Bases moléculaires du polyphenisme de reproduction chez le puceron du pois Acyrthosiphon pisum : analyse transcriptomique du photopériodisme

Diplôme : Dr. d'UniversitéLes pucerons sont d’importants ravageurs des cultures agronomiques qui se développent par parthénogénèse au printemps et en été. Ce mode de multiplication asexué explique leur importante dynamique démographique et les dégâts causés sur les cultures. Afin de survivre aux conditions environnementales délicates pendant la période hivernale, les pucerons produisent des individus sexués à la fin de l’été, lesquels vont s’accoupler pour produire un œuf résistant au froid. Ce polyphénisme de reproduction est principalement induit par la diminution de la photopériode à la fin de l’été. L’objectif de ce travail de thèse est donc de comprendre les bases génétiques et moléculaires de ce photopériodisme saisonnier chez les pucerons. Pour ce faire, l’approche transcriptomique a été choisie, avec mise au point et utilisation de la technique des puces à ADNc pour identifier des gènes puis des programmes génétiques régulés par la diminution de la photopériode. Différentes séries d’hybridations réalisées au moyen de 2 générations de lames de verres ont permis d’identifier des fonctions cellulaires impliquées dans la régulation du polyphénisme de reproduction. La détection d’une diminution de la photopériode pourrait ainsi impliquer les systèmes visuel et de photoréception. La modification de la structure de la cuticule induite par un changement de photopériode pourrait également constituer une voie de signalisation indiquant à l’insecte la diminution de la longueur du jour. Le système neuro-endocrine assurerait ensuite la transduction du signal photopériodique du cerveau jusqu’aux organes cibles, les ovarioles.Les résultats des analyses transcriptomiques ont également suggéré que les pucerons pourraient percevoir les modifications de la photopériode dès le stade embryonnaire, ce qui a été testé puis confirmé au moyen d’expérimentations biologiques spécifiques. Enfin, la réalisation d’analyses biologiques et transcriptomiques de la réponse du puceron à une diminution de la photopériode en conditions semi-naturelles a permis de confirmer l’implication des fonctions cellulaires détectées comme impliquées dans la régulation du polyphénisme de reproduction en conditions contrôlée