Adaptation de la pyrale du maïs à sa plante hôte : étude des mécanismes moléculaires du comportement de géotaxie

Adaptation of the European corn borer to its host plant: molecular mechanisms study of geotaxis behavior

• Auteur / Autrice : Doïna Casado
• Direction : Nuria Romero, Vincent Calcagno
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Interactions Moléculaires et Cellulaires
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Sophia Agrobiotech (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : ATIP Avenir - Developmental timing, Environment and Behaviors

Mots clés

Mots clés libres

Biologie du Développement

Neurobiologie

Comportement

Génétique

Lutte biologique

Developmental Biology

Neurobiology

Behavior

Genetics

Biological control

Résumé

Bien que de nombreuses espèces animales utilisent la gravité pour se repérer dans l'espace, définir leur équilibre postural ou se déplacer, la force gravitationnelle est loin d'être simple à percevoir. La perception de la gravité est extrapolée en intégrant des informations multisensorielles. En raison de cette nature intégrative, les bases moléculaires et neuronales de la perception de la gravité restent mal comprises. Aujourd'hui, la pertinence de l'étude de l'impact de la géotaxie (réponse comportementale à la gravité) sur la survie des ravageurs des cultures n'est plus à démontrer. Par exemple, la récolte du maïs impose une géotaxie positive à la pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis), les larves et les nymphes en diapause se retrouvant près du sol (contrairement à ce qui est observé dans la nature). Ce comportement adaptatif augmente la survie du ravageur, et donc ses dégâts sur la culture. Chez la drosophile, insecte connu comme modèle de recherche en génétique, la larve a une géotaxie positive dans les premiers stades, qui devient négative à la fin du stade prépupal. Cependant, la perception de la gravité chez la larve n'a jamais été confirmée ou étudiée. Il est intéressant de noter que la larve prépupale quitte la source de nourriture à la recherche d'un site de nymphose approprié, modifiant ainsi la position et l'orientation de son corps. Nous proposons donc d'exploiter le changement d'orientation de la larve pré-nymphe pour mettre en place un nouveau test de comportement géotaxique et découvrir les modalités sensorielles de la perception de la gravité chez la larve. Pour ce faire, nous allons (i) identifier les organes sensoriels impliqués dans la perception de la gravité, (ii) définir la base génétique de cette perception et (iii) révéler les réseaux neuronaux impliqués dans l'orientation de la nymphe. Cette exploration fournira une base solide pour l'étude de l'impact des forces gravitationnelles sur la physiologie animale.

Although many animal species use gravity to find their way in space, to define their postural balance or to move, the gravitational force is far from being simple to perceive. The perception of gravity is extrapolated by integrating multisensory information. Because of this integrative nature, the molecular and neural bases of gravity perception remain poorly understood. Today, the relevance of studying the impact of geotaxis (behavioral response to gravity) on the survival of crop pests is no longer in question. For example, corn harvesting imposes a positive geotaxis on the European corn borer (Ostrinia nubilalis), with diapausing larvae and pupae found near the ground (contrary to what is observed in nature). This adaptive behavior increases the survival of the pest, and thus its damage to the crop. In Drosophila, an insect known as a genetics research model, the larva has positive geotaxis in the early stages, which becomes negative in the late prepupal stage. However, gravity perception in the larva has never been confirmed or studied. Interestingly, the prepupal larva leaves the food source, in search of a suitable pupation site, thus changing its body position and orientation. We therefore propose to exploit the change in orientation of the prepupal larva to set up a new test of geotaxic behavior and discover the sensory modalities of gravity perception in the larva. To do so, we will (i) identify the sensory organs involved in gravity perception, (ii) define the genetic basis of this perception and (iii) reveal the neural networks involved in pupal orientation. This exploration would provide a solid foundation for studying the impact of gravitational forces on animal physiology.