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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Effets écologiques et physiologiques des endosymbiotes facultatifs dans la résistance aux guêpes parasitoïdes et l'immunité des pucerons

Mardi 3 décebre 14h00 - Sophia Antipolis - Inra PACA - Salle A010

Séminaire scientifique
Dans le cadre de l'animation scientifique, Luo Chen, équipe ESIM soutiendra sa thèse en salle A010

Abstract

Les symbioses sont omniprésentes dans la nature. Dans ces associations intimes et prolongées entre différents organismes, l’effet de l’expression des gènes d’un partenaire sur l’autre peut conduire à l’apparition de nouveaux phénotypes, un concept appelé "phénotype étendu". Ma thèse porte sur l'étude des interactions hôte-parasitoïde-symbiotes chez les pucerons, principalement le puceron du pois Acyrthosiphon pisum, devenu un modèle de par sa symbiose nutritionnelle obligatoire avec Buchnera aphidicola et facultative avec un ou plusieurs symbiotes, les plus courants étant Hamiltonella defensa (Hd), Regiella insecticola (Ri) et Serratia symbiotica (Ss). Le travail présenté aborde des aspects écologiques et physiologiques de la symbiose facultative chez les pucerons. Les pucerons sont des hôtes pour une communauté complexe de parasitoïdes qui s'inscrivent dans l'hypothèse Performance-Preference (PPH) selon laquelle les femelles vont préférentiellement pondre dans les hôtes qui maximisent la survie et les performances de leur progéniture. L’évaluation de la PPH permet de classer les parasitoïdes en termes de degré de spécialisation. J'ai participé à la détermination de la PPH de trois parasitoïdes (Aphelinus abdominalis, Aphidius ervi et Diaeretiella rapae) en utilisant 12 espèces de pucerons (6 Aphidini et 6 Macrosiphini) maintenus sur différentes plantes hôtes et dont le statut symbiotique était établi. A. abdominalis et D. rapae sont apparus comme des généralistes et A. ervi comme un spécialiste modéré. Toutes les espèces ont montré une faible sélectivité vis-à-vis de l’hôte quelle que soit la plante hôte ou le symbiote, mais le succès parasitaire était impacté par certains symbiotes. J'ai ensuite étudié l’effet du génotype de l'hôte, des génotypes (hôte x symbiote) sur la réussite des parasitoïdes sur des clones du puceron Sitobion avenae infectés artificiellement avec une souche protectrice de Ri. Les lignées infectées sont de meilleurs hôtes pour Aphelinus asychis mais pas Aphidius gifuensis, par rapport aux mêmes clones exempts d'infection. L’effet de Ri est donc dépendant de l'espèce parasitoïde, indiquant que le coût/bénéfice d'un symbiote dépend du contexte. Dans la seconde partie de thèse, je me suis concentré sur le système immunitaire de l’hôte en tant que facteur central dans l’établissement et l’évolution des interactions entre les organismes. L'annotation de différents génomes de pucerons montre une immunité réduite qui pourrait être due à leur adaptation à une vie symbiotique. Les hémocytes et l'activité phénoloxydase, deux composants immunitaires majeurs, ont été décrits chez le puceron. J'ai développé des outils moléculaires pour analyser l'expression de gènes codant pour les deux phénoloxidases (PO) d’A. pisum (PO2 et PO2-X1) et pour estimer leur quantité dans l'hémolymphe. J’ai utilisé des clones de différents fonds génétiques sans symbiote secondaire (LL01, YR2-Amp, T3-8V1-Amp) et les lignées naturelles ou artificielles YR2 ou T3-8V1 infectées par Hd, Ri ou Ss. J'ai démontré que : i) les deux gènes sont exprimés et que leurs produits sont présents sous une forme circulante dans l'hémolymphe, ii) l'expression des gènes, la quantité et l'activité de la PO sont fortement corrélées et dépendent du fond génétique de l'hôte et iii) ces trois marqueurs sont significativement diminués par la présence de Hd et de Ri. J’ai observé une corrélation entre l’impact des facteurs de stress sur les traits de vie du puceron et la présence de certains symbiotes (et donc la quantité de PO des pucerons), mais pas de corrélation avec la variation de PO après le stress. Ce travail montre donc une forte interaction entre la capacité immunitaire de l'hôte et le statut symbiotique du puceron, et il peut expliquer le succès ou l'échec de certains parasitoïdes qui ne sont pas hautement spécialisés pour l'hôte qu'ils attaquent.

Dirigée par :  Mme Marylène Poirié

Co-encadrée par :   Jean-Luc Gatti

Devant le jury, composé de :
Mme Calevro Federica, MC INRA-INSA Lyon
Mr Mitta Guillaume, Pr Université de Perpignan
Mme Dubuffet Aurore, MC Université Blaise Pascal
Mr Desneux Nicolas, DR INRA PACA-UCA