Comparison of detection methods of wheat mosaic using molecular markers and serological tests

Comparaison des méthodes de détection des mosaïques des blés (Bymovirus et Furovirus) par marquage moléculaire et par détection sérologique

Valerie Cadot (1) , Michel Bonnefoy (2) , Mathieu Rolland (1) , Delphine Hourcade (3) , Céline Andro (1) , Audrey Delaunay (1) , Céline Vandecasteele (1) , Sophie Perrot (1) , Olivier Herbert (1) , Veronique Viader (4) , Jacques David (4)

1 Unité expérimentale du GEVES
2 ARVALIS Institut du Végétal Ouzouer-Le-marché
3 Arvalis Institut du Végétal, Baziège
4 UMR AGAP - Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales

The mosaic viruses of cereals, Soil-Borne Cereal Mosaic (SBCMV) and Wheat Spindle Streak Mosaic Virus (WSSMV) are RNA viruses transmitted by a soil microorganism: Polymyxa graminis. Wheat crops are increasingly affected by the virus, resulting in large yield losses and up to now, only the varietal resistance makes it possible to fight against these mosaics. Currently, serological tests (ELISA) are performed to support visual scores in order to confirm varietal resistance in the context of varieties registration in the National Catalogue by GEVES and as part of post registration tests by ARVALIS Plant Institute. But since 2009, questions have been raised concerning the stability of sera performance depending on the supplier. The objective of this study was to define a reliable reference method to confirm the resistance of wheat varieties to WSSMV (bymovirus) and to SBCMV (furovirus), depending on the reproducibility, sensitivity, and cost of methods. In 2009-2010, the laboratories optimized a method for molecular detection by RT-PCR, by choosing primer pairs of Vaïanopoulos (2006) c2F/c1R for WSSMV and FURO2-F / R for SBCMV, (2009) optimized by BioGEVES in 2010, followed by agarose gel electrophoresis. In 2010-2011, ring tests showed a very good reproducibility of RT-PCR tests (> 95%), with rare cases of false positives, and a good reproducibility of ELISA tests (> = 89%), with some cases of false negatives, in connection with the sensitivity of each method. A simplified RTPCR protocol, “Jus GES”, was not retained, due to a lower sensitivity than ELISA tests, despite its lower cost than RT-PCR. For the registration of wheat varieties to the French catalogue, the detection reference method remains the DAS-ELISA test, conducted by GEVES. This method has proven its robustness with a good concordance with the visual scores, a sufficient sensitivity and a cost eight times lower than RT-PCR. But in case of defective sera, it will now be possible to use a test by RT-PCR; this service is now offered to the whole seed supply chain by GEVES. For the varieties in post-registration, the method used is the molecular method by RT-PCR.

Le virus de la mosaïque des céréales, Soil-Borne Cereal Mosaic (SBCMV) et le Virus des stries en fuseau du blé, Wheat Spindle Streak Mosaic Virus (WSSMV) sont des virus à ARN transmis par un micro-organisme du sol : Polymyxa graminis. Les cultures de blé sont de plus en plus touchées par ces virus, entraînant d’importantes pertes de rendement et seules les résistances variétales permettent actuellement de lutter contre ces mosaïques. Actuellement, des tests sérologiques (ELISA) sont réalisés en appui des notations visuelles pour confirmer la résistance variétale, dans le cadre de l’inscription des variétés de blé au Catalogue national par le GEVES et de la post inscription par ARVALIS Institut du Végétal. Mais depuis 2009, des interrogations ont été soulevées sur les performances durables des sérums selon le fournisseur. L’objectif de cette étude est de définir une méthode de détection de référence fiable pour confirmer la résistance des variétés de blé au WSSMV (bymovirus) et au SBCMV (furovirus), en fonction de la reproductibilité, de la sensibilité, et du coût des méthodes. En 2009-2010, les laboratoires ont optimisé une méthode de détection moléculaire par RT-PCR, en choisissant les couples d’amorces de Vaïanopoulos, (2006) c2F/c1R pour le WSSMV et FURO2-F/R (2009) pour le SBCMV, optimisée en 2010 par BioGEVES, suivi d’une lecture par gel d’agarose. En 2010-2011, des ring tests ont montré une très bonne reproductibilité des tests RT-PCR (>95%), avec de rares cas de faux positifs, et une bonne reproductibilité des tests ELISA (>=89%), avec quelque cas de faux négatifs, en lien avec la sensibilité de chaque méthode. Une méthode RT-PCR simplifiée, Jus GES, n’a pas été retenue, en raison d’une sensibilité inférieure aux tests ELISA, malgré son coût inférieur à la RT-PCR. Pour l’inscription des variétés de blé au Catalogue, la méthode de détection de référence reste le test DASELISA, mené par le GEVES. Cette méthode a prouvé sa robustesse avec une bonne avec une bonne concordance avec les notations visuelles, une sensibilité suffisante et un coût huit fois moins élevé que la RT-PCR. Mais en cas de sérums défectueux, il sera à présent possible de recourir à un test par RT-PCR ; cette prestation étant maintenant proposée à toute la filière par le GEVES. Pour les variétés en postinscription, la méthode retenue est la méthode moléculaire par RT-PCR.

Mots clés: SBCMV; WSSMV; wheat; diagnostic RT-PCR; varietal resistance; French catalog; reference method

Mots clés: SBCMV; WSSMV; blé; diagnostic RT- PCR; résistance variétale; Catalogue français; méthode de référence

Domaines: Sciences de l'environnement; Sciences du Vivant [q-bio]

Valerie Cadot, Michel Bonnefoy, Mathieu Rolland, Delphine Hourcade, Céline Andro, et al.. Comparaison des méthodes de détection des mosaïques des blés (Bymovirus et Furovirus) par marquage moléculaire et par détection sérologique. Innovations Agronomiques, 2014, 35, pp.107-117. ⟨10.17180/9kvd-5a10⟩. ⟨hal-04522243⟩