Bases génomiques et écologiques de l'adaptation à l'hôte chez les pucerons

par Sergio Olvera vazquez

Projet de thèse en Biologie

Sous la direction de Amandine Cornille.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème , en partenariat avec Génétique Quantitative et Évolution - Le Moulon (laboratoire) , DyGAP: Dynamique du Génome et Adaptation des Plantes cultivées (equipe de recherche) et de Faculté des sciences d'Orsay (référent) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    Comprendre les mécanismes permettant aux populations de s'adapter à leur environnement est un enjeu majeur de recherche en écologie. La coévolution hôte-pathogène est largement considérée comme un facteur d'adaptation des populations et a donc été un modèle d'étude pour comprendre les processus évolutifs impliqués dans l'adaptation locale. Cependant, à ce jour, les régions génomiques impliquées dans l'adaptation locale sous-jacente aux interactions hôte-parasite sont encore peu connues. De même, la contribution relative des interactions entre les espèces (facteur biotique) et des facteurs abiotiques dans l'adaptation n'est toujours pas claire. Aborder ces problèmes est plus qu'un simple exercice académique. La compréhension des processus d'adaptation locale dans les interactions hôte-parasite peut aider à résoudre des problèmes urgents, tels que la façon dont les changements environnementaux modifient l'émergence de pathogènes conduisant à des extinctions hôtes, comment promouvoir la durabilité des agroécosystèmes face aux maladies émergentes des cultures, ou à l'orientation de politiques de santé publique dans un contexte où de plus en plus de pathogènes et leurs vecteurs émergent et étendent leurs distributions géographiques. Ce projet de thèse a pour but de mieux comprendre les bases génomiques de l'adaptation locale dans la coévolution hôte-parasite dans un contexte de changement environnemental récent, la domestication. Le candidat utilisera comme modèles d'étude les pucerons et les pommiers. En particulier, il/elle examinera si le puceron cendré du pommier, Dysaphis plantaginea, le principal ravageur des vergers de pommiers en Europe, s'est adapté localement aux pommiers cultivé et sauvage en Europe, lors de la récente colonisation de son hôte il y a environ 1500 ans. Il/elle caractérisera 1) l'histoire évolutive du puceron cendré et explorera 2) des signaux génomiques d'adaptation locale du puceron cendré à son hôte et à son climat par des approches de génomique de population, et 3) réalisera des tests expérimentaux estimant les différences de valeur adaptative de populations de pucerons entre différents environnements à travers l'Europe. Ce projet permettra de mieux comprendre les bases génomiques de l'adaptation dans les interactions hôte-parasite, et aussi l'impact du climat sur ces interactions.

  • Titre traduit

    Ecological and genomic bases of host adaptation in aphids


  • Résumé

    Understanding the extent of local adaptation in natural populations and the mechanisms enabling individuals to adapt to their native environment is a major avenue in molecular ecology research. Host-pathogen coevolution is widely seen as a major driver of local adaptation and has therefore been a study model to dissect the evolutionary processes at work during local adaptation. However, to date, the genomic regions underlying local adaptation in host-parasite interactions are still unknown. Likewise, the relative contributions of species interactions (i.e. biotic factor) and abiotic factors to local adaptation are still unclear. Addressing these issues is more than a simple academic exercise. Understanding of local adaptation processes in host-parasite interactions will also help tackling pressing issues, such as the ways in which environmental change alters the emergence of pathogens leading to host extinctions, how to promote sustainability of agroecosystems in the face of emerging crop diseases or in guiding for public health practices as more human pathogens and their vectors expand their ranges. This PhD project will focus on the genomic and ecological bases of local adaptation in coevolving aphids and apples during recent environmental changes (i.e. domestication). The PhD candidate will investigate whether local adaptation occurred during the recent rapid colonization of cultivated apple by Dysaphis plantaginea, the major aphid pest of cultivated apple orchards, in Europe. He/she will characterize 1) the evolutionary history of D. plantaginea and investigate 2) signals of genomic population divergences across a latitudinal gradient in Europe, and 3) carry out experimental tests for D. plantaginea fitness differences across environments. This PhD project will generate original results adding to our understanding of how species interactions and abiotic conditions can shape genomic architecture, ultimately leading to local adaptation.