Titre : | Interactions entre les lépidoptères mineurs de feuilles et leurs endosymbiontes : une approche macroévolutive |
Auteurs : | F. Gutzwiller, - Auteur ; INRA Centre d'Orléans, Unité de zoologie forestière, Orléans (FRA), - Auteur ; Institut de Recherche sur la Biologie de l'Insecte (Université François Rabelais, Tours), - Auteur ; Universite François Rabelais, Tours (FRA), - Auteur |
Type de document : | thèse/mémoire |
Année de publication : | 2011 |
Format : | 24 p. |
Note générale : | encadrants: Carlos Lopez-Vaamonde, David Giron, Wilfried Kaiser |
Langues: | = Français |
Mots-clés: | lepidoptera ; gracillariidae ; wolbachia ; phyllonorycter blancardella ; espece exotique invasive ; mineuse de la feuille ; bactérie symbiotique ; identification d'espèce ; extraction d'adn ; analyse phylogénétique ; code barre adn ; intéraction hôte symbiote ; île verte |
Résumé : |
Beaucoup dorganismes sont confrontés à un déséquilibre des ressources nutritives, ce ne permettent pas de couvrir les besoins énergétiques nécessaires à une fitness optimale. Parmi les réponses possibles à ce déséquilibre alimentaire, certains consommateurs primaires ont développé la capacité de manipuler les végétaux pour optimiser les apports énergétiques. Chez les lépidoptères mineurs de feuilles, par exemple, certaines espèces maintiennent la zone minée verte durant le jaunissement du reste de la feuille donnant ainsi naissance à un phénotype qualifié « dîle verte ». Chez Phyllonorycter blancardella, la bactérie Wolbachia semble jouer un rôle prépondérant dans linduction de ce phénomène. Ce stage consiste en létude de cette relation intime plante-insecte-endosymbionte, à un niveau macroévolutif. Les objectifs de ce stage sont : 1) de développer un protocole permettant de détecter Wolbachia à partir de quantités très faibles de tissus (larves de microlépidoptères); 2) de tester la validité du « DNA barcoding » comme outil pour identifier, au niveau de lespèce, différents stades de Gracillaridae et dévaluer létendue de lassociation Wolbachia/mineuses de feuilles/île verte, en investiguant la présence de Wolbachia et des îles vertes pour 162 microlépidoptères dont 142 Gracillaridae. LADN des 162 échantillons a été extrait, puis un gène mitochondriale (COI) et un gène nucléaire de linsecte (histone 3) ont été amplifiés puis séquençés et la présence de Wolbachia a été détectée par amplification du gène 16Sw et FbpA. La phylogénie des mineuses a été faite à partir des deux gènes de linsecte combinés par la méthode de maximum de vraisemblance. La distribution de Wolbachia et du phénotype « île verte » a pu être etudiée sur 134 individus et la corrélation entre les deux caractères a été réalisée sur 106 individus. La mise au point dune méthode dextraction dADN pour des individus larve et adulte ouvre de nouvelles perspectives en terme de screening intensif à lechelle intra et interspécifique. De plus, lefficacité de lutilisation du barcoding pour identifier les espèces de Gracillariidae a été confirmée. De la variabilité dans la distribution des caractères d « île verte » et de « Wolbachia » a pu être observé au niveau intra et interspécifique. La corrélation entre la présence dîles vertes et de Wolbachia a pu être validée. On peut donc envisager un rôle clé de la bactérie dans le phénotype « île verte » chez plusieurs espèces. Cependant, certains individus forment des îles vertes mais, daprès les tests fiables, ne sont pas infectés par Wolbachia suggérant que dautres mécanismes doivent être envisagés. Ce stage permet douvrir de nombreuses perspectives dans létude des mécanismes de manipulation de la plante hôte et de la relation symbiotique mineuse/Wolbachia qui y est associée.
Français Many organisms have to face unbalanced food source, in term of energy and relative quantity of nutrients, which can be deleterious for the organisms fitness. Among a wide range of existing strategies, some herbivores have developed the ability to manipulate plants in order to improve their nutritional value. In leaf-minning moths, for example, some species are able to keep the mined area green the plant withdraws nutrients (usually in the autumn), leading to a phenomenon called green island. In Phyllonorycter blancardella, the Wolbachia bacterial endosymbiont appears to play an important role in the formation of this phenotype. Here I use a molecular phylogenetic approach to study the macroevolutionary interactions between leaf-mining moths,their host plants (green islands) and their associated Wolbachia. The aims of this study are: 1) to optimize DNA extraction protocol that allows gene amplification for both insect and Wolbachia from small amounts of tissue (such as microlepidoptera larvae); 2) to test the validity of DNA barcoding as a valuable method to identify Gracillariidae species and 3) to evaluate how widespread the Wolbachia/leafminer/green island relation is by screening the presence of green islands and Wolbachia in 162 microlepidoptera including 142 leaf-mining Gracillariidae micromoth. DNA was extracted and one mitochondrial (CO1) and a nuclear gene fragments (histone 3) was amplified. Wolbachia infection was detected by the amplification of the 16Sw and FbpA genes. The phylogeny of leaf-mining moths was inferred from a concatenated matrix using the maximum likelyhood approach. The distribution of both Wolbachia and green islands based on 134 specimens was mapped on the leaf-mining moth phylogeny on which their evolutionary development was optimized, while the correlation between both characters was tested on 106 specimens. The elaboration of a DNA extraction protocol that allows the extraction of Wolbachia DNA from tiny amounts of tissue, such as early larval stages of Gracillariidae micromoths opens the possibility of screening many more species using larvae (without the need to rear the adult moths) and as is the case in the vast majority of Lepidoptera DNA barcoding was confirmed as a valuable identification method for Gracillariidae species, in particular allowing the unambiguous matching of larval stages. Intra and interspecific variability was observed for the distribution of both the green island phenotype and Wolbachia infection. Significant correlation was found between the evolution of both characters, so Wolbachia is likely to have played an important role in the evolution of green island phenotype, not only in P. blancardella but in leaf-mining moths in general and Gracillariidae micromoths in particular. However, according to the high reliability of our PCR assay, some individuals are able to make green islands without being infected by Wolbachia, which means that other mechanisms have to beconsidered. This study opens new perspectives for the understanding of the mechanisms underlying host plant manipulation byendophagous insects and the Wolbachia/leafminer interactions. Anglais |
Diplôme : | mémoire, (Master Biologie évolutive et intégrative, infectiologie), Sciences de l'insecte |
En ligne : | http://prodinra.inra.fr/?locale=fr#ConsultNotice:181796 |
Exemplaires (1)
Centre | Localisation | Section | Cote | Statut | Disponibilité | Département |
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Val de Loire | ERIST Orléans | Thèses/Mémoires | DOCOR -M GUT | Empruntable | Disponible pour le prêt |
Documents numériques (1)
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