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UMR DGIMI Diversité, génomes interactions microorganismes-insectes

Epigénétique, holocentrisme et adaptation de l'insecte (EHA)

Thème de recherche

Les lépidoptères comme les pucerons, les punaises, les nématodes et certaines plantes sauvages ont des chromosomes holocentriques. Ils diffèrent des chromosomes monocentriques par l’absence de la constriction majeure qui souligne habituellement le centromère dans les figures de division cellulaire. Leur centromère est dispersé et les fibres du fuseau mitotique s’attachent sur toute la longueur des chromosomes. La nature moléculaire de ces centromères est encore peu connue.

Coloration au DAPI de chromosomes  en métaphase d’œufs de S. frugiperda

Coloration au DAPI de chromosomes

en métaphase d’œufs de S. frugiperda

Le projet de l’équipe a pour but de décrire la structure holocentrique du génome des lépidoptères et d’étudier quelles sont les conséquences de la dispersion du centromère sur les propriétés évolutives du génome, sur son expression, sur sa stabilité structurale et ségrégationnelle.

En perturbant cette organisation, l’équipe pense développer des méthodes qui affecteraient le développement de ces insectes qui sont des ravageurs des cultures.

Bilan des recherches 2007-2010

  • Nous avons identifié et commencé à cartographier des marques épigénétiques souvent associées aux centromères monocentriques telles que les ARN non codants de type rasi « repeat associated small interfering RNA » et les modifications post-traductionnelles des histones de type eu- et hétéro-chromatiniennes dans 1% du génome disponible actuellement.
  • Nous avons commencé à caractériser des homologues de protéines centromériques afin d’identifier leur cible ADN.
  • A travers un programme de génomique comparative, nous avons pu montrer que le taux d’évolution des génomes de lépidoptères (3 espèces comparées) est supérieur à celui des génomes de Diptères du même âge évolutif.
Silk worms (B. mori), tomato moth (H. armigera) and Army worm (S. frugiperda)

Vers à soie (B. mori), noctuelle de la tomate (H. armigera) et légionnaire d’Automne (S. frugiperda)

Projet à court et moyen terme

Grâce à un financement du Génoscope et au soutien d’un Consortium International, nous allons disposer d’un premier assemblage de la séquence du génome entier de notre modèle lépidoptère « Spodoptera frugiperda ». En parallèle, la construction d’une première carte génétique est en cours à l’aide de marqueurs microsatellites (thèse en partenariat avec l’UMR CBPG, Baillarguet). Nous poursuivons l’analyse de l’organisation chromatinienne du génome au cours du développement de l’insecte et en fonction de son adaptation à l’environnement. Pour ce dernier point, le modèle S. frugiperda est intéressant car il existe deux variants d’espèces adaptés à deux plantes hôtes différentes. Mieux connaître le développement de cet insecte ravageur des cultures et sa régulation permettra de générer de nouveaux moyens de contrôle biologique de ces populations.

Contrats publics

Projets dont l’équipe est coordinatrice
  • ANR 2013-2016 ADA-SPODO (Emmanuelle. d’Alençon, INRA)
  • INRA SPE 2010-2012 Polymorphisme des variants d’hôte (Emmanuelle. d’Alençon, INRA).
  • Génoscope 2011 WGS Spodoptera frugiperda (Philippe Fournier, INRA)
  • ANR 2007-2011 Holocentrisme  (Philippe Fournier, INRA)
Projets dont l’équipe est partenaire
  • ANR 2013-2017 ADAPTOME (Coordinateur Réjane Streiff, INRA-CBGP)
  • ANR 2007-2011 GnpAnnot (Coordinateur Stéphanie Sidibe, CIRAD)
  • Génoscope 2007-2011 Synténie des Lépidoptères (Coordinateur René Feyereisen, INRA)
  • INRA SPE 2010-2010 Fonctions, origines et évolutions des x-tox (Jean-Michel Escoubas)

Réseaux

Le réseau ADALEP soutenu par le Département Santé des Plantes et Environnement de l’INRA et coordonné par Emmanuelle D'Alençon, réunit 23 laboratoires français sur le thème de l’adaptation à l’environnement biotique chez les lépidoptères.
 
 

Pour plus d'information, contacter Emmanuelle d'Alençon.