Etude chez Sitophylus orizae (Coleoptère, curculionide) de l'influence des bactéries symbiotiques sur le métabolisme énergétique mitochondrial

par Abdelaziz Heddi

Thèse de doctorat en Biologie appliquée - Analyse et modélisation des systèmes biologiques

Sous la direction de Paul Nardon.

Soutenue en 1990

à Lyon, INSA , en partenariat avec LBA – Laboratoire de Biologie Appliquée (Lyon, Rhône) (laboratoire) .

mots clés

• Charançon du riz
• Symbiose
• Métabolisme énergétique

Résumé

Sitophilus oryzae (Coléoptère, Curculionide) héberge des bactéries symbiotiques dans l'ovaire et dans une structure spécialisée : le bactériome. Elles sont transmises d'une génération à l'autre par hérédité matrocline. L'étude du rôle des symbiotes est possible au laboratoire grâce à l'obtention d'une souche aposymbiotique (AA) viable. Les insectes aposymbiotiques ont une plus longue durée de développement et une fertilité réduite. Les études physiologiques ont montré que le symbiote fournit notamment à son hôte cinq vitamines. La comparaison de six activités enzymatiques mitochondriales entre la souche symbiotique (SS) et aposymbiotique (AA) montre des valeurs diminuées chez cette dernière. Les insectes AA étant entretenus au laboratoire depuis 1974,. On ne peut exclure la possibilité qu'une dérive génétique se soit produite entre les souches AA et SS. Afin de vérifier cette hypothèse, des activités enzymatiques ont été mesurées sur les mitochondries des hybrides réciproques. Les résultats obtenus confirment que les différences enregistrées entre AA et SS sont dues seulement à la présence des bactéries symbiotiques chez SS. Par ailleurs, les génomes mitochondriaux des deux souches expriment le même nombre de polypeptides quand les mitochondries sont incubées in vitro. Enfin, nous avons testé l'hypothèse de l'effet nutritionnel en comparant les activités enzymatiques de mitochondries isolées d'insectes AA et SS, élevés sur farine de blé complémentée ou non en vitamines. Dans ces conditions, les activités enzymatiques des deux souches augmentent et les différences entre elles s'amenuisent tout en restant significatives (sauf pour la pyruvate déshydrogénase). Les bactéries symbiotiques pourraient donc interférer in vivo avec l'activité mitochondriale en fournissant

Titre traduit

= Study of the influence of symbiotic bacteria on the energetic mitochondrial metabolism in sitophilus oryzae (Coloeoptera Curculionidae

Résumé

[Sitophilus oryzae harbours symbiotic bacteria in the ovaries and in a specialized larval organ : the bacteriorne. They are transmitted to the progeny only through. The oocyte, and their role in the physiology of the host has been made possible by the obtention of aposymbiotic strains. For aposymbiotic insects the development rime is lengthened and the fertility reduced. A physiological study showed that the symbiotes provide their host with five vitamins. The comparison of six enzymatic activities in mitochondria symbiotic (SS) and aposymbiotic (AA) weevils shows diminished values in the AA ones. As they have been reared in the laboratory since 1974, we could not exclude the possibility that genetic drift has occurred between AA and SS insects. So we carried out a study of the enzymatic activities of mitochondrial pellets from reciprocal hybrid insects. The results confirmed that the differences in the mitochondrial enzymatic activities are due to the presence of symbiotic bacteria in SS strain. In another way, the mitochondrial genomes of the two strains express the same number of polypeptides when the mitochondria are incubated in vitro. . Finally, we tested the nutritional effect, by comparing the enzymatic activities of mitochondria isolated from AA and SS strains, reared on wheat flour complemented or no with vitamins. In these conditions, the enzymatic activities of the two strains are increased, but the differences between the two strains are diminished while being still significant (except for pyruvate deshydrogenase). So we conclude that bacteria could interfere in vivo with mitochondrial activities be providing vitamins to the host (pantothenic acid and riboflavin). ]