Mécanismes d'adaptation et de diversification chez un ravageur des cultures – Mecadapt

En utilisant de nouvelles méthodes en phylogénie et génétique des populations, des outils innovants d’analyse fonctionnelle et des ressources génomiques et biologiques uniques, nous chercherons à 1) reconstruire l’histoire évolutive des évènements de spécialisation à la plante 2) déterminer l’architecture génétique et génomique des traits sous-tendant l’adaptation trophique et 3) identifier les gènes et fonctions impliqués dans la spécialisation à la plante dans le complexe du puceron du pois. Ce projet s'appuie sur un consortium comprenant 3 partenaires français et 2 partenaires associés étrangers, qui apportent des compétences et des savoir-faire complémentaires et indispensables aux approches pluri-disciplinaires et au couplage de méthodes prévus dans le projet. Ce projet permettra de tester si des évènements indépendants d'adaptation trophique impliquent les mêmes régions génomiques et les mêmes types de gènes et si la divergence génétique s'accumule en des points particuliers du génome. Ce projet renseignera également sur les mécanismes permettant aux insectes de se spécialiser sur de nouveaux hôtes, ouvrant ainsi des perspectives de développement de stratégies durables de lutte contre les ravageurs des cultures basées sur une meilleure défense des plantes.

Nous avons produit un très bon assemblage (au niveau des chromosomes) du génome de référence du puceron du pois. Nous avons pu collecter des échantillons en Asie centrale, permettant de compléter la couverture géographique de cette espèce sur différentes plantes hôtes. Nous avons initié la caractérisation de la divergence génomique entre biotypes et détecté un évènement d’introgression. Nous avons enfin produit des lignées hybrides entre différents biotypes sur lesquelles repose la détection de QTLs de spécialisation.

Nous sommes actuellement en train de générer de nouvelles ressources génomiques (génomes de lignées du puceron du pois d'origine géographique variée et prélevées sur des plantes hôtes différentes) afin de reconstruire l'histoire démographique du complexe et de détecter des régions génomiques associées à la spécialisation alimentaire. Nous générons également des lignées hybrides et procèderont prochainement à leur phénotypage et leur génotypage afin de caractériser des QTLs de la spécialisation. Enfin nous mettons en place des outils fonctionnels qui nous permettront de caractériser par la suite des gènes candidats issus des approches de génomique des populations et de génétique d'association.

Simon (2019) Genomics of plant adaptation and diversification in the pea aphid. Workshop of the international network on plant-insect-microbe interactions, Rennes, France
Simon (2019) Mechanisms of host plant adaptation and diversification in the pea aphid complex. Invited seminar at Northwest A&F University, Yangling, China
Sugio (2019) Molecular interactions of pea and the pea aphid. Invited seminar at Northwest A&F University, Yangling, China

L’adaptation locale des organismes est un processus majeur de la diversification des espèces. Pour autant, les bases génétiques des traits adaptatifs et les mécanismes de différentiation génomique associée à la divergence adaptative sont très mal connus. Ce projet porte sur le complexe du puceron du pois, qui présente un continuum de différentiation remarquable, reliant des races d’hôtes partiellement isolées à des espèces cryptiques et résultant d'une radiation adaptative récente. En utilisant de nouvelles méthodes en phylogénie et génétique des populations, des outils innovants d’analyse fonctionnelle et des ressources génomiques et biologiques uniques, nous chercherons à 1) reconstruire l’histoire évolutive des évènements de spécialisation à la plante 2) déterminer l’architecture génétique et génomique des traits sous-tendant l’adaptation trophique et 3) identifier les gènes et fonctions impliqués dans la spécialisation à la plante dans le complexe du puceron du pois. Ce projet s'appuie sur un consortium comprenant 3 partenaires français et 2 partenaires associés étrangers, qui apportent des compétences et des savoir-faire complémentaires et indispensables aux approches pluri-disciplinaires et au couplage de méthodes prévus dans le projet. Ce projet permettra de tester si des évènements indépendants d'adaptation trophique impliquent les mêmes régions génomiques et les mêmes types de gènes et si la divergence génétique s'accumule en des points particuliers du génome. Ce projet renseignera également sur les mécanismes permettant aux insectes de se spécialiser sur de nouveaux hôtes, ouvrant ainsi des perspectives de développement de stratégies durables de lutte contre les ravageurs des cultures basées sur une meilleure défense des plantes.