Gautier Richard

Thèse débutée en 2014 - Soutenue le 20 octobre 2017
Financement : INRA
Encadrants : Gaël Le Trionnaire et Denis Tagu

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Résumé :

Les pucerons sont des hémiptères ravageurs des cultures agronomiques particulièrement adaptés à leur environnement. Acyrthosiphon pisum (le puceron du pois), dont le génome est séquencé et assemblé, présente un cycle de vie basé sur l’alternance de son mode de reproduction en réponse à la photopériode. Une reproduction asexuée clonale vivipare lui permet de coloniser rapidement son milieu en photopériode longue (printemps, été), et une reproduction sexuée ovipare en photopériode courte lui permet de générer des œufs résistants au froid (automne, hiver). Le puceron du pois présente ainsi un polyphénisme de reproduction aboutissant à la formation de trois phénotypes distincts : des femelles asexuées, des femelles sexuées, et des mâles. Ces derniers étant obtenus par élimination d’un chromosome X,  A. pisum est une espèce hétérogamétique mâle présentant un système chromosomique XX chez les femelles et X0 chez les mâles. Le déséquilibre du nombre de chromosome X entre mâles et femelles engendré par cette hétérogamétie nécessite chez certains organismes d’être corrigé par des mécanismes de compensation de dose. Ces deux processus biologiques - polyphénisme et compensation de dose - impliquent chez d’autres organismes des mécanismes épigénétiques tels que la méthylation de l’ADN et les modifications post-traductionnelles des histones. Ces deux mécanismes régulent tous deux l’accessibilité de la chromatine, conditionnant quant à elle l’expression des gènes. Ainsi, ma thèse vise à étudier le polyphénisme de reproduction et la compensation de dose des pucerons sous l’angle d’analyses bio-informatiques de données d’expression des gènes (RNA-seq) et d’accessibilité de la chromatine (FAIRE-seq), dans le but de caractériser l’impact des mécanismes épigénétiques dans ces deux processus biologiques fondamentaux du cycle de vie des pucerons. Les résultats développés dans ma thèse ont permis de montrer d’une part la présence d’une compensation de dose chez le puceron du pois au niveau transcriptomique, supportée par une accessibilité accrue de la chromatine de l’unique chromosome X des mâles dans les cellules somatiques. D’autre part, concernant le polyphénisme de reproduction, de nombreux sites d’ouverture spécifique de la chromatine entre embryons à reproduction sexuée ou asexuée semblent participer à la définition de leur mode de reproduction en modulant l’expression de certains gènes. La recherche de sites de fixation de facteurs de transcription spécifiques à ces deux types d’embryons a permis d’identifier l’implication de l’ecdysone, une hormone participant à la métamorphose de nombreux insectes, comme nouvelle voie déclenchant potentiellement la reproduction sexuée chez les pucerons en réponse à une photopériode courte. Ces travaux suggèrent l’importance des mécanismes épigénétiques et des régulations chromatiniennes dans l’adaptation des pucerons à leur environnement et dans leur cycle de vie. La perspective principale de ma thèse consiste en la caractérisation des enrichissements de marques histones impliquées dans la définition des profils d’accessibilité de la chromatine ici identifiés dans le cadre de la compensation de dose et dans du polyphénisme de reproduction chez le puceron du pois.

http://www.theses.fr/2017NSARB130

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