Epigénétique, Holocentrisme et Adaptation de l'insecte (EHA)

M. Fraysinnet / Simon et al., 2015 / INRAE

Notre projet de recherche

L'originalité des génomes des lépidoptères est la dispersion du centromère le long des bras chromosomiques (chromosomes holocentriques) au lieu d'être localisé à un endroit (monocentriques), ce qui soulève plusieurs questions en termes de biologie du génome.

Notre équipe s'intéresse à trois thèmes principaux liés à la biologie du génome : l'expression et la régulation du génome, la stabilité et l'évolution du génome, l'organisation fonctionnelle du génome que nous étudions en relation avec un trait phénotypique complexe - adaptation à la plante-hôte - chez les principaux insectes ravageurs des cultures appartenant à l'ordre des Lépidoptères, relevant des préoccupations de l'INRAE.

Notre principal insecte modèle, le papillon Spodoptera frugiperda, ou « légionnaire d'automne (FAW) » est un ravageur des cultures. Il existe sous deux variants, l'un trouvé sur le maïs (souche C), l'autre trouvé sur le riz ou l'herbe de pâturage (souche R). Les deux variants coexistent dans les mêmes zones géographiques, initialement l'Amérique, et sont morphologiquement indiscernables mais possibles à identifier génétiquement.

Depuis 2016, il est devenu invasif en Afrique, en Inde, en Chine, en Australie et menace les agricultures européennes. Nous l'avons considéré comme un bon modèle pour étudier l'adaptation à la plante-hôte et le processus de spéciation - possiblement sympatrique dans ce cas, en présence de flux de gènes.

Nos objectifs en 2015-2020 ont été de caractériser les différences phénotypiques liées à l'adaptation et à la spéciation entre les deux variants et de les lier aux différences moléculaires par comparaison – transcriptomique, épigénétique, génomique et génomique des populations

Nos objectifs pour les cinq prochaines années 2021-2025 sont l'étude de :

• Expression du génome holocentrique au cours de la plasticité phénotypique et de l'adaptation (N. Nègre)
• Adaptation à la plante, processus de spéciation et d'invasion, dans le genre Spodoptera (K. Nam)
• Les conséquences de la structure holocentrique sur l'expression et l'évolution du génome (E. d'Alençon)

Projets coordonnés par les membres de l'équipe

• Projet Genoscope 2011-2017 Consortium WGS FAW-IPC PI 2011-2013, P. Fournier, PI 2014-2017, E. d'Alençon
• ANR ADA-SPODO 2013-2017 PI, E. d'Alençon
• Projet IUF 2013-2018 PI, N. Nègre
• Projet INRAE SPE ADAPTIVESV 2017-2019 PI, K. Nam
• Agropolis Projet Fondation ADAPTIVSPODO 2018-2019 PI, K. Nam
• Projet INRAE SPE HOLOCENTRISM 2018-2021 PI, E. d'Alençon
• Projet INRAE SPE SPODORICE 2020-2022 PI, N. Nègre
• Projet INRAE SPE NEWHOSTS 2021-2022 PI, K. Nam
• Projet ANR-DFG ORIGINS 2021-2025 PI, E. d'Alençon

Nos partenaires

• INRAE : CBGP (G. Kergoat, R. Streiff), iEES (E.Jacquin, C. Meslin), ISA (G. Legoff, F. Hilliou), URGI (H. Quesneville, J. Amselem)
• IRD IPME (P. Silvie) & DIADE (A. Champion)
• CIRAD AIDA (T. Brévault)
• Plateforme de Bioinformatique pour les Arthropodes des Agroécosystèmes, BIPAA, (F. Legeai, A. Bretaudeau, S. Robin)
• MPICE (S. Hanniger, D. Heckel)
• CAAS (Y. Xiao)
• CSIRO (W. Tay, T. Walsh)
• USDA (R. Meägher, R. Nagoshi)

Réseaux

• Le réseau ADALEP soutenu par le Département Santé des Plantes et Environnement de l’INRAE et coordonné par Emmanuelle D'Alençon, réunit 23 laboratoires français sur le thème de l’adaptation à l’environnement biotique chez les lépidoptères.
• GDR3E Epigénétique en Ecologie et Evolution. Nicolas Nègre est membre du comité scientifique.