Comment les insectes ravageurs (suceurs-piqueurs) se sont adaptés à la domestication des arbres fruitiers : vers une lutte biologique contre les pucerons chez les pommiers ?

Intitulé et acronyme du projet: Impact de la domestication sur l’adaptation d’insectes ravageurs suceurs‐piqueurs chez les arbres fruitiers : vers une lutte biologique contre les pucerons chez les pommiers ? PomPuceDom

Financé dans le cadre de l'Appel à projet Emergence 2016, le projet PomPuceDom s'est déroulé sur 2 ans (2017-2018).

Porteuse : Amandine CORNILLE (GQE-Le Moulon)

Partenaires

• Unités BASC : GQE-Le Moulon, ESE, EGCE
• Partenaires académiques hors BASC : CBGP, INRAE Rennes
• Partenaires non académiques : Fédération Régionale de Défense contre les Organismes Nuisibles Nord Pas-de-Calais (FREDON) et Groupe de recherche en agriculture biologique (GRAB)

Comment les insectes coévoluant, pour certains depuis des millions d’années avec leur hôte sauvage, se sont‐ils adaptés au nouvel environnement anthropisé associé à la domestication de leur hôte ? Cette question est au centre des thématiques de recherche actuelle en biologie évolutive pour comprendre les processus d’adaptation des populations dans un contexte de changement de pression de sélection récent. Beaucoup d’insectes ravageurs hébergent des communautés bactériennes endosymbiotiques qui peuvent jouer un rôle crucial dans la capacité de ces insectes à s’adapter à leur environnement, par exemple dans la résistance à des insecticides. Comment cette communauté de bactéries endosymbiotiques a-t-elle changé lors de la colonisation de la plante hôte domestiquée par leur insecte ravageur ? Cette question reste encore peu explorée, en particulier sur de larges échelles spatiales à travers la distribution géographique d’insectes ravageurs. (Photo: puceron cendré du pommier, Dysaphis plantaginea)

Le projet PomPuceDom visait à comprendre l'impact de l'anthropisation, plus particulièrement de la domestication, sur l'adaptation du puceron cendré à son hôte, le pommier cultivé. Une première étape cruciale à cette problématique consistait à : 1) retracer l’histoire évolutive du puceron cendré du pommier en Europe, en Amérique du Nord et en Afrique du Nord par des approches de génétique des populations, 2) tester si la colonisation du puceron cendré sur son hôte domestiqué, le pommier cultivé, a pu engendrer un changement de composition de la communauté bactérienne endosymbiotique associée au puceron cendré. 

Les bénéficiaires du projet comprennent les partenaires académiques, la communauté scientifique en biologie évolutive, et en particulier travaillant sur les processus rapides d’expansion démographique, et sur les pucerons, le grand public et les partenaires non académiques (FREDON, GRAB) travaillant sur le développement de méthodes de lutte raisonnée chez les pucerons. 

La compréhension des mécanismes de colonisation des insectes ravageurs face aux changements récents de l'anthropocène est un enjeu majeur pour le siècle à venir, qui a vu récemment l’émergence d’insectes ravageurs via l’intensification des échanges globaux et le changement climatique. A l’heure où l’utilisation de semences génétiquement modifiées résistantes aux ravageurs fait débat, ce projet s’inscrit dans une problématique centrale qui est d’améliorer et guider les pratiques et techniques de futurs programmes de lutte durable et raisonnée contre les ravageurs dans les agrosystèmes. (Photo: puceron cendré du pommier (Dysaphis plantaginea) sur un pommier cultivé, variété Jonagold © 2020, Amandine Cornille.)

Résultats

1. La colonisation du puceron cendré en Europe, Afrique du Nord et Amérique du Nord est récente, a impliqué des flux de gènes inter- et intra- populations et une perte de diversité génétique le long du gradient de colonisation. Cinq populations résultant de cette colonisation sont observées en Europe de l’Est, de l’Ouest, en Espagne, au Maroc et aux Etats-Unis (Vasquez et al. 2020, BioRxiv, soumis à PCI Evol. Biol.). 
2. La diversité des bactéries endosymbiotiques du puceron cendré du pommier est réduite à l’endosymbionte nutritionel Buchnera aphidicola, suggérant que les bactéries secondaires n’ont pas joué un rôle dans la colonisation du puceron cendré.

Ce projet a été un levier pour l’obtention du financement ATIP-Avenir mené par Amandine Cornille sur les bases génomiques de l’adaptation dans l’interaction puceron-pommier, qui a aussi permis à A. Cornille de créer son équipe, incluant un étudiant en thèse et un postdoctorant, ainsi que plusieurs étudiants en Licence et Master. Ce projet a aussi permis à A. Cornille d’être impliquée dans un projet européen Inter-région sur le développement de méthodes de luttes raisonnées contre le puceron cendré du pommier (PROVERBIO).

En termes de perspectives dans le cadre de l'université, un verger conservatoire et expérimental de pommiers sauvages est mis en place sur Paris Saclay pour comprendre la dynamique co-évolutive de l’interaction fruitier-ravageurs. (Photo: Pommiers sauvages (Malus sylvestris) en serre avant leur transfert à l'automne 2020)

==> La chercheuse vous explique le projet et ses RESULTATS en VIDEO

(Journées scientifiques du LabEx, janvier 2021)

Publication

> S.G. Olvera-Vazquez, C. Remoue, A. Venon, A. Rousselet, O. Grandcolas, et al.. Large-scale geographic survey provides insights into the colonization history of a major aphid pest on its cultivated apple host in Europe, North America and North Africa. 2020. hal-03098912