Identification et caractérisation des facteurs de compatibilité et d'incompatibilité chez les plantes et chez les pucerons – P-Aphid

Les pucerons sont des ravageurs majeurs de nombreuses cultures et dont les populations sont principalement contrôlées par l'application de pesticides. Les pesticides ont un certain nombre d'effets indésirables pour l'environnement et la santé humaine, et les pucerons ont développé de nombreux mécanismes de résistance aux insecticides. Par conséquent, des méthodes alternatives à la lutte chimique sont nécessaires pour contrôler efficacement et durablement les pucerons. Dans ce contexte, l'utilisation de plantes résistantes est une stratégie pertinente mais qui nécessite de créer plus de connaissances sur les interactions plantes-pucerons. Ce projet s'appuie sur les connaissances acquises sur le système puceron du pois (Acyrthosiphon pisum)/légumineuses (Fabaceae) pour étudier les interactions plantes-pucerons au niveau moléculaire. Plus spécifiquement, nous examinerons les interactions entre les biotypes de A. pisum et les légumineuses pour identifier et caractériser les facteurs de compatibilité et incompatibilité chez les pucerons et les plantes, ainsi que les voies de signalisation des plantes impliquées dans les interactions. Les biotypes d' A. pisum sont des entités génétiques, spécialisées sur une voire quelques espèces de légumineuses et incapables de se nourrir correctement sur les autres légumineuses. Nous émettons l'hypothèse que les interactions plantes-pucerons sont analogues aux interactions plantes-pathogènes microbiens: les protéines salivaires des pucerons pourraient fonctionner comme des effecteurs avec des fonctions de virulence et d'avirulence, et leurs interactions avec certaines protéines végétales détermineraient le succès des pucerons. Nous émettons en outre l'hypothèse que les protéines salivaires des pucerons avec un profil d'expression ou une séquence d'acides aminés spécifiques au biotype pourraient être les effecteurs qui déterminent la compatibilité avec des plantes hôte spécifiques.
Sur la base des analyses de re-séquençage du génome et des analyses transcriptomiques, nous avons déjà identifié certains gènes de candidats effecteurs salivaires qui pourraient être impliqués dans l'adaptation des pucerons à leurs plantes hôtes spécifiques. Dans ce nouveau projet, nous proposons de caractériser ces gènes et d'identifier leurs cibles végétales en utilisant des interactions protéine-protéine. Pour identifier directement les facteurs végétaux impliqués dans les interactions pucerons, nous avons criblé 240 accessions re-séquencées du pois Pisum sativum vis-à-vis de lignées de A. pisum adaptées et non adaptées au pois et nous avons observé une gamme de résistance et de susceptibilité. Fort de ces données, nous aimerions maintenant mener une étude de génétique d'association (GWAS-Genome Wide Association Study) pour identifier les locus impliqués dans la résistance ou la sensibilité des plantes. Nous sélectionnerons également les accessions présentant des phénotypes extrêmes en termes de résistance/sensibilité sur lesquelles nous conduirons des analyses métabolomiques et transcriptomiques pour identifier les voies de signalisation impliquées dans les interactions avec les pucerons. En outre, nous criblerons les mutants de P. sativum par TILLING pour trouver les mutants des voies de résistance clés, des cibles effectrices et des gènes de résistance. Nous testerons leurs interactions avec les biotypes d'A. pisum et examinerons l'induction de gènes et l'accumulation de métabolites. À la fin du projet, nous produirons des données et du matériel utiles pour les recherches fondamentales et appliquées et créerons des connaissances et des outils qui bénéficieront à des programmes de sélection ou de création de plantes résistantes aux pucerons.