La famille des Flexiviridae a été créée en 2004 et regroupe plusieurs genres viraux affectant particulièrement des espèces ligneuses dont des arbres fruitiers. Grâce à diverses approches plusieurs nouveaux Flexiviridae ont été partiellement caractérisés au cours de ces dernières années. En revanche la position taxonomique précise de certains d’entre eux et leur contribution à des pathologies particulières restent encore incertaines du fait de difficultés inhérentes à l’étude de ces agents. Dans le présent travail, nous avons obtenu les séquences génomiques complètes pour quatre agents proches de l’Apricot latent virus. Ceci a permis de préciser l’organisation génomique de ces virus et d’en déterminer la position taxonomique. Cette étude a également permis de montrer que la partie C-terminale de la capside et la protéine TGBp1 sont soumises à une pression sélective particulièrement forte. Dans un second volet de ce travail, plusieurs approches permettant l’obtention simple et rapide d’ADNc infectieux, sous forme clonée ou non ont été développées. Travaillant sur plusieurs Flexiviridae, dont le virus des taches foliaires chlorotiques du pommier (Apple chlorotic leaf spot virus, ACLSV), nous avons mis au point l’amplification d’ADNc génomiques complets en une seule étape à partir d’extraits d’acides nucléiques totaux obtenus à partir de plantes infectées. Des amplifiats comportant l’ADNc viral sous le contrôle du promoteur 35S du CaMV ou du promoteur de la RNA polymérase du phage T7 ont été obtenus et utilisés pour infecter des plantes directement par biolistique (promoteur 35S) ou pour obtenir des ARN infectieux par transcription in vitro (promoteur T7). Ces données ont mis en évidence des différences importantes dans le comportement de deux hôtes de l’ACLSV, Chenopodium quinoa et Nicotiana occidentalis 37B. Nous avons également utilisé le système de recombinaison homologue de la levure Saccharomyces cerevisiae simplifier le clonage d’ADNc complets amplifiés par PCR ou pour réaliser en une seule étape la construction d’un vecteur navette ternaire levure-E. coli-A. tumefaciens et l’obtention d’un clone ADNc de l’ACLSV inoculable par agroinfiltration. Ces différentes stratégies devraient trouver une large application, en particulier pour tester plus rapidement des hypothèses d’étiologie pour les virus de plantes réputés "difficiles", tels que ceux infectant des hôtes ligneux. / The Flexiviridae family was created in 2004 and contains several viral genera affecting in particular woody hosts, including fruit trees. Using various strategies several new Flexiviridae have been partially characterized in the past few years. However, due to difficulties inherent in studying these agents, the precise taxonomic position of some of them and their contribution to particular diseases are still uncertain. In the present work, the complete genomic sequences of four Prunus-infecting Apricot latent virus (ApLV) like isolates have been determined. This has allowed to determine the genomic organization and the taxonomic position of these viruses. The results obtained also indicate that the C-terminal half of the coat protein and the TGBp1 are the genomic regions under the strongest purifying selection pressure. In the second part of this work, a set of approaches to simplify and streamline the construction of cloned or uncloned infectious full-length viral cDNAs were developed. working with several Flexiviridae and, in particular, with the Apple chlorotic leaf spot virus (ACLSV), we have developed protocols allowing the one-step amplification from total nucleic acids extracts of full-length cDNAs. under the control of the CaMV 35S or phage T7 RNA polymerase promoters. Successful inoculation of plants with these uncloned amplification products was obtained by biolistic bombardment (35S promoter) or using in vitro synthesized RNA transcripts (T7 promoter). Results obtained showed significant differences in the behavior of the two ACLSV hosts, Chenopodium quinoa and Nicotiana occidentalis 37B. We also used the yeast homologous recombination system for the efficient cloning of full-length cDNAs and for the simultaneous one-step construction of a ternary yeast-E. coli-Agrobacterium tumefaciens shuttle vector and generation of an agroinfiltrable infectious ACLSV construct. These various strategies should find broad applications, in particular for the validation of etiological hypotheses in the case of “difficult” plant viruses, such as those infecting woody hosts.

Thesis (MSc (Genetics))--University of Stellenbosch, 2010. / Includes bibliography. / ENGLISH ABSTRACT: The first aim of this study was to reliably and rapidly detect Grapevine rupestris stem pittingassociated virus (GRSPaV) in grapevine. This was achieved by screening 94 grapevines using crude plant extracts in both quantitative and conventional reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). The second aim was to establish a technique capable of differentiating GRSPaV sequence variants. The application of this technique is for the largescale screening of diseased vines to associate sequence variants of GRSPaV with disease symptoms. Nested quantitative polymerase chain reaction and high resolution melting assays (qPCR-HRM) were developed for three regions of the GRSPaV genome (coat protein, RNAdependant RNA-polymerase and triple gene block movement protein). The qPCR-HRM technique using the high saturation dye, EvaGreen™, and the Rotor-Gene™ 6000 analyzer was validated with a panel of sixteen sequence-characterized viral isolates. Diluted RT-PCR products and cloned cDNA gave the most consistent amplification plots and dissociation profiles. RT-PCR products generated from total RNA extracts were used as template for qPCR-HRM assays and for direct sequencing of sixteen samples in the three aforementioned regions. The average amplification efficiency for qPCR was 1.52±0.04. Auto-calling of userdefine genotypes was performed at a confidence interval of 70%. Phylogenetic analysis of the three regions of the GRSPaV genome was performed with published GenBank sequences to confirm the HRM data. The dominant sequence variants found in the South African sample set radiated with Group II, reference full-length variant GRSPaV-SG1. GRSPaV-infected samples can in future be subjected to qPCR-HRM assays developed during this study. This can be performed to establish similarity to known genotypes and therefore phylogenetic groups. Mixed infection of sequence variants and quasi-species were a common occurrence. The assay will be useful in establishing correlation of specific genotypes to different phenotypical expression of viral disease. This could provide insight into the etiology of diseases associated with GRSPaV. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die eerste doel van hierdie studie was om die virus wat met Rupestris-stamverpitting (Grapevine rupestris stem pitting-associated virus of “GRSPaV”) in wingerd verbind is, vinnig en betroubaar op te spoor. Dit is bereik deur 94 wingerdstokke vir die teenwoordigheid van die virus te toets met beide kwantitatiewe en konvensionele trutranskripsie polimerase kettingreaksies (RT - PCR) vanaf ongesuiwerde plant-ekstraksies. Die tweede doel was die daarstelling van ’n tegniek om onderskeid te tref tussen variante van GRSPaV met verskillende nukleotiedvolgordes. Hierdie tegniek kan op groot skaal gebruik word om ge-affekteerde wingerdstokke te toets om sodoende siektesimptome met spesifieke variante van GRSPaV te verbind. Ge-neste kwantitatiewe polimerase-kettingreaksies (qPCR) en hoë-resolusie smelt-analises (HRM) is ontwikkel vir drie streke van die GRSPaV-genoom (mantelproteïen, RNS-afhanklike RNS-polimerase en trippelgeenblok bewegingsproteïen). Die tegniek van qPCR-HRM met die hoë-versadingingskleurstof EvaGreen™ en die Rotor- Gene™ 6000 ontleder se geldigheid is bevestig deur vergelyking met ’n paneel van sestien virus-isolate waarvan die volgorde reeds bepaal is. Verdunde RT-PCR-produkte en gekloneerde DNS het die mees konsekwente amplifikasie-uitstipping en dissosiasieprofiele opgelewer. RT-PCR-produkte wat vanuit totale RNS-ekstrakte verkry is, is as templaat vir qPCR-HRM-analises gebruik. Dieselfde produkte is ook gebruik, om die volgorde van sestien monsters in drie streke direk te bepaal. Die gemiddelde amplifikasiedoeltreffendheid van die qPCR was 1.52±0.04. Gebruiker-gedefinieerde genotipes is deur middel van outooproeping teen ’n vertroue-interval van 70% uitgevoer. Filogenetiese analises vir drie streke van die GRSPaV-genoom is uitgevoer met gepubliseerde GenBank-volgordes om die HRMdata te bevestig. Die dominante volgorde-variante in die stel Suid-Afrikaanse monsters het ooreengestem met Groep II, vollengte-verwysingsvariant GRSPaV-SG1. Monsters wat met GRSPaV besmet is kan in die toekoms onderwerp word aan die qPCR-HRM-analises wat in hierdie studie ontwikkel is. Dit kan uitgevoer word om ooreenkomste met bekende genotipes te bepaal, en dus ook met filogenetiese groepe. Die besmetting van plante met meer as een volgorde-variant het algemeen voorgekom. Die kwasi-spesies populasie-struktuur van die virus het ook gedurig na vore gekom. Die toets sal nuttig wees in die bepaling van korrelasies tussen spesifieke genotipes en verskillende fenotipiese voorkomste van virussiektes. Dit kan insig verleen in die etiologie van siektes wat met GRSPaV verbind word.