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Papers by Anne Sicard

Research paper thumbnail of Progression of Xylella fastidiosa infection in grapevines under field conditions

Phytopathology®

The pathogen Xylella fastidiosa subspecies fastidiosa has circulated through California’s vineyar... more The pathogen Xylella fastidiosa subspecies fastidiosa has circulated through California’s vineyards since its introduction from Central America in the 1800s. This pathogen is responsible for a bacterial disease called Pierce’s disease of grapevine (PD). With no known cure, PD has had devastating effects on some vineyards. Important factors that impact disease severity and persistence include: the presence of insect vectors, grapevine cultivar, management, ecology, and winter temperatures. Removal of infected vines is critical for reducing pathogen spread, but relies on accurate and rapid pathogen detection. In this study, we foster a greater understanding of disease symptom emergence by way of a three-year field inoculation project in Napa Valley. Although PD emergence and symptom progression have been studied in greenhouse and experimental plots, there is a large knowledge gap in quantifying disease progression under commercial conditions. After inoculating 80 mature Vitis vinifera...

Research paper thumbnail of Demande d’avis relatif à la stratégie de lutte vis-à-vis de Xylella fastidiosa Phase 2

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 1, 2020

HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific re... more HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires Anses • rapport d'appui scientifique et technique Demande « n°2018-SA-0248 Lutte Xylella fastiosa PACA » page 3 / 35 avril 2020 Présentation des intervenants PRÉAMBULE : Les experts, membres de comités d'experts spécialisés, de groupes de travail ou désignés rapporteurs sont tous nommés à titre personnel, intuitu personae, et ne représentent pas leur organisme d'appartenance. GROUPE DE TRAVAIL Président M. Eric VERDIN-Ingénieur de recherche, INRAE Avignon, virologie et épidémiologie. Membres Mme Anne SICARD-Chercheur Post-doctoral, IRD Montpellier, bactériologie, virologie.

Research paper thumbnail of Exploiting a chitinase to suppress Xylella fastidiosa colonization of plants and insects

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2016

Research paper thumbnail of The lifestyle of a multipartite virus challenges major paradigms in Virology

Research paper thumbnail of The question of modularity in the genome of multipartite viruses

Research paper thumbnail of A pluricellular way of life for multipartite viruses

Research paper thumbnail of Multipartite viruses in plants and intercellular communication

Research paper thumbnail of Gene copy number variations during the life cycle of a multipartite virus

Research paper thumbnail of Variable gene copy number in a multipartite viral genome

Research paper thumbnail of Circulative non-propagative transmission in Nanoviruses: an oversimplified view?

Research paper thumbnail of Identifying Xylella fastidiosa host adaptation candidate genes: the case of X. fastidiosa subsp. pauca isolates and olive trees in Italy

The introduction of a Xylella fastidiosa (Xf) subsp. pauca strain in Italy has resulted in the fi... more The introduction of a Xylella fastidiosa (Xf) subsp. pauca strain in Italy has resulted in the first disease epidemic of this pathogen in Europe. We cultured the bacterium and performed whole-genome sequencing of over 70 Xf. subsp. pauca isolated from olive trees from 2013 to 2017 across affected areas in southern Italy. We identified several genes under positive selective pressure within the Italian population; these are genes that might be involved in the adaptation of X. fastidiosa to olive trees. Other aspects of epidemiological relevance, such as estimating the date of introduction of X. fastidiosa to Italy, are also being extracted from this dataset and will be presented.

Research paper thumbnail of The strange biology of multipartite viruses

Research paper thumbnail of Fonctionnement des populations de virus multipartites de plantes au cours des différentes étapes de leur cycle de vie

BGPI : équipe 2Les virus multipartites sont caractérisés par un génome divisé en au moins deux se... more BGPI : équipe 2Les virus multipartites sont caractérisés par un génome divisé en au moins deux segments, chacun étant encapsidé individuellement. Bien que ces virus représentent près de 30% des genres de virus de plantes connus, les coûts et avantages engendrés pas cette organisation génomique restent mal connus. Basée sur l’étude d’un Nanovirus, le Faba bean necrotic stunt virus (FBNSV), ma thèse vise à mieux comprendre les dynamiques des populations d’un virus multipartite au cours de l’infection de son hôte et de sa transmission par pucerons. Dans un premier temps, nous avons démontré que chacun des huit segments composant le génome du FBNSV s’accumulait de manière reproductible à une fréquence relative spécifique, certains segments représentant près de 30% de la population virale au sein de la fève et d’autres n’excédant pas 2%. En changeant de plante hôte, nous avons pu montrer que les fréquences relatives des différents segments étaient hôte-spécifiques. Nous avons par ailleur...

Research paper thumbnail of Fonctionnement des populations de virus multipartites de plantes au cours des différentes étapes de leur cycle de vie

BGPI : équipe 2Les virus multipartites sont caractérisés par un génome divisé en au moins deux se... more BGPI : équipe 2Les virus multipartites sont caractérisés par un génome divisé en au moins deux segments, chacun étant encapsidé individuellement. Bien que ces virus représentent près de 30% des genres de virus de plantes connus, les coûts et avantages engendrés pas cette organisation génomique restent mal connus. Basée sur l’étude d’un Nanovirus, le Faba bean necrotic stunt virus (FBNSV), ma thèse vise à mieux comprendre les dynamiques des populations d’un virus multipartite au cours de l’infection de son hôte et de sa transmission par pucerons. Dans un premier temps, nous avons démontré que chacun des huit segments composant le génome du FBNSV s’accumulait de manière reproductible à une fréquence relative spécifique, certains segments représentant près de 30% de la population virale au sein de la fève et d’autres n’excédant pas 2%. En changeant de plante hôte, nous avons pu montrer que les fréquences relatives des différents segments étaient hôte-spécifiques. Nous avons par ailleur...

Research paper thumbnail of Stratégie de lutte vis-à-vis de Xylella fastidiosa - Phase 2

Anses éditions, 2021

Avis de l'Anses Saisine n° « 2018-SA-0248 » page 2 / 8 décider d'arracher ou de maintenir certain... more Avis de l'Anses Saisine n° « 2018-SA-0248 » page 2 / 8 décider d'arracher ou de maintenir certaines espèces végétales ou certains individus qui présenteraient un intérêt patrimonial particulier. Il est demandé dans l'avenant à la phase 2 de la saisine de « construire un arbre de décision afin d'éclairer et d'apporter un appui technique et scientifique aux services de l'État qui mettent en oeuvre les mesures de gestion de foyer en France métropolitaine (y compris Corse). En particulier, il […] est demandé de lister les différents critères de risque à prendre en considération afin que les services de l'État puissent arbitrer du maintien ou non des végétaux spécifiés dans les zones infectées. Ces critères peuvent être d'ordre biologique, économique ou pédoclimatique. L'évaluation devra porter, par ordre de priorité, sur les espèces suivantes : olivier, agrumes du genre Citrus, laurier-rose, arbres fruitiers d'ornement du genre Prunus (amandier, cerisier), autres espèces spécifiées des sous-espèces multiplex et pauca » de X. fastidiosa. 2. ORGANISATION DE L'EXPERTISE L'expertise a été réalisée dans le respect de la norme NF X 50-110 « Qualité en expertise-Prescriptions générales de compétence pour une expertise (Mai 2003) ». L'expertise relève du domaine de compétences du comité d'experts spécialisé (CES) « risques biologiques pour la santé des végétaux ». L'Anses a confié l'expertise au groupe de travail « Xylella fastidiosa ». Les travaux ont été présentés au CES tant sur les aspects méthodologiques que scientifiques entre juin 2020 et novembre 2020. Ils ont été adoptés par le CES « risques biologiques pour la santé des végétaux » réuni le 17 novembre 2020. L'Anses analyse les liens d'intérêts déclarés par les experts avant leur nomination et tout au long des travaux, afin d'éviter les risques de conflits d'intérêts au regard des points traités dans le cadre de l'expertise. Les déclarations d'intérêts des experts sont publiées sur le site internet de l'Anses (www.anses.fr). Ce rapport renvoie au rapport de la phase 1 (Anses, 2020) de la saisine concernant les éléments généraux sur l'épidémiologie de Xylella fastidiosa, et les recommandations spécifiques aux oliviers des foyers d'Antibes et de Menton. Anses • Rapport d'expertise collective Saisine « n° 2018-0248 Lutte contre Xylella fastidiosa » Version finale page 3 / 44 Novembre 2020 Présentation des intervenants PRÉAMBULE : Les experts membres de comités d'experts spécialisés, de groupes de travail ou désignés rapporteurs sont tous nommés à titre personnel, intuitu personae, et ne représentent pas leur organisme d'appartenance. GROUPE DE TRAVAIL Président M. Eric VERDIN-Ingénieur de recherche, INRAE Avignon, virologie et épidémiologie. Membres Mme Anne SICARD-Chercheur post-doctoral, IRD Montpellier, bactériologie, virologie. M. Laurent GENTZBITTEL-Professeur, Université de Toulouse-INPT-ENSAT, génétique des plantes et phytopathologie. M. Bruno LEGENDRE-Chargé de projet scientifique et technique, Anses Laboratoire de la santé des végétaux, bactériologie. M. Frédéric SUFFERT-Ingénieur de recherche, INRAE Thiverval-Grignon, mycologie et épidémiologie M. Gaël THEBAUD-Chargé de recherche, INRAE Montpellier, épidémiologie et virologie ………………… COMITÉ D'EXPERTS SPECIALISÉ

Research paper thumbnail of Plant defense against a pathogen drives nonlinear transmission dynamics through both vector preference and acquisition

Research paper thumbnail of Pierce's disease vector transmission-preference experiment on PdR1 resistant grapevines

Host defense against vector-borne plant pathogens is a critical component of integrated disease m... more Host defense against vector-borne plant pathogens is a critical component of integrated disease management. However, theory predicts that traits that confer tolerance or partial resistance can, under certain ecological conditions, enhance the spread of pathogens and spillover to more susceptible populations or cultivars. A key component driving such epidemic risk appears to be variation in host selection behavior of vectors based on infection status of the host. While recent theory has further emphasized the importance of infection-induced host-selection behavior by insect vectors for plant disease epidemiology, experimental tests on the relationship between vector host-selection preference and transmission are lacking. We test how host plant defense—conferred by the PdR1 gene complex—mediates vector host-selection preference and transmission of the pathogenic bacterium Xylella fastidiosa among grapevine cultivars. We confirmed that PdR1 confers resistance against X. fastidiosa by r...

Research paper thumbnail of Vector transmission from DSF grapevines data set

Research paper thumbnail of Data from: Bayesian vector transmission model detects conflicting interactions from transgenic disease‐resistant grapevines

Effective management of vector-borne plant pathogens often relies on disease-resistant cultivars.... more Effective management of vector-borne plant pathogens often relies on disease-resistant cultivars. While heterogeneity in host resistance and in pathogen population density at the host population level play important and well-recognized roles in epidemiology, the effects of resistance traits on pathogen distribution at the individual host level, and the epidemiological consequences in turn, are poorly understood. Transgenic disease-resistant plants that produce bacterial Diffusible Signaling Factor (DSF) could provide resistance to the vector-borne bacterium Xylella fastidiosa by impeding plant colonization and reducing virulence. However, the effects of constitutive in planta production of DSF on insect vector transmission has remained unresolved. We investigated the transmission biology of X. fastidiosa in DSF and wild-type (WT) grapevines with the efficient vector Graphocephala atropunctata. We also developed a novel Bayesian hierarchical model to improve statistical inference on the multiple components of the vector transmission process. We found that insect vectors had a greater colonization efficiency on DSF plants—meaning they acquired a greater population size of X. fastidiosa—than on WT plants. However, DSF plants also maintained much lower X. fastidiosa populations. These apparently conflicting processes resulted in a lower but highly variable probability of transmission from DSF plants compared to WT plants. Our Bayesian model improved statistical inference compared to widely used frequentist statistics in part by estimating and correcting for imperfect detection of X. fastidiosa in plant and insect tissues. Overall, our results support current models on the roles that DSF plays in vector transmission of X. fastidiosa. In line with our hypothesis, DSF production reduced mean X. fastidiosa population density but increased heterogeneity within host plants. While DSF-producing plants could potentially improve disease management, our results suggest that they could, under some conditions, facilitate X. fastidiosa spread

Research paper thumbnail of Data from: Bayesian vector transmission model detects conflicting interactions from transgenic disease‐resistant grapevines

Effective management of vector-borne plant pathogens often relies on disease-resistant cultivars.... more Effective management of vector-borne plant pathogens often relies on disease-resistant cultivars. While heterogeneity in host resistance and in pathogen population density at the host population level play important and well-recognized roles in epidemiology, the effects of resistance traits on pathogen distribution at the individual host level, and the epidemiological consequences in turn, are poorly understood. Transgenic disease-resistant plants that produce bacterial Diffusible Signaling Factor (DSF) could provide resistance to the vector-borne bacterium Xylella fastidiosa by impeding plant colonization and reducing virulence. However, the effects of constitutive in planta production of DSF on insect vector transmission has remained unresolved. We investigated the transmission biology of X. fastidiosa in DSF and wild-type (WT) grapevines with the efficient vector Graphocephala atropunctata. We also developed a novel Bayesian hierarchical model to improve statistical inference on the multiple components of the vector transmission process. We found that insect vectors had a greater colonization efficiency on DSF plants—meaning they acquired a greater population size of X. fastidiosa—than on WT plants. However, DSF plants also maintained much lower X. fastidiosa populations. These apparently conflicting processes resulted in a lower but highly variable probability of transmission from DSF plants compared to WT plants. Our Bayesian model improved statistical inference compared to widely used frequentist statistics in part by estimating and correcting for imperfect detection of X. fastidiosa in plant and insect tissues. Overall, our results support current models on the roles that DSF plays in vector transmission of X. fastidiosa. In line with our hypothesis, DSF production reduced mean X. fastidiosa population density but increased heterogeneity within host plants. While DSF-producing plants could potentially improve disease management, our results suggest that they could, under some conditions, facilitate X. fastidiosa spread

Research paper thumbnail of Progression of Xylella fastidiosa infection in grapevines under field conditions

Phytopathology®

The pathogen Xylella fastidiosa subspecies fastidiosa has circulated through California’s vineyar... more The pathogen Xylella fastidiosa subspecies fastidiosa has circulated through California’s vineyards since its introduction from Central America in the 1800s. This pathogen is responsible for a bacterial disease called Pierce’s disease of grapevine (PD). With no known cure, PD has had devastating effects on some vineyards. Important factors that impact disease severity and persistence include: the presence of insect vectors, grapevine cultivar, management, ecology, and winter temperatures. Removal of infected vines is critical for reducing pathogen spread, but relies on accurate and rapid pathogen detection. In this study, we foster a greater understanding of disease symptom emergence by way of a three-year field inoculation project in Napa Valley. Although PD emergence and symptom progression have been studied in greenhouse and experimental plots, there is a large knowledge gap in quantifying disease progression under commercial conditions. After inoculating 80 mature Vitis vinifera...

Research paper thumbnail of Demande d’avis relatif à la stratégie de lutte vis-à-vis de Xylella fastidiosa Phase 2

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 1, 2020

HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific re... more HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires Anses • rapport d'appui scientifique et technique Demande « n°2018-SA-0248 Lutte Xylella fastiosa PACA » page 3 / 35 avril 2020 Présentation des intervenants PRÉAMBULE : Les experts, membres de comités d'experts spécialisés, de groupes de travail ou désignés rapporteurs sont tous nommés à titre personnel, intuitu personae, et ne représentent pas leur organisme d'appartenance. GROUPE DE TRAVAIL Président M. Eric VERDIN-Ingénieur de recherche, INRAE Avignon, virologie et épidémiologie. Membres Mme Anne SICARD-Chercheur Post-doctoral, IRD Montpellier, bactériologie, virologie.

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HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2016

Research paper thumbnail of The lifestyle of a multipartite virus challenges major paradigms in Virology

Research paper thumbnail of The question of modularity in the genome of multipartite viruses

Research paper thumbnail of A pluricellular way of life for multipartite viruses

Research paper thumbnail of Multipartite viruses in plants and intercellular communication

Research paper thumbnail of Gene copy number variations during the life cycle of a multipartite virus

Research paper thumbnail of Variable gene copy number in a multipartite viral genome

Research paper thumbnail of Circulative non-propagative transmission in Nanoviruses: an oversimplified view?

Research paper thumbnail of Identifying Xylella fastidiosa host adaptation candidate genes: the case of X. fastidiosa subsp. pauca isolates and olive trees in Italy

The introduction of a Xylella fastidiosa (Xf) subsp. pauca strain in Italy has resulted in the fi... more The introduction of a Xylella fastidiosa (Xf) subsp. pauca strain in Italy has resulted in the first disease epidemic of this pathogen in Europe. We cultured the bacterium and performed whole-genome sequencing of over 70 Xf. subsp. pauca isolated from olive trees from 2013 to 2017 across affected areas in southern Italy. We identified several genes under positive selective pressure within the Italian population; these are genes that might be involved in the adaptation of X. fastidiosa to olive trees. Other aspects of epidemiological relevance, such as estimating the date of introduction of X. fastidiosa to Italy, are also being extracted from this dataset and will be presented.

Research paper thumbnail of The strange biology of multipartite viruses

Research paper thumbnail of Fonctionnement des populations de virus multipartites de plantes au cours des différentes étapes de leur cycle de vie

BGPI : équipe 2Les virus multipartites sont caractérisés par un génome divisé en au moins deux se... more BGPI : équipe 2Les virus multipartites sont caractérisés par un génome divisé en au moins deux segments, chacun étant encapsidé individuellement. Bien que ces virus représentent près de 30% des genres de virus de plantes connus, les coûts et avantages engendrés pas cette organisation génomique restent mal connus. Basée sur l’étude d’un Nanovirus, le Faba bean necrotic stunt virus (FBNSV), ma thèse vise à mieux comprendre les dynamiques des populations d’un virus multipartite au cours de l’infection de son hôte et de sa transmission par pucerons. Dans un premier temps, nous avons démontré que chacun des huit segments composant le génome du FBNSV s’accumulait de manière reproductible à une fréquence relative spécifique, certains segments représentant près de 30% de la population virale au sein de la fève et d’autres n’excédant pas 2%. En changeant de plante hôte, nous avons pu montrer que les fréquences relatives des différents segments étaient hôte-spécifiques. Nous avons par ailleur...

Research paper thumbnail of Fonctionnement des populations de virus multipartites de plantes au cours des différentes étapes de leur cycle de vie

BGPI : équipe 2Les virus multipartites sont caractérisés par un génome divisé en au moins deux se... more BGPI : équipe 2Les virus multipartites sont caractérisés par un génome divisé en au moins deux segments, chacun étant encapsidé individuellement. Bien que ces virus représentent près de 30% des genres de virus de plantes connus, les coûts et avantages engendrés pas cette organisation génomique restent mal connus. Basée sur l’étude d’un Nanovirus, le Faba bean necrotic stunt virus (FBNSV), ma thèse vise à mieux comprendre les dynamiques des populations d’un virus multipartite au cours de l’infection de son hôte et de sa transmission par pucerons. Dans un premier temps, nous avons démontré que chacun des huit segments composant le génome du FBNSV s’accumulait de manière reproductible à une fréquence relative spécifique, certains segments représentant près de 30% de la population virale au sein de la fève et d’autres n’excédant pas 2%. En changeant de plante hôte, nous avons pu montrer que les fréquences relatives des différents segments étaient hôte-spécifiques. Nous avons par ailleur...

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Anses éditions, 2021

Avis de l'Anses Saisine n° « 2018-SA-0248 » page 2 / 8 décider d'arracher ou de maintenir certain... more Avis de l'Anses Saisine n° « 2018-SA-0248 » page 2 / 8 décider d'arracher ou de maintenir certaines espèces végétales ou certains individus qui présenteraient un intérêt patrimonial particulier. Il est demandé dans l'avenant à la phase 2 de la saisine de « construire un arbre de décision afin d'éclairer et d'apporter un appui technique et scientifique aux services de l'État qui mettent en oeuvre les mesures de gestion de foyer en France métropolitaine (y compris Corse). En particulier, il […] est demandé de lister les différents critères de risque à prendre en considération afin que les services de l'État puissent arbitrer du maintien ou non des végétaux spécifiés dans les zones infectées. Ces critères peuvent être d'ordre biologique, économique ou pédoclimatique. L'évaluation devra porter, par ordre de priorité, sur les espèces suivantes : olivier, agrumes du genre Citrus, laurier-rose, arbres fruitiers d'ornement du genre Prunus (amandier, cerisier), autres espèces spécifiées des sous-espèces multiplex et pauca » de X. fastidiosa. 2. ORGANISATION DE L'EXPERTISE L'expertise a été réalisée dans le respect de la norme NF X 50-110 « Qualité en expertise-Prescriptions générales de compétence pour une expertise (Mai 2003) ». L'expertise relève du domaine de compétences du comité d'experts spécialisé (CES) « risques biologiques pour la santé des végétaux ». L'Anses a confié l'expertise au groupe de travail « Xylella fastidiosa ». Les travaux ont été présentés au CES tant sur les aspects méthodologiques que scientifiques entre juin 2020 et novembre 2020. Ils ont été adoptés par le CES « risques biologiques pour la santé des végétaux » réuni le 17 novembre 2020. L'Anses analyse les liens d'intérêts déclarés par les experts avant leur nomination et tout au long des travaux, afin d'éviter les risques de conflits d'intérêts au regard des points traités dans le cadre de l'expertise. Les déclarations d'intérêts des experts sont publiées sur le site internet de l'Anses (www.anses.fr). Ce rapport renvoie au rapport de la phase 1 (Anses, 2020) de la saisine concernant les éléments généraux sur l'épidémiologie de Xylella fastidiosa, et les recommandations spécifiques aux oliviers des foyers d'Antibes et de Menton. Anses • Rapport d'expertise collective Saisine « n° 2018-0248 Lutte contre Xylella fastidiosa » Version finale page 3 / 44 Novembre 2020 Présentation des intervenants PRÉAMBULE : Les experts membres de comités d'experts spécialisés, de groupes de travail ou désignés rapporteurs sont tous nommés à titre personnel, intuitu personae, et ne représentent pas leur organisme d'appartenance. GROUPE DE TRAVAIL Président M. Eric VERDIN-Ingénieur de recherche, INRAE Avignon, virologie et épidémiologie. Membres Mme Anne SICARD-Chercheur post-doctoral, IRD Montpellier, bactériologie, virologie. M. Laurent GENTZBITTEL-Professeur, Université de Toulouse-INPT-ENSAT, génétique des plantes et phytopathologie. M. Bruno LEGENDRE-Chargé de projet scientifique et technique, Anses Laboratoire de la santé des végétaux, bactériologie. M. Frédéric SUFFERT-Ingénieur de recherche, INRAE Thiverval-Grignon, mycologie et épidémiologie M. Gaël THEBAUD-Chargé de recherche, INRAE Montpellier, épidémiologie et virologie ………………… COMITÉ D'EXPERTS SPECIALISÉ

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Research paper thumbnail of Pierce's disease vector transmission-preference experiment on PdR1 resistant grapevines

Host defense against vector-borne plant pathogens is a critical component of integrated disease m... more Host defense against vector-borne plant pathogens is a critical component of integrated disease management. However, theory predicts that traits that confer tolerance or partial resistance can, under certain ecological conditions, enhance the spread of pathogens and spillover to more susceptible populations or cultivars. A key component driving such epidemic risk appears to be variation in host selection behavior of vectors based on infection status of the host. While recent theory has further emphasized the importance of infection-induced host-selection behavior by insect vectors for plant disease epidemiology, experimental tests on the relationship between vector host-selection preference and transmission are lacking. We test how host plant defense—conferred by the PdR1 gene complex—mediates vector host-selection preference and transmission of the pathogenic bacterium Xylella fastidiosa among grapevine cultivars. We confirmed that PdR1 confers resistance against X. fastidiosa by r...

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Effective management of vector-borne plant pathogens often relies on disease-resistant cultivars.... more Effective management of vector-borne plant pathogens often relies on disease-resistant cultivars. While heterogeneity in host resistance and in pathogen population density at the host population level play important and well-recognized roles in epidemiology, the effects of resistance traits on pathogen distribution at the individual host level, and the epidemiological consequences in turn, are poorly understood. Transgenic disease-resistant plants that produce bacterial Diffusible Signaling Factor (DSF) could provide resistance to the vector-borne bacterium Xylella fastidiosa by impeding plant colonization and reducing virulence. However, the effects of constitutive in planta production of DSF on insect vector transmission has remained unresolved. We investigated the transmission biology of X. fastidiosa in DSF and wild-type (WT) grapevines with the efficient vector Graphocephala atropunctata. We also developed a novel Bayesian hierarchical model to improve statistical inference on the multiple components of the vector transmission process. We found that insect vectors had a greater colonization efficiency on DSF plants—meaning they acquired a greater population size of X. fastidiosa—than on WT plants. However, DSF plants also maintained much lower X. fastidiosa populations. These apparently conflicting processes resulted in a lower but highly variable probability of transmission from DSF plants compared to WT plants. Our Bayesian model improved statistical inference compared to widely used frequentist statistics in part by estimating and correcting for imperfect detection of X. fastidiosa in plant and insect tissues. Overall, our results support current models on the roles that DSF plays in vector transmission of X. fastidiosa. In line with our hypothesis, DSF production reduced mean X. fastidiosa population density but increased heterogeneity within host plants. While DSF-producing plants could potentially improve disease management, our results suggest that they could, under some conditions, facilitate X. fastidiosa spread

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Effective management of vector-borne plant pathogens often relies on disease-resistant cultivars.... more Effective management of vector-borne plant pathogens often relies on disease-resistant cultivars. While heterogeneity in host resistance and in pathogen population density at the host population level play important and well-recognized roles in epidemiology, the effects of resistance traits on pathogen distribution at the individual host level, and the epidemiological consequences in turn, are poorly understood. Transgenic disease-resistant plants that produce bacterial Diffusible Signaling Factor (DSF) could provide resistance to the vector-borne bacterium Xylella fastidiosa by impeding plant colonization and reducing virulence. However, the effects of constitutive in planta production of DSF on insect vector transmission has remained unresolved. We investigated the transmission biology of X. fastidiosa in DSF and wild-type (WT) grapevines with the efficient vector Graphocephala atropunctata. We also developed a novel Bayesian hierarchical model to improve statistical inference on the multiple components of the vector transmission process. We found that insect vectors had a greater colonization efficiency on DSF plants—meaning they acquired a greater population size of X. fastidiosa—than on WT plants. However, DSF plants also maintained much lower X. fastidiosa populations. These apparently conflicting processes resulted in a lower but highly variable probability of transmission from DSF plants compared to WT plants. Our Bayesian model improved statistical inference compared to widely used frequentist statistics in part by estimating and correcting for imperfect detection of X. fastidiosa in plant and insect tissues. Overall, our results support current models on the roles that DSF plays in vector transmission of X. fastidiosa. In line with our hypothesis, DSF production reduced mean X. fastidiosa population density but increased heterogeneity within host plants. While DSF-producing plants could potentially improve disease management, our results suggest that they could, under some conditions, facilitate X. fastidiosa spread