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PRISM  - Evolution de la communication phéromonale chez les papillons du genre Spodoptera

Un projet sélectionné par l’Agence nationale de la recherche

Chenille de Spodoptera littoralis.. © © Inra, Emmanuelle Jacquin-Joly
Mis à jour le 23/09/2016
Publié le 30/08/2016
Mots-clés : INSECTE - OLFACTION - ANR

Chez les papillons de nuit, la reconnaissance du partenaire repose principalement sur des bouquets spécifiques de molécules volatiles appelées phéromones. Ces composés chimiques sont synthétisés dans la glande phéromonale des femelles, grâce à une large gamme d'enzymes dites de biosynthèse des phéromones. Chez les mâles, les antennes portent généralement des milliers de neurones sensoriels qui détectent les différents composés du mélange phéromonal avec une spécificité et une sensibilité très élevées, ce qui évite les croisements entre espèces différentes et maintient l'isolement reproducteur. Cette détection a lieu au niveau de protéines membranaires de la famille des récepteurs olfactifs, appelées récepteurs phéromonaux.

Comprendre comment des modifications du système de communication phéromonale peuvent survenir, être sélectionnées et éventuellement participer à l'isolement reproducteur revêt d’autant plus d’intérêt que ce système est extrêmement spécifique et sous forte pression de sélection stabilisatrice, censée empêcher toute modification.

 

PRISM, phéromones et olfaction

Le projet PRISM «  Evolution de la communication phéromonale chez les papillons du genre Spodoptera » a pour objectif d’étudier l'évolution des familles de gènes impliquées dans la biosynthèse et dans la détection des phéromones chez les papillons de nuit du genreSpodoptera, qui sont d’importants ravageurs de culture dans le monde entier.

Coordonné par Nicolas Montagné, Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris – IEES Paris (Univ. Pierre et Marie Curie, CNRS, Inra, IRD, Univ. Paris 7, Univ. Paris-Est Créteil Val de Marne), le projet PRISM a été sélectionné dans le cadre de l’appel à projet générique 2015 – Jeunes chercheuses Jeunes chercheurs  de l’Agence nationale de la recherche (ANR). Les résultats ont été publiés le 21 juillet 2016.

 

PRISM, en pratique

Les femelles des espèces Spodoptera littoralis et S. litura synthétisent une molécule inhabituelle, le Z9,E11-tetradecadienyl acetate, qui est majoritaire au sein de leur mélange phéromonal et que l’on ne retrouve pas chez les autres espèces. Récemment, des chercheurs de l’UMR IEES Paris ont identifié chez le mâle d’une de ces deux espèces un récepteur phéromonal qui détecte spécifiquement ce composé.

Fort de ces résultats, le projet PRISM propose de reconstruire l'histoire évolutive des récepteurs et des enzymes de biosynthèse des papillons du genre Spodoptera, en s’intéressant à l'évolution de leurs séquences codantes et régulatrices, de leurs patrons d'expression et de leurs fonctions. Les résultats permettront de mettre en évidence les événements qui ont permis l'émergence d'un système de communication phéromonale original chez l'ancêtre commun de S. littoralis et S. litura, et impliqué dans l'isolement reproducteur entre populations qui a conduit à l’apparition de nouvelles espèces d’insectes ravageurs.
A terme, ces travaux ouvriront des perspectives intéressantes pour développer des stratégies de bio-contrôle basées sur la perturbation de la communication phéromonale. Ils devraient permettre de mieux prédire comment ces stratégies pourraient être contournées par l’émergence de nouvelles races phéromonales, c’est-à-dire des populations de l’espèce qui présentent un système de communication phéromonale différent conduisant – à long terme – à un isolement reproducteur et donc à l’apparition de nouvelles espèces.

D’une durée de quatre ans (2017-2021), ce projet mobilisera les compétences et savoir-faire d’une dizaine de chercheurs et personnels techniques de l’Université Pierre et Marie Curie et de l’Inra au sein de l’UMR IEES Paris.