Etude du metabolisme azote d'Acyrthosiphon Pisum (Harris) (Homoptera : Aphididae), : intervention des bacteries symbiotiques

= Nitrogen metabolism in the pea aphid Acyrthosiphon pisum (Harris) (Homoptera : Aphididae), : influence of symbiotic bacteria

• Auteur / Autrice : Isabelle Liadouze
• Direction : Paul Nardon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LBA – Laboratoire de Biologie Appliquée (Lyon, Rhône ; 1985-1999)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récepteurs du glutamate

Acides aminés -- Métabolisme

Aphides

Résumé

Les pucerons sont des insectes hautement spécialisés se nourrissant de la sève des plantes dont la composition en acides aminés est très déséquilibrée. Pourtant sur ce. Milieu, le puceron croît et se reproduit rapidement. Cette réponse adaptative suppose que cet insecte présente un important métabolisme intermédiaire. Dans ce contexte, le pool d' acides aminés Libres du puceron du pois Acyrthosiphon pisum élevé sur plante hôte, Vicia faba, ou sur trois mil~eux artificiels de composition différente en acides aminés a été analysé. Quelle que soit la composition en acides aminés du milieu alimentaire (de composition équilibrée à très déséquilibrée), le pool d'acides aminés libres des pucerons. Présente un profil équilibré et remarquablement constant. Le rôle des symbiotes intracellulaires dans cette homéostasie a été étudié à l'aide de pucerons aposymbiotiques. Ces pucerons présentent une concentration totale en acides aminés libres plus importante que les pucerons témoins, et l'homéostasie du pool d'acides aminés libres n'est plus maintenue. Le métabolisme de seize acides aminés a été étudié chez A. Pisum sur deux de ces milieux, en utilisant des traceurs radioactifs (acides aminés marqués). La plupart des acides aminés présentent un important catabolisme mis en évidence par une forte production de 14C02. La synthèse de thréonine, d'isoleucine et de lysine, acides aminés essentiels, à partir des carbones d'acides aminés communs est montrée pour la première fois. Cette synthèse n'est observée que si les acides aminés sont préalablement convertis en glutamate et elle n'a lieu que chez les pucerons symbiotiques. Pour expliquer les interconversions entre acides aminés, un modèle de compartimentation avec intervention des symbiotes dans la synthèse des acides aminés essentiels est proposé. D'après nos résultats, le glutamate serait le seul acide aminé fourni par l'insecte à ses bactéries symbiotiques. Il servirait à la synthèse des acides aminés essentiels, ceux-ci seraient ensuite utilisés par le puceron.

Aphids are highly specialized insects that feed on the phloem-sap of plants, the amino acid composition of which is unbalanced. Nevertheless, on such a diet, aphids complete bath high development rates and fast reproduction. This adaptive response suppose that aphids display an important amino acid metabolism. In this context, free amino acid pool was analyzed in Acyrthosiphon pisum reared on Vicia faba and on three artificial diets with different amino acid profiles: the two first diets (name ''luzerne'' and ''fève diets) copying the unbalanced profiles of phloem saps of alfalfa and broad bean respectively, the last one, diet AP2, deriving from aphid carcass analysis. Whatever the food source was, the free amino acid pool of aphids displayed roughly similar patterns. The role played by the symbionts in this homeostasis was investigated with aposymbiotic aphids reared on the same diets. The treated aphids had significantly higher free amino acid content than control ones. In contrast to the symbiotic situation, the well balanced free amino acid pool were not maintained in aposymbiotic aphids. Then, the metabolism of sixteen amino acids was studied on diets AP2 and ''luzerne'' using metabolic radio-tracers in the pea aphid. The most amino acids were subject to substantial catabolism as measured by high 14C02 production. For the first time in an aphid, we directly demonstrated the synthesis of three essential amino-acids (threonine, isoleucine and lysine) from carbons of common amino acids. The synthesis of these three compounds was only observed from amino acids that were previously converted into glutamate. To explain the quantitative results of interconversion between amino acids, we propose a compartmentalization model with the intervention of bacterial endosymbiotes for the synthesis of essential amino-acids. According to our results, glutamate is the only amino acid provided by the insect to its symbiotic bacteria. It would be used for synthesis of the essential amino acids, they would then be used by the aphid.