Thèse co-dirigée par Jean-Christophe Simon et Julie Jaquiéry, UMR "Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes" (IGEPP)

Spécialité : Statistiques/Modélisation en écologie, géosciences, agronomie et alimentation

Résumé

La sélection naturelle peut favoriser l’émergence de cycles de vie complexes dans lesquels une espèce présente des stades morphologiques très distincts ou occupe des habitats fortement contrastés. Chez les pucerons, l’alternance d’hôtes (hétéroécie) constitue un exemple remarquable de cycle de vie complexe. Elle implique des migrations saisonnières obligatoires entre des plantes hôtes botaniquement distinctes, nécessitant la production d’une large gamme de morphes spécialisés. Bien que l’hétéroécie ne soit présente que chez environ 10 % des espèces, elle est observée dans toutes les familles de pucerons et est largement répandue sur le plan phylogénétique. Néanmoins, les bases génétiques et l’histoire évolutive de l’hétéroécie restent largement méconnues. Cette thèse vise à combler cette lacune en combinant des approches de génomique comparative et de transcriptomique chez les Aphidinae (la plus grande sous-famille de pucerons). Une analyse des génomes complets de 30 espèces a révélé des signatures générales de relaxation de la sélection chez les espèces non alternantes (monoéciques) par rapport aux espèces hétéroéciques, soutenant l’hypothèse selon laquelle la monoécie pourrait constituer un état dérivé résultant d’une transition vers un cycle de vie plus simple. Une approche de transcriptomique comparative menée sur dix espèces a en outre révélé des profils d’expression conservés lors de la migration vers l’hôte secondaire, impliquant des processus liés à la dispersion et à l’acclimatation à l’hôte. L’ensemble de ces travaux soutient l’hypothèse selon laquelle l’hétéroécie constitue l’état ancestral des Aphidinae, met en évidence des bases génétiques communes chez les espèces hétéroeciques et révèle des signatures générales de transitions évolutives vers la simplification. Une meilleure compréhension de l’évolution et de la génétique de l’alternance d’hôtes nécessite un cadre phylogénomique plus robuste pour les Aphidoidea ainsi qu’une caractérisation moléculaire plus fine des différentes étapes impliquées dans l’hétéroécie.

Mots clés : cycle de vie complexe; alternance d'hôtes; base génétique; transitions évolutives; changements de pression sélective; plasticité transcriptionnelle