Thèse Evolution des Populations Virales dans un Contexte d'Infections Multiples chez le Riz en Afrique de l'Ouest H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier
École doctorale : GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
Laboratoire de recherche : PHIM - Plant Health Institute Montpellier
Direction de la thèse : Charlotte TOLLENAERE ORCID 0000000320452824
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-07T23:59:59

Ce sujet de thèse vise à tester l'hypothèse d'un effet des infections multiples sur l'évolution des populations virales. En effet, dans le contexte des agrosystèmes, les plantes cultivées sont fréquemment soumises à plusieurs infections simultanément. Ces co-infections affectent la dynamique de l'infection virale, en termes de multiplication intra-plante et les symptômes et dégâts induits.
Dans le contexte du riz cultivé en Afrique de l'Ouest, la thèse documentera des cas d'infections multiples dans des échantillons issus de terrain et évaluera leur fréquence par rapport aux infections simples. En outre, elle visera à évaluer les conséquences de co-infections intra- ou inter-spécifiques avec une approche intégrative. D'une part à l'échelle de la plante, l'effet sur la charge virale et les symptômes induits sera évalué et des hypothèses sur les mécanismes moléculaires des interactions seront testées. D'autre part, à l'échelle populationnelle, seront évalués l'effet potentiel des co-infections sur la structuration génétique des populations, ainsi que sur l'assemblage des communautés virales dans les agrosystèmes.

Les virus représentent près de la moitié des agents pathogènes émergents chez les plantes, engendrant d'importantes pertes de production (Anderson et al., 2004). De part leur capacité d'adaptation rapide, ils constituent un défi majeur pour l'agriculture de demain ; les épidémies virales pouvant en outre s'intensifier au cours des prochaines décennies en lien avec le changement climatique et l'intensification de l'agriculture. Dans ce contexte, les infections multiples, ou co-infections (i.e. une plante hôte infectée par plusieurs espèces, ou génotypes, d'agents pathogènes), seraient de plus en plus fréquentes.
Les agents pathogènes sont en effet amenés à partager leur plante hôte avec une multitude d'autres microbes, dont certains d'entre eux sont également pathogènes (Brader et al., 2017). Ce phénomène d'infection multiple serait donc d'autant plus fréquent dans les agrosystèmes que les populations virales sont diverses. Dans ce contexte de co-infection, de nombreuses études ont montré des effets sur l'expression des symptômes et la multiplication intra-plante, mais les conséquences populationnelles en termes d'évolution de la population d'agents pathogènes et d'épidémiologie restent peu explorées (Tollenaere et al., 2016). En particulier, comprendre comment les interactions entre les virus au sein d'un hôte façonnent la dynamique épidémiologique et évolutive des populations virales pourrait contribuer à mieux prévenir et gérer les maladies virales dans les cultures (Alcaide et al., 2020).
Ce projet s'intéresse au riz en Afrique subsaharienne, une culture devenue majeure du fait de la croissance démographique et du changement des habitudes alimentaires, et aux virus responsables de pertes de rendement importantes en riziculture.
Pendant 5 ans (2015-2019), une étude sur la dynamique spatio-temporelle des principales maladies du riz a été réalisée dans 6 sites d'études de l'ouest du Burkina Faso, caractérisés par deux systèmes de riziculture contrastés : riz irrigué et riz pluvial de bas-fond (Barro et al., 2021). Les résultats révèlent de forts niveaux de co-occurrence entre les quatre maladies du riz étudiées. C'est le cas aussi pour le la panachure jaune du riz et la bactériose à stries foliaires (BLS), dont les agents pathogènes (Rice yellow mottle virus, RYMV, et bactérie Xanthomonas oryzae pv oryzicola) interagissent en contexte de co-infection expérimentale ; avec des résultats suggérant l'implication des mécanismes de silencing dans l'interaction réciproque (Tollenaere et al 2017).
En outre pour le RYMV, un hotspot de la maladie a été identifié, avec des niveaux de maladie très élevés, et une diversité génétique importante du virus, avec quatre lignées génétiques distinctes du RYMV circulant simultanément sur un même site (Billard et al, 2023). Celles-ci peuvent infecter simultanément des plants de riz, ce qui a été mis en évidence par séquençage Oxford Nanopore Technologie (Bangratz, Comte et al, 2025). Ce niveau de diversité génétique du RYMV et d'infections mixtes pourrait être associé à un risque accru de contournement de résistances si elles étaient déployées au champ.
Outre le RYMV, seul le RSNV (Rice stripe necrosis virus) était connu dans la littérature pour infecter le riz en Afrique. Cependant, notre équipe a entrepris une étude sans a priori (séquençage haut-débit des particules virales, approche « virome », Moubset et al. 2022), et montré la circulation de plusieurs autres virus dans les rizières étudiées. En particulier, ont été identifiés dans des échantillons de riz du Burkina Faso : de nouvelles espèces de Bymovirus et de Cytorhabdovirus (résultats non publiés), ainsi qu'au moins deux espèces de Mastrevirus jamais décrites sur riz au champ. Ainsi, le MSV (Maize streak virus), connu pour les dégâts qu'il cause chez le maïs en Afrique Subsaharienne, est fréquent dans les rizières étudiées et capable d'infecter le riz expérimentalement (Fouad et al, 2024), tandis que le MSRV (Maize streak virus) est plus rare mais lui aussi pathogène du riz (Bangratz et al. 2024).
Ces résultats récents indiquent donc que le riz en Afrique de l'Ouest est soumis à un risque important d'infections virales, avec une diversité de virus capables de l'infecter bien plus important que soupçonné il y a quelques années. L'objectif de cette thèse est de cartographier ces infections, documenter les niveaux d'infections multiples et d'évaluer leur impact sur la dynamique des maladies virales. Ce sujet intégratif combine des approches décrivant la dynamique des maladies virales dans les rizières (épidémiologie, diagnostic et diversité génétique), avec des aspects expérimentaux et mécanistiques (infections en conditions contrôlées, mécanismes des interactions virus-virus).

-Décrire la dynamique des infections virales et leur diversité chez le riz en Afrique de l'Ouest ;
-Quantifier la fréquence et nature des infections multiples, intra- et inter-spécifiques, dans les rizières ;
-Evaluer les conséquences des infections multiples sur la multiplication intra-plante des virus considérés et les symptômes induits, et tester des mécanismes sous-jacents potentiels ;
-Tester l'hypothèse d'un effet des infections multiples sur l'évolution des populations virales.

Au cours de cette thèse, l'étudiant.e :
outilisera des méthodes de biologie moléculaire : extraction d'ARN/ADN, RT-PCR, qPCR, RCA, séquençage Sanger et ONT (Oxford Nanopore Technologie)
oréalisera des expérimentations végétales : planification expérimentale, culture de plants de riz en conditions contrôlées, inoculations, prélèvements et suivis de symptômes ;
oanalysera ses données : statistiques, analyses phylogénétiques, bioinformatique.
Le travail portera partiellement sur des échantillons déjà collectés, en particulier une collection d'échantillons de feuilles de riz du Burkina Faso et de Guinée disponible dès le début de la thèse. D'autres échantillonnages sont prévus par les collaborateurs en Afrique de l'Ouest (Bénin notamment) et une mission pour l'étudiant.e sera envisagée pendant la thèse.