Utilisation de la technique d’interférence ARN dirigée contre les acteurs du système cholinergique pour lutter contre les insectes ravageurs

Using the RNA interference technique targeting genes involved in the cholinergic system to control insect pests

• Auteur / Autrice : Sébastien Ligonnière
• Direction : Valérie Raymond-Delpech, Delphine Goven
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie, biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 19/12/2023
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal, Animal, Aliment, Mer, Environnement (Angers ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Signalisation Fonctionnelle des Canaux Ioniques et Récepteurs (2020-....) - Signalisation Fonctionnelle des Canaux Ioniques et Récepteurs / SIFCIR
• Jury : Président / Présidente : Emmanuelle Jacquin-Joly
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luc P. Belzunces, Matthieu Rousset
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Cédric Alaux, Federica Calevro

Mots clés

Mots clés contrôlés

Insectes nuisibles -- Lutte contre

ARN bicaténaire

Blattes

Lutte contre

Puceron du pois

Résistance aux insecticides

Système cholinergique

ARN interférence

Mots clés libres

Accommodation

Acyrthosiphon pisum

Periplaneta americana

RNA interference

Cholinergic system

Insecticide

Accommodation

Acyrthosiphon pisum

Periplaneta americana

Résumé

Aujourd’hui, l’augmentation des rendements agricoles pour répondre aux besoins alimentaires croissants se base encore sur l’utilisation de traitements insecticides pour protéger les cultures contre les insectes ravageurs. Cependant, l’utilisation non-raisonnée de ces insecticides a conduit à l’apparition d’effets néfastes sur des organismes non-cibles. De plus, l’augmentation du nombre d’insectes accommodés ou résistants aux insecticides a conduit à la diminution globale de leur efficacité. Ainsi, il est devenu indispensable de développer de nouvelles stratégies de lutte. Entre autres, l’interférence ARN (ARNi) apparait comme un nouvel outil prometteur pour contrôler spécifiquement les populations d’insectes ravageurs. En ce sens, l’objectif de ce travail est d’évaluer l’utilisation de l’ARNi dirigée contre les acteurs du système cholinergique pour lutter contre les insectes ravageurs. Dans ce travail, nous avons démontré que l’utilisation d’un ARN interférent qui cible la sous-unité nicotinique divergente Apisumβ2 du puceron Acyrthosiphon pisum, seul ou combiné à l’imidaclopride, permet de contrôler les populations de ce ravageur à différents stades de développement. De plus, des résultats préliminaires semblent indiquer que cibler l’acétylcholinestérase du puceron par l’ARNi pourrait également être une stratégie viable de lutte contre ce ravageur. Enfin, nous avons démontré que, chez la blatte Periplaneta americana accommodée à l’imidaclopride, l’utilisation d’un ARN interférent dirigé contre la sous-unité nicotinique Pameβ1 permet le retour à un phénotype sensible de ces insectes. Ainsi, ces travaux suggèrent que l’utilisation de l’ARNi dirigée contre les acteurs du système cholinergique pourrait être une stratégie importante de lutte contre les insectes ravageurs.

Increasing agricultural yields to meet growing food needs is still based on the use of insecticide treatments to protect crops against insect pests. However, the widespread use of insecticides has led to negative effects on non-target organisms. In addition, the increase of the number of accommodated or resistant insects to insecticides has led to an overall reduction in their effectiveness. Therefore, it has become essential to develop new insect pest control strategies. Among them, RNA interference (RNAi) is emerging as a powerful tool for specifically controlling insect pests. The aim of this work was to assess the use of RNAi that targets proteins involved in the cholinergic system to control insect crop pests. In this work, we demonstrated that the use of an interfering RNA targeting the divergent nicotinic acetylcholine receptor subunit Apisumβ2 of the aphid Acyrthosiphon pisum, alone or combined with imidacloprid, can control populations of this pest at different developmental stages. In addition, preliminary results suggest that targeting aphid acetylcholinesterase with RNAi could also be a viable strategy to control this pest. Finally, we have demonstrated, in the imidacloprid-accommodated cockroach Periplaneta americana, that the use of an interfering RNA targeting Pameβ1 subunit enabled the return of these insects to a sensitive phenotype. Altogether, these results suggest that the use of RNAi that targets the cholinergic system could be an important strategy to control insect pests.