| Un tango à trois : combiner l’écologie nutritionnelle et chimique à la génétique quantitative pour élucider les déterminants de la sélection de la plante hôte chez un insecte phytophage (It takes three to tango: combining nutritional and chemical ecology with quantitative genetics to unravel determinants of host plant selection in a phytophagous insect) Bellec, Laura - (2023-06-09) / Universite de Rennes - Un tango à trois : combiner l’écologie nutritionnelle et chimique à la génétique quantitative pour élucider les déterminants de la sélection de la plante hôte chez un insecte phytophage
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Cortesero, Anne Marie ; Hervé , Maxime Discipline : Écologie, évolution Laboratoire : Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes Ecole Doctorale : EGAAL Classification : Sciences de la vie, biologie, biochimie Mots-clés : Sélection de la plante hôte, Ecologie nutritionnelle, Ecologie chimique, Génétique quantitative, Brassicogethes aeneus, Brassica napus
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Résumé : La sélection de la plante hôte pour l'alimentation dépend de la stratégie nutritionnelle de l'insecte. Identifier les facteurs qui déterminent ces stratégies est une question fondamentale pour comprendre les interactions plantes-insectes, mais est aussi d'un intérêt pour la recherche appliquée visant à améliorer la résistance des cultures. Nous avons combiné des approches de l'écologie nutritionnelle et chimique et de la génétique quantitative pour élucider les déterminants de la stratégie nutritionnelle du méligèthe, un ravageur majeur du colza. Nos résultats suggèrent que, bien que les méligèthes soient généralistes, ils semblent s’être spécialisés sur le contenu en macronutriments et métabolites des fleurs ouvertes du colza, leur principale ressource. Dans ce contexte, nous avons cherché à comprendre les bases du rejet connu de la moutarde blanche par le méligèthe, qui pourraient avoir des applications agronomiques prometteuses pour protéger les cultures de colza. Nous avons montré que le contenu en macronutriments du pollen n'explique pas ce rejet, contrairement aux métabolites du périanthe des boutons floraux. Nous avons identifié les premiers déterminants génétiques de la résistance de la moutarde blanche, avec l'identification de trois QTL de résistance. Le pyramidage de multiples gènes souhaitables et de traits de résistance chimiques, tel qu'il peut être envisagé à partir de ce travail, offre des perspectives prometteuses pour les programmes de sélection visant à introduire des résistances durables de la moutarde blanche dans les cultivars de colza. Dans l'ensemble, ce travail met en évidence la nécessité d'intégrer des approches provenant de différents domaines de recherche afin d'élucider les pressions de sélection qui influencent le choix de la ressource par les insectes. Comme nous l'avons démontré ici, cette intégration est d’intérêt à la fois pour une meilleure compréhension des processus de sélection des plantes-hôtes et pour le développement de programmes durables de protection des cultures. Abstract : Host plant selection for feeding depends on the nutritional strategy of the insect. Deciphering the factors that drive insect nutritional strategies is a key fundamental question to understand plant-insect interactions, but it is also of great interest for applied research aiming to improve crop resistance. We combined approaches from nutritional and chemical ecology and quantitative genetics to decipher the determinants of the nutritional strategy of the pollen beetle, a major pest of oilseed rape. Our results suggest that although pollen beetles are generalist feeders, they have specialized on the macronutrient and metabolite content of open flowers of oilseed rape, their main food source. In this context, we sought to understand the bases of the already-known rejection of the white mustard by the pollen beetle, which could have promising agronomic applications to protect oilseed rape crops. We found that the macronutrient content of the pollen does not explain this rejection contrary to flower-bud perianth metabolites. We deciphered the first genetic determinants of the resistance of the white mustard, with the identification of three resistance QTLs. The pyramiding of multiple desirable genes and chemical resistance traits, as may be envisaged from this work, offers promising perspectives for breeding programs aiming to introduce durable resistances from the white mustard into oilseed rape cultivars. Overall, this work highlights the need to integrate approaches from different fields of research to unravel the selective pressures that drive insect foraging decisions. As demonstrated here, this integration is powerful both for a better understanding of host-plant selection processes, and for the development of durable crop protection programs. | |||