit.
O o
1 /4 0 0 1/100 1 / 1 0 BFigure 4. Détection im m unoenzym atique du M M V (A) et du M SpV (B) pa r ELISA sur quatre extraits bruts de maïs de la Réunion, infectés p a r le M SV (1 ), le M M V (2), le M StpV (3) et non infectés (4). Chaque extrait de plante est testé aux dilutions 1 / 1 0 ,
1 /1 0 0, 1 / 4 0 0 (poids de feuille sur le volume de tampon).
C lic h é : M . P eterschm itt l'a v e n ir sur d'autres isolats. L'isolat
testé sur sétaire n'a pas été analysé plus en d é ta il, seul un test s é ro lo gique a pu être effectué.
En r é s u m é , les t e c h n i q u e s s é ro - logiques utilisées à la Réunion n'o nt permis de différencier des sérotypes au sein des isolats de MSV, ni parmi les is o la ts p r o v e n a n t de m aïs — pourtant originaires de 11 pays diffé rents — , ni parmi les isolats p ro v e nant de poacées sauvages d o n t cer- t a in s p o u r t a n t m a n if e s t e n t des d iffé re n c e s d 'a g re s s iv ité q u a n d ils sont testés sur le maïs. La technique s é r o l o g i q u e s 'e s t m o n t r é e insuffisante — dans plusieurs lieux, n o t a m m e n t à la R é u n io n — p o u r d is t in g u e r des isolats q u i d iffè re n t par leur p ouvoir pathogène.
Les études menées en zone soudano- sahélienne c o n fir m e n t la p ré d o m i nance d 'u n sérotype sur le maïs en montrant que sur plus de 300 isolats de maïs analysés, 99 % présentent un profil sérologique caractéristique
du maïs, p ré céd em m e nt d éterm iné par le C IR A D . C e p e n d a n t, il a été dém ontré sur une centaine d'isolats que la m o itié c o n te n a it non seule ment le sérotype du maïs, mais éga le m e n t un s é ro ty p e q u i a v a it été ide ntifié sur des poacées sauvages. Ces résultats n u a n c e n t les c o n c l u sions précédentes, en précisant que
le sérotype majoritaire sur maïs peut ê tre p ré s e n t en a s s o c ia t io n a v e c d'autres souches d ont le profil séro logique et le pouvoir pathogène sont m a s q u é s p a r le s é r o ty p e m a ïs . C o m m e en d 'a u t r e s l ie u x , il est p r o b a b l e q u 'e n ré g io n s o u d a n o - sa hé lie nn e, où d eu x sérotypes ont été id e n t if ié s en p lu s de c e lu i du
m a ïs , les a n a ly s e s m o l é c u l a i r e s a bo utisse nt à la c a ra c té ris a tio n de virus à stries de graminées distincts du MSV.
Les mécanismes
de résistance du
maïs à la striure
La résistance d'u ne plante à un virus p e u t s 'o p é r e r se lo n d iv e rs m é c a nismes. C eu x-ci sont étudiés sur la variété résistante IRAT 297 par rap port à la variété sensible INRA 508.
Localisation du MSV
dans le plant de maïs
La recherche du virus (les antigènes de capside du MSV) dans les d iffé rentes parties de la p la n te à l'a id e de la t e c h n i q u e ELISA p e r m e t de com prendre le processus de c o lo n i sation de la plante par le virus.
Après introduction du virus dans une fe uille par C. m b ila , il migrerait par
les c a n a u x de p h lo è m e ju s q u 'à la tige. Le MSV envahirait les feuilles à partir des jeunes cellules qui sont en d iv is io n et dans le s q u e lle s l 'A D N v ira l p eut se r é p liq u e r. L 'a c c u m u la t io n de v iru s n 'e s t d é te c té e que dans les tissus qui se sont développés après l'infection.
Il résulte de ce m ode d 'in fe s ta tio n , q u e p lu s la p la n t e est j e u n e au m o m e n t de l ' i n o c u l a t i o n , p lu s le p o u rc e n ta g e de tissus infecté s est é le v é et les pertes de r e n d e m e n t importantes. C om m e le virus migre d e p u is le p o i n t d ' i n o c u l a t i o n en moins de deux heures, aucune m u lti plication préalable ne semble néces saire. Des tests de transmission du virus par les c ic a d e lle s o n t m ontré que le virus ne peut être acquis que d a n s les f e u i l l e s p r é s e n t a n t des symptômes.
Le mécanisme
de résistance
L 'é tu d e de la r é p a r t it io n du v iru s dans les p la n t e s de m aïs m o n t r e q u'elle est identique chez une varié
té sensible (INRA 508) et chez une v a r ié t é r é s is ta n te (IR A T 2 9 7 ). En r e v a n c h e , g râ c e à un d osage des nucléoprotéines du virus par la tech n iq u e ELISA, u n e d i f f é r e n c e de c o n c e n t r a t io n v ir a le est d é te c té e e n t r e les v a r ié t é s ; les n u c l é o p r o té in e s é ta n t 10 à 90 fo is p lu s c o n c e n t r é e s c h e z IN R A 5 0 8 q u e chez IRAT 297.
La résistance de la variété IRAT 297 ne se manifeste donc pas par un b lo cage de la m ig ra tio n du virus mais plu tôt par une résistance à la m u lti plication virale.
La plus fa ib le m u ltip lic a t io n v ira le dans IRAT 297 réduit la sévérité de la pre m iè re in fe c tio n , non s eulem ent par des s y m p tô m e s m o in s sévères mais aussi par un délai d'a pparition des symptômes plus long que dans la variété sensible (5 jo u rs au lieu de 3 jours, respectivement dans un test comparatif). Il en résulte une d im in u t io n de la s é v é rité des i n f e c tio n s s e c o n d a ire s c a r les p la n te s résis tantes constituent une source pauvre en inoculum .®
La résistance du maïs
et la sélection variétale
L'objectif final des recherches menées à la Réunion,
est le transfert des résistances aux trois virus (MSV, M S tp V
et M M V ), présentes dans les variétés locales,
dan s des variétés d 'u n bon intérêt a g ro n o m iq u e ,
mais actuellem ent sensibles aux viroses.
Le transfert d e la résistance au M S V est é g a le m e n t en cours
d e réalisation au Togo et plus récem m ent au C a m e ro u n .
C e travail d e sélection, sur des variétés vulgarisées
ou en fin d e sélection et prometteuses, intéresse d e nom breux
pays africains, membres d e la CORAF, et é g a le m e n t les pays
d 'A m é riq u e latine et d e la C a ra ïb e .
A u t o t a l, p lu s de 8 0 0 v a rié té s des régions tropicales et tempérées ont été crib lé e s à la R éu nion en c o n d itio n s d 'i n f e s t a t i o n s v i r a l e s n a t u r e l le s . A ucune de ces variétés, à l'exception des é c o ty p e s de l 'î le de R odrigues, génétiquement proches de ceux de la Réunion, ne montre une résistance suf fisante pour pouvoir être cultivée à la R éunion. L 'a m é lio ra tio n des variétés locales, pour le rendement et les q ua li tés agronomiques, est une des possibi lités d'am élioration à long terme ; mais ces variétés o n t des p o te n tia lité s de rendem ent réduites et des précocités très p r o c h e s . E lles o n t un f a i b l e
Les sources
de résistance
découvertes
à la Réunion
A la Réunion, on a découvert des résis tances dans le matériel local, notamment p a rm i les v a rié té s c ô tiè re s . Elles o n t acquis ce caractère p a r sélection na tu r e lle . La v a r ié t é r é u n io n n a is e « Révolution » a été reconnue com m e résistante à la striure en 1 9 7 4 au Bénin. Ceci a été confirm é dans plusieurs pays : au Kenya en 1 9 7 6 , aux Etats-Unis en 19 83, au N ig e ria en 1982.
Une prospection, réalisée à la Réunion et à Rodrigues en 1 979-1 9 8 0 , a permis de c o lle c te r une ce n ta in e d 'é c o ty p e s . A près un test en conditions d'infestation n a tu re lle d 'u n m é la n g e d e M S V , de M S tpV et de M M V , 41 d 'e n tre eux ont été retenus sur le seul critère de résistan ce a u x viro se s. Un test u lté rie u r sous in fe s ta tio n a r tific ie lle a c o n firm é le ur résistance.
Ces écotypes on t été brassés p o u r fo r m er le « C o m posite viroses résistant » (CVR), am élioré ensuite au cours de trois cycles de sélection massale utilisé depuis com m e d o n n e u r de résistance dans le schéma de transfert.
p o t e n t i e l d ' a m é l i o r a t i o n , é t a n t d o n n é la base g é n é t i q u e é t r o i t e q u 'e lle s re p ré s e n te n t. Il a s e m b lé plus rapide et surtout plus efficace de réaliser des transferts de résistance, car ils permettent de créer une large gamme de variétés résistantes à partir de matériel déjà am élioré de bonne valeur agronomique.
Les travaux
préliminaires
Pour p o u v o i r tra n s fé re r par r é tr o croisement des résistances à ces trois virus, quatre co nd itio ns importantes ont dû être satisfaites :
- tr o u v e r des résistances dans des variétés locales des îles de l'o céa n
I n d i e n et les b ra s s e r d a n s le « Composite viroses résistant » (CVR) ; - c o n d u ire des élevages de masse des insectes vecteurs pour réaliser les inoculations. L'espèce C. m b ila , pré sente à la Réunion, est co nsidé ré e com m e la principale espèce vectrice de la striure, et a été retenue comm e vecteur pour ce program m e d 'a m é lio ra tio n variétale. P. m a id is est le seul vecteur connu du M StpV et du M M V , é g a le m e n t p r é s e n t à la Réunion ;
- mettre au point un crib le pour trier les plants sur le critère de la résistan ce, avec les techniques d'infestations a r t ific ie lle s , o p é r a tio n n e lle s p o u r C. m b ila et en cours de mise au point pour P. m aidis. Une échelle de nota tion est définie ;
- des tests s é r o lo g i q u e s o n t été établis p o u r v é rifie r, si nécessaire, que le virus transmis est bien celui souhaité.
Les premières études ont montré que les résistances au MSV des écotypes réunionnais se révélaient fortes dans de nombreux pays, et que la souche réunionnaise de MSV était p articuliè rement agressive.
Les recherches sur la
résistance au MSV
L'élevage de C. m b ila est aisé, et les infestations artificielles sont faciles à réaliser. C'est p o u rq u o i les travaux sur le M SV sont plus avancés que c e ux sur le M M V et le M S tp V à la
Réunion.
Par ailleurs, ce virus est essentielle m e n t a f r i c a i n . C e c i e x p l i q u e le d éveloppem ent des programmes de t r a n s f e r t s de r é s is ta n c e au M S V au T o g o e t, p lu s r é c e m m e n t , au Cameroun.
L'amélioration
du « Composite viroses
résistant »
Les pre m ie rs essais e x p r im a n t une v a ria b ilité interne im p orta nte de la
résistance, l'a m é lio ra tio n du CVR a été entreprise par sélection récurren te to ut d 'a b o rd sous pression virale naturelle de MSV (cycle 1, CVR-C1 ), p u is sous i n f e s t a t i o n a r t i f i c i e l l e (cycles 2 et 3, CVR-C3). Le niveau de résistance au MSV du CVR a ainsi été fortement amélioré. La variété CVR-C1 a été inscrite en 1 9 8 6 sous le n o m de IR A T 2 9 7 auprès de la Crop Science Society of America. Sa valeur pour la résistance au MSV a été vérifiée en comparant des variétés sensibles et des descen d a n c e s de c r o i s e m e n t s a v e c IRAT 297.
Le déterminisme
génétique de la résistance
au MSV
A p a r t i r de la f o r m e a m é li o r é e C V R -C 3 , 5 0 0 f a m i l l e s S1 o n t été produites par a utofécondation, puis testées sous infestation artificielle de M SV. La très f a ib le p r o p o r t io n de plants indemnes de tous symptômes, l'hétérogénéité des notes symptoma- to lo g iq u e s o b te n u e s dans c h a q u e fa m ille et la distribution « en courbe en c lo c h e » au sein de l'e n s e m b le des familles montrent que le déterm i nism e de cette résistance est v r a i s e m b l a b l e m e n t c o n t r ô l é p a r un système polygénique.Cependant, en poursuivant les auto fécondations pendant quatre généra tio n s s u p p lé m e n t a ir e s , q u e lq u e s lignées S5, de niveau de résistance très é le v é ( v o ire to ta l, p o u r l'u n e d'e ntre elles), ont pu être obtenues. L'analyse génétique sur ce matériel a perm is, p o u r l'in s ta n t, de m ettre en é v id en c e un système m ajeu r de r é s is t a n c e t o t a l e , à d o m i n a n c e inco m p lète positive qui ferait inter v e n i r d e u x ou t r o i s g è n e s . Par ailleurs, une résistance partielle a pu être observée dans certaines lignées sans que l'on puisse, pour l'instant, a t t r i b u e r c e l l e - c i à un s y s tè m e distinct (probablement polygénique) ou à u ne e x p r e s s io n p a r t i e l l e du système majeur.
Les notations
La n o ta tio n des sym ptôm e s est e ffe c tu é e v is u e lle m e n t, selon une é c h e lle sem i- quantitative de 0 à 5, prenant en compte la gravité des symptômes.
Echelle de notation des plants :
0, le plan t ne présente aucun symptôme ;
1, le plant présente quelques points chlorotiques visibles au cours d'un e inspection très
détaillée ;
2, le plant présente une striure facilem ent visible mais légère ;
3, le plant présente une striure modérée ;
4 , le plant présente une striure im portante avec nanisme ;
5, le plant est entièrement virosé de façon très grave avec un nanisme très im portant. Les symptômes n'évoluent plus au delà de 3 5 ¡ours après l'infestation. C'est donc entre ce stade et la floraison que les notations et le cho ix des plants à conserver dans les transferts sont effectués.
A p a rtir de ces notes p a r plant, une note globale peut être calculée pour une fam ille ou une variété. Par exemple, po ur les essais réalisés à la Réunion, on estime qu'un plant aya nt une note inférieure ou égale à 2 ne subira pas de baisse de rendement à cause
de la présence du virus, ce qui ne sera pas le cas po ur les plants notés 3, 4 ou 5. La note globale tient compte de ce seuil. Une variété n 'a y a n t aucun plant noté 3 ou plus recevra la note g lob ale 0 et sera donc une variété résistante.
A u contraire, une variété dont tous les plants sont notés 5 est très sensible et obtient une n o te d e 5 0 0 . La f o r m u le d e c a lc u l d e la n o te g lo b a le est la s u iv a n te : 1 0 0 X (3 X N3 + 4 X N4 + 5 X N5) / I N¡ [0 à 5 I avec N¡ = n o m b re de plants
présentant la note i (1, 2, 3, 4, 5).
Les infestations
artificielles
Les infestations artific ie lle s sont in d is pensables po ur effectuer les criblages, car les trois virus sont présents en p ro portions variables au cours de l'année : la pression vira le naturelle n'est donc ni s uffisa m m e nt h o m o g è n e , ni s u ffi samment constante po ur permettre des tris précis. Elles nécessitent un élevage de masse à fo rte p ro d u c tiv ité et des
vecteurs efficaces po ur lim iter le nom bre d'insectes à produire.
Le pourcentage d'insectes efficaces est accru en augm entant la durée d'acquisition sur des plantes virosées et en sélectionnant les populations d'élevage pour leur aptitude à la transmission.
Les insectes utilisés au cours des transferts po ur la résistance au M SV proviennent d'une po pu la tio n sélectionnée de C. m b ila do nt 1 0 0 % des individus transm ettent le virus. Ceux-ci ont été placés au pa ravan t en acquisition pendant trois jours sur des plants p ré sentant des symptômes très sévères. Les insectes, anesthésiés au dioxyd e de carbone, sont déposés dans le cornet de chaque plant. La sensibilité d'un plant dim inuant avec l'âg e, une infestation aussi précoce que possible est nécessaire. Pour des raisons p ra tiques (développem ent suffisant du plant pour y déposer les insectes), les infestations ont lieu 1 0 jours après semis.
La qualité des infestations est prim o rd ia le pour a v o ir l'assurance que tous les plants sont infestés. L'expérience montre que avec le dépôt de trois cicadelles efficaces p a r plant, la réussite des infestations est quasi totale.
Infestation artificielle au champs avec C. mbila. Cliché B. Reynaud
Les spécificités
de la recherche
de résistance au MSV
en Afrique par l'IITA
En 1 9 7 2 , la résistance au M S V a été mise en évidence p a r l'IITA dans la variété « Tropical Zea Yellow » (TZY). Une sélection a été réalisée, puis des transferts dans des variétés plus productives. La lig n é e a m é lio ré e IB 3 2 (obtenue en 19 79 ) e xp rim ait un haut niveau de résistance partielle. Elle a été utilisée comme donneur de résistance. La sélection a été conduite avec la pa rticularité de ne pas retenir les plants totalement indemnes de s triu re ; d e n o m b re u s e s v a rié té s o n t été produites et diffusées en A friqu e.
Les méthodes de sélection
Les p a r tic u la r it é s d e la b io lo g ie f lo r a le du m aïs — p la n te a llo g a m e , a u to fé c o n d a tio n s possibles — sont à l'o rig in e des trois principales méthodes de sélection.
La sélection généalogique.
La sélection généalogique consiste à autoféconder un certain nom bre de plants. O n obtient ainsi des familles S I . A prè s le c h o ix des fam illes jugées intéres santes selon différents critères, des plants sont à nouveau au to fé co n d é s dans les fa m ille s re te nues. O n ob tie n t ainsi des fam illes S2, puis en poursuivant les autofécondations et le choix, des familes S3, S4... O n arrête ce processus généra lem ent en S6 ou S8, et l'o n o b tie n t a in s i deslignées homozygotes, de faib le vigueur, mais uti lisables po ur créer des hybrides grâce au phéno mène de l'hétérosis.
La sélection récurrente.
La s é le c tio n récurrente consiste à choisir dans une variété ou dans un composite un certain nom bre de plants. Les g r a in e s d e ces é p is s e ro n t sem ées p a r exem ple en « épis-ligne », un épi do nn ant une ligne de semis. Un choix est alors réalisé selon un ou plusieurs critères et les familles retenues sont brassées pour redonner une variété. En répétant ces cycles de choix et de brassage, la variété est progressivement améliorée.Le rétrocroisement.
Le rétrocroisem ent sert à transférer un caractère dans une variété inté ressante qui ne le possède pas. La descendance (FI ) entre la variété receveuse et la variété d o n na nt le c ara ctè re est soumise à un c rib le p o u r c h o is ir les plan ts po sséd ant ce c a ra c tè re . Les plants retenus sont recroisés avec la variété rece veuse : c'est le rétrocroisement ou croisement de retour. Après plusieurs rétrocroisements, on tend v e rs la v a r ié té d e d é p a r t av e c le c a r a c tè r e recherché.Variété d'origine
FI F2 F3 BC1F1 BC1F2 BC1F3 BC2F1 BC2F2 BC2S1 Etapes de transfert Figure 5. Efficacité du transfert de la résistance au M SV : évolution de la note globale de sensibilité au cours des différentes étapes.
O rigine des variétés converties.
Origine Mali Burkina Bénin CIM M YT CIMMYT
Côte-d'Ivoire
IITA-Nigeria Variété Tiémantié IRAT 171 CN7 Suwan 8331 Tuxpeño CPJ Pool 16 SR
j 4 500 J ? 4 000
I
3 500 _a> S 3 0 0 0 ai 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0H
Forme origine B Forme résistante (F3 du croisement de départ)Figure 6. Efficacité des transferts. Rendement en gra in des variétés converties com paré
au rendement en g ra in des variétés de maïs d 'o rig in e en kilogram m e p a r hectare. Tiémantié IRAT 171 CN 7 Suwan 8331 Tuxpeño 1 CPJ P00I I6SR
Variétés
Les transferts
Les transferts de résistance au MSV se font par la méthode classique des rétrocroisements successifs.
A la Réunion, pour chaque criblage, 5 0 0 0 p la n ts de F1 s o n t semés et infestés 10 jours après le semis par le dépôt dans le cornet de chaque plant de trois cicadelles ayant acquis préa l a b l e m e n t le v ir u s . Le c h o i x des plants à conserver sur le critère de la résistance a lieu avant la floraison, par é lim ination des plants sensibles. Les plants retenus, 250 à 300 seule ment, s'interfécondent entre eux. Ce crib le est appliqué en F1 et en F2 de chaque cycle.
Le même schéma est réalisé dans les recherches conduites au Togo, mais l'infestation artificielle est réalisée de manière différente. Le maïs est semé en pots. Dès la levée du maïs, ces p o ts s o n t p la c é s d a n s des cages c o nte na nt des cicad elles infectées. Les plants sont ensuite repiqués au champ. Les plants retenus sont auto- fécondés, puis rebrassés.
Les criblages sont très efficaces. Le gain de résistance se m a in t ie n t au m oins p a r tie lle m e n t, après le p re mier rétrocroisement (figures 5 et 6). Il est intéressant de réaliser un cribla ge dès la F1, de façon à é lim iner dès le d é p a r t un m a x i m u m de gènes récessifs.
Le schéma de transfert est lim ité à un c ro is e m e n t de départ avec le d o n neur puis à deux rétrocroisem ents. La v a rié t é f in a le possède d o n c la résistance et près de 90 % des gènes de la variété receveuse.
Pour récupérer les caractères de co u leur et de type de grain de la variété receveuse — lorsqu'elle est différen te de CVR — , le recours à l'autofé- c o n d a tio n est nécessaire. Dans les essais réalisés au Togo, ce processus est c o n d u it pour chaque criblage. A la R é u n i o n , il a lie u à p a r t i r du second rétrocroisement.
Les résultats actuels
A u j o u r d ' h u i , c i n q v a r ié t é s du s c h é m a de r é tr o c r o is e m e n t de la
Réunion — CN7, Tiémantié, Pool 16 SR, IRAT 171, Suwan 8331 — sont considérées com m e converties, après deux rétrocroisements, suivis de trois générations d'autofécondation. Elles présentent, à la Réunion, une excellente résistance. La majorité des plants ne m on tre aucun sym ptô m e en c o n d itio n s sévères d 'in fe s ta tio n a rtific ie lle avec l ' isolât très agressif utilisé.
Concernant les sélections effectuées au Togo, c inq variétés — V io le t de Katiola, ZL 2BD, Pool 16 DR, Blanc 2 précoce, AB 21 — sont au stade du second rétrocroisement et sont donc c o n v e rtie s . Les d iffé re n ts types de sélection sont en cours d'évaluation pour la résistance au MSV et pour la conservation des caractères de textu re du grain et de re c o u v re m e n t de l'épi par les spathes, ces caractères ayant été pris en compte au cours de la sélection.
Les résistances au
M S tp V et au M M V
La comparaison en conditions natu relles du comportement du com posi te IRAT 297 avec celui de l'h y bride sensible INRA 508 a mis en évidence le bon n iv e a u de résista nce à ces deux virus dans le com posite local, q u i se t r a d u i t p a r u n e r é s is ta n c e c o m p lè t e dans p lu s de 80 % des plantes. M algré la présence de ces virus dans les mêmes zones géogra p hiques et leur transm ission par la même espèce vectrice, les d éte rm i nismes génétiques de ces résistances semblent différents. La variété IRAT 297 est actuellement la seule source connue de résistance au MStpV. Si nous disposons de la résistance au v iru s de la m o s a ïq u e ( M M V ) , une r é s is t a n c e à la t r a n s m is s i o n de l'insecte à la plante a également été mise en é v id e n c e dans des lignées issues de IRAT 297. Cette résistance est à l'é tu d e . Ces deux n ive au x de résistance, au virus et à la transmis sion , d o iv e n t être pris en c o m p te s i m u l t a n é m e n t p o u r o b t e n i r une résistance plus durable.
Les perspectives
A c o u r t te rm e , il est im p o r ta n t de com parer dans différents pays, sous infe s ta tio n a r t if ic ie lle de MSV, les niveaux de résistance obtenus dans les variétés rendues résistantes au M SV à la R é u n io n (form es fin a le s obtenues à partir des brassages des lignées S3, issues du deuxième rétro croisement) et au Togo. Cet essai est en cours au Cameroun, au Togo, au Z im b a b w e avec le C IM M Y T et à la R é u n io n . U n e m ê m e é t u d e sera e n s u it e r é a lis é e en c o n d i t i o n s d'infestation naturelle dans un plus grand nombre de pays. Elle permet tra de vérifier le degré de sim ilitude — sur le p la n du r e n d e m e n t des caractères agronomiques, du type de grain , des résistances autres q u 'a u MSV — entre les formes résistantes et les form es sensibles des différentes variétés.
A plus long terme, il s'agit de fixer les résistances au M S tp V et au M M V p rin c ip a le m e n t dans des variétés à p o l l in i s a t i o n lib r e et des v a rié té s hybrides qui pourraient donner lieu à une large diffusion dans la zone tro p ic a le . Des tr a v a u x de re c h e rc h e sont en cours, sur la transmission par P. m a id is et leur transfert dans des lignées élites, ainsi que sur la géné t i q u e des ré s is ta n c e s à ces d e u x virus. Les premiers résultats obtenus sont encourageants.■
Maïs atteint pa r la striure.
C l i c h é B. R ey na ud
Résumé... Abstract...
Resumen
MARCHAND J.-L., PETERSCHMITT M., REYNAUD B. — Les viroses de la striure, du stripe et de la mosaïque sur le maïs en région tropicale (Afrique et îles de l'océan Indien).
L'impact des viroses et les recherches actuelles ; les vecteurs et leur épidémiologie ; le diagnostic des viroses et la variabilité du virus de la striure ; la résistance du maïs et la sélection variétale.
Ces trois viroses, connues depuis le début du siècle et répandues dans toutes les régions tropicales ont été plus précisém ent étudiées en A friqu e et à la Réunion. Des recherches en virologie, en épidémio logie et en génétique sont conduites par le CIRAD en collaboration avec plusieurs organismes africains (CORAF, INCV, INERA, IRA), internationaux (CIM MYT, IITA) et le John Innés Institute de Grande- Bretagne.
La striure est causée par le m aize streak virus (MSV), le stripe est provoqué par le maize stripe
virus (MStpV) et la mosaïque par le maize mosaic virus (MMV). Ces virus sont obligatoirement trans
mis par des insectes, du genre Cicadulina pour le MSV (de nombreuses espèces sont identifiées) et par
Peregrinus maidis pour le MStpV et le MMV. Ces
insectes ont été identifiés sur le continent africain. Les épidémies de striure provoquent des dégâts importants (à la Réunion et certaines années en Afrique) ; l'impact des viroses causées par le MStpV et le MMV est encore mal connu. L'efficacité des transmissions virales par l'insecte vecteur est élevée pour le MSV et C. mbila (50 % des insectes infec tieux), et plus faible pour le MStpV et le MMV par
P. maidis (20 % d'insectes infectieux). Les symp
tômes des trois virus sont décrits, et l'épidémiologie est étudiée au Burkina et à la Réunion.
Les virus sont identifiés à l'aide des tests immu- n oenzym atiqu es ELISA (E n z y m e -lin k e d Immunosorbent assay). La méthode sérologique est
la seule méthode fiable. Un kit de diagnostic a été mis au point pour tester la présence de ces trois virus, sans nécessiter un équipement de laboratoire. D'autres techniques (isolats monodonaux, gamme d'hôtes, séquençage du génome) ont permis de distinguer des souches différentes de MSV. La recherche du virus dans la plante par la technique ELISA a permis de comprendre le mécanisme de résistance de la plante au MSV, qui se traduirait par une résistance à la multiplication virale.
Les sélections variétales, ont eu pour objectif de transférer des résistances dans des variétés d'un
