Génétique, génomique et histoire évolutive d'Hermetia illucens

Genetics, genomics and evolutionary history of Hermetia illucens

• Auteur / Autrice : Joseph Guilliet
• Direction : Jonathan Filée
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique
• Date : Soutenance le 17/11/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Évolution, génomes, comportement et écologie (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Cycle Farms
• Jury : Président / Présidente : Myriam Harry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Lopez, Nathalie Casse, Mohammed-Amin Madoui, Elisabeth Herniou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Lopez, Nathalie Casse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hermetia illucens

Bioinformatique

Écologie

Industries agricoles

Animaux -- Évolution

Stratiomyidae

Génétique

Mots clés libres

Génétique

Hermetia Illucens

Évolution

Agro-industrie

Écologie

Bio-informatique

Genetics

Hermetia Illucens

Evolution

Agro-industry

Ecology

Bioinformatics

Résumé

Hermetia illucens, la mouche soldat noire, est un diptère de la famille des Stratiomyidae. Cet insecte détritivore est de plus en plus utilisé en élevage de masse pour réduire les biodéchets et produire de la nourriture à destination des élevages aquacoles et avicoles. Elle est originaire du nord de l'Amérique Latine et s'est répandue sur une grande partie de la planète. Depuis une dizaine d'années, un nombre croissant d'entreprises élèvent et transforment des larves dans une optique d'économie circulaire. Cette thèse CIFRE a pour but d'améliorer les connaissances génétiques et génomiques sur la mouche soldat noire pour l'amélioration des performances et de la sélection. Nous nous sommes concentrés, dans un premier temps, sur l'obtention et l'analyse d'un génome de référence, pour l'espèce en utilisant du séquençage hybride. Nous avons également travaillé sur la diversité génétique et l'histoire invasive de la BSF. Nous l'avons fait au moyen d'un échantillonnage mondial en utilisant à la fois le gène CO1 et l'assemblage d'une soixantaine de génomes mitochondriaux complets. Nous avons montré la complexité des scénarios d'invasion de la mouche soldat noire combinant à la fois un processus ancien de dispersion naturelle sur le continent Américain ainsi que, l'importance des introductions humaines, notamment en raison des élevages industriels. Enfin nous nous sommes également intéressés aux variations structurales des génomes, induites par les éléments transposables dans les populations naturelles d'Hermetia illucens, afin de déterminer les éléments les plus actifs dans les génomes ainsi que leurs dynamiques évolutives. Ce travail a révélé une étonnante et inattendue diversité génétique et génomique au sein de l'espèce. Il ouvre de nouvelles perspectives vers des expérimentations de sélection et d'amélioration sur la mouche soldat noire pour l'industrie entomocole.

Hermetia illucens, the black soldier fly, is a dipteran of the family Stratiomyidae. This detritivorous insect is increasingly used in mass production to reduce bio-waste and produce food for aquaculture and poultry farms. It originates from the north of Latin America and has spread over much of the planet. For the last ten years, many companies have been breeding and processing larvae from a circular economy perspective. This CIFRE thesis aims to improve genetic and genomic knowledge on the black soldier fly for performance improvement and selection. We focused, in a first step, on obtaining and analyzing a reference genome for the species using hybrid sequencing. We also worked on the genetic diversity and invasive history of BSF. We did this through global sampling using the CO1 gene and assembling about 60 complete mitochondrial genomes. We have shown the complexity of the black soldier fly's invasion scenarios combining an ancient process of natural dispersal on the American continent and the importance of human introductions, notably due to industrial breeding. Finally, we also looked at the structural variations of the genomes induced by transposable elements in natural populations of Hermetia illucens to determine the most active elements in the genomes and their evolutionary dynamics. This work revealed the species' surprising and unexpected genetic and genomic diversity. It opens new perspectives towards selection and improvement experiments on the black soldier fly for the entomoculture industry.