Adaptation à la plante hôte chez les pyrales des plutellidés – HOPPediMOTH

Bien que les insectes herbivores et leurs plantes hôtes dominent une grande partie de la biodiversité terrestre, les facteurs qui déterminent la spécificité des insectes herbivores à leur plantes hôtes et leur gamme d'hôtes sont encore mal compris. Les adaptations biochimiques des stades larvaires pour neutraliser les défenses chimiques des plantes hôtes sont cruciales pour la colonisation des plantes hôtes. La pyrale du chou, Plutella xylostella (Lepidoptera : Plutellidae), utilise une large gamme de plantes hôtes parmi les Brassicaceae et les familles proches, qui sont toutes défendues par le système très diversifié des glucosinolate-myrosinases. Nous avons déjà montré que la glucosinolate sulfatase (GSS) larvaire est essentielle chez cet insecte pour son adaptation à sa plante hôte. Nous avons également montré que les trois gènes GSS de P. xylostella codent pour des enzymes avec différents spectres de substrats et répondent différemment aux glucosinolates des plantes hôtes. Grâce aux connaissances détaillées sur la défense chimique des plantes à base de glucosinolates et à notre capacité à déterminer les propriétés fonctionnelles des gènes GSS et de leurs produits chez les insectes, l'interaction entre les Plutellidés et leurs plantes hôtes offre une occasion unique de comprendre les bases fonctionnelle, écologique et évolutive de l'adaptation des insectes à leurs plantes hôtes. Dans ce projet, nous étudierons la dynamique du changement de la fonction des GSS au cours de l'évolution en explorant les propriétés biochimiques des enzymes codées dans une large gamme de Plutellidés avec différents degrés de spécialisation à leurs plantes hôtes et leur défense chimique à base de glucosinolate. Nous prédisons que les espèces d'insectes ayant un spectre large et diversifié de plantes hôtes possèdent une activité GSS vers une large gamme de glucosinolates. En revanche, les espèces dont le spectre d'hôte est étroit (et en particulier les espèces monophages) devraient avoir une activité GSS avec un spectre de substrat étroit. En reconstruisant les gènes GSS ancestraux et en caractérisant les enzymes GSS existantes et ancestrales, nous déterminerons les changements qui ont eu lieu dans la fonction GSS et la direction des changements d'hôtes. Les résultats de ce projet permettront de mettre en lumière plusieurs questions existant de longue date sur l'interaction entre les plantes et les insectes herbivores : Pourquoi les insectes herbivores se nourrissent-ils de certaines espèces végétales et pas d'autres ? Pourquoi certains insectes ont-ils une large gamme d'hôtes alors que des espèces proches ont une gamme d'hôtes étroite ? Quels sont les facteurs qui déterminent la spécificité de la plante-hôte et la gamme de plantes-hôtes ?