Projet en partenariat entre l’Unité d’Entomologie de Gembloux Agro-Bio Tech, et l’Université de Sao Paulo (Brésil) 
Description : Les comportements alimentaires et les adaptations environnementales chez les insectes sont extrêmement diversifiés et reliés aux traits évolutifs des espèces. Les insectes ne sont plus considérés comme un seul organisme, mais comme hôtes d’innombrables micro-organismes opportunistes ou présentant des relations symbiotiques. En effet, beaucoup abritent des bactéries exo- et/ou endosymbiotiques, contribuant aux adaptations à la nourriture, au biotope et aux stress environnementaux.
Chez les Lépidoptères, la diversité bactérienne varie fortement selon la plante hôte, plus même qu’en relation avec l’origine géographique. L’idée que les bactéries exosymbiotiques sont aussi impliquées dans les interactions entre insectes, leurs parasites et pathogènes, et leurs plantes hôtes, est admise depuis longtemps. Les bactéries endosymbiotiques sont aussi été étudiée eu égard des voies métaboliques qu’elles permettent. Actuellement, la recherche tente de démontrer les rôles de métabolites bactériens, dans les relations entre l’insecte et son environnement, de la perception d’un signal environnemental ou suite à un stress, à la réponse comportementale induite.
En particulier, ce projet vise à décrire ces interactions insectes – bactéries, pour le ravageur Spodoptera frugiperda (J.E. Smith 1797). Les Lépidoptères Noctuidae de ce genre attaquent de nombreuses cultures sur tous les continents, et sont au cœur de nombreuses recherches puisqu’ils sont loin d’être maîtrisés. Herbivores généralistes, leur potentiel d’adaptation est remarquable face à leurs plantes hôte ou aux stress environnementaux. De nombreuses études soulignent des souches résistantes à divers agents insecticides, qu’il s’agisse de composés de synthèse, d’origine biologique, ou de toxines bactériennes comme celles produites par les souches de Bacillus thuringiensis.
Pour comprendre les mécanismes de résistance, nous nous intéressons à la flore bactérienne de symbiontes de différentes souches de ces insectes et aux voies métaboliques qu’elle octroie. Ces dernières pourront ultérieurement être ciblées dans de nouvelles approches de lutte intégrée. L’objectif à long terme de ce projet et donc de dégager des pistes qui permettront de réduire l’adaptabilité de ces ravageurs face à leur environnement.
Objectifs : Les cinq objectifs successifs et interdépendants du projet sont :
– Définir les caractéristiques microbiologiques de différentes souches de S. frugiperda résistantes à diverses classes d’insecticides, en utilisant la PCR (Polymerase Chain Reaction) et une approche métagénomique ;
– Sélection de microorganismes discriminants mis en évidence à l’étape précédente, et manipulation microbiologique des souches disponibles, par micro-injection (ajout sélectif de bactéries) ou diètes antibiotiques (suppression sélective) ;
– Vérification des capacités de résistance aux insecticides, ainsi que du comportement de choix d’une plante hôte traitée ou non, après manipulation microbiologique (approches exo et endosymbiotiques);
– Mise en évidence des différences protéomiques selon les manipulations microbiologiques effectuées, avec un regard particulier sur celles ayant donné des résultats à contrastes marqués à l’objectif précédent ;
– Détection des protéines d’intérêt révélées au point précédent et cartographie via MALDI imaging, dans le but de cibler les mécanismes physiologiques potentiellement impliqués dans la résistance et le comportement associé. L’accent sera mis sur les molécules signal, soit les protéines liées au goût et à l’olfaction (protéines liantes et récepteurs).
Mots-clés: Lépidoptères ravageurs, résistance, métagénomique, protéomique, micro-injection, PCR, MALDI Imaging, éthologie
Durée: Ce projet peut convenir aussi bien pour un TFE que pour un stage (sujet à adapter en fonction du temps dont l’étudiant dispose). Les diverses étapes et techniques envisagées sont planifiées sur trois années de recherche et le travail de l’étudiant sera intégré aux expérimentations actives et objectifs courants.
