Une collaboration internationale séquence le génome du puceron vert du Pêcher

Les pucerons comptent parmi les ravageurs les plus destructeurs pour les plantes cultivées. Ces insectes se nourrissent du phloème des plantes, le tissu conducteur de la sève élaborée. Non seulement ils affaiblissent les plantes sur lesquelles ils se nourrissent, mais ils détériorent les produits de consommation (graines, fruits, feuilles…) et transmettent des virus au grès de leur quête de nourriture. Les chercheurs de l’Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes (IGEPP) du centre Inra Bretagne-Normandie ont participé au séquençage du génome du puceron vert du Pêcher, Myzus persicae, afin d’étudier notamment sa capacité à se nourrir de nombreuses espèces de plantes. Les résultats de ce travail ont été publiés dans la revue Genome Biology.

Femelle adulte ailée de Myzus persicae, puceron vert du Pêcher.. © Inra, Bernard Chaubet
Par Fabrice LEGEAI - Arnaud RIDEL
Mis à jour le 28/04/2017
Publié le 28/04/2017

Pourquoi séquencer plusieurs génomes de pucerons ?

Le séquençage du génome du puceron vert du Pêcher (Myzus persicae) intervient après ceux du puceron du Pois (Acyrthosiphon pisum) et du puceron russe du Blé (Diuraphis noxia). L’intérêt de disposer de plusieurs génomes d’espèces proches permet d’étudier des points communs à ces génomes de puceron. Par exemple, il semble acquis maintenant que les pucerons aient multiplié certains types de gènes, de manière assez spécifique, et en lien avec leur mode de vie tel que leur relation avec les plantes. Cela permet également d’étudier des différences entre espèces de pucerons. Avec ce nouveau travail, les chercheurs peuvent maintenant comparer le génome d’une espèce de puceron dite « généraliste » qui est capable de se nourrir d’un grand nombre d’espèce de plantes différentes comme pour le puceron vert du Pécher et d’une espèce de puceron dite « spécialiste » qui se focalise sur un groupe d’espèces de plantes, comme pour le puceron du Pois sur les Fabacées (pois, haricots, trèfle, vesces…).

Ces comparaisons ont permis de montrer dans cette nouvelle étude que la capacité du puceron vert du Pécher de se nourrir de nombreuses espèces de plantes est en partie corrélée au fonctionnement de gènes codant des protéines appelées « cathepsine B ». Chez les pucerons, ces gènes sont présents en plusieurs copies dont certaines sont apparues récemment et spécifiquement chez le puceron vert du Pécher. Ces protéines sont des protéases (protéines qui dégradent d’autres protéines) qui dans le cas du puceron vert du Pécher pourraient être impliquées dans des fonctions digestives. Mais ceci reste à être démontré car la sève élaborée dont se nourrissent les pucerons ne contient pas ou très peu de protéines. Par contre, ces protéines, si elles sont injectées dans la plante, pourraient jouer un rôle dans la capacité de ce puceron à faire « accepter » sa présence par un grand nombre de plantes hôtes, en interférant sur l’aptitude de ces dernières à se défendre contre l’attaque des pucerons.

Une collaboration internationale et des technologies de pointe 

Ce travail publié dans la revue Genome Biology est le fruit de collaborations entre des laboratoires anglais, américains et français, dans le cadre du Consortium International de la Génomique des Pucerons (IAGC pour International Aphid Genomics Consortium). Les équipes de recherche de l’INRA sont principalement intervenues dans l’identification et l’analyse des gènes ayant un rôle prépondérant dans le métabolisme du puceron1. Elles ont également travaillé sur l’assemblage du génome, méthode informatique qui consiste à reconstruire la séquence génomique à partir de petites lectures issues du séquençage de fragments d’ADN. 

La plateforme INRA BIPAA(BioInformatics Platform for the Agroecosystems Arthopods), a joué un rôle prépondérant pour l’intégration et la mise à disposition de la communauté du génome de Myzus persicae, parallèlement à ceux d’autres génomes de pucerons. Cette plateforme est spécialisée dans la mise en place de systèmes d'information utiles pour organiser et gérer les données génomiques et propose des outils textuels et graphiques pour la navigation et l'interrogation des données. BIPAA est au cœur d’un large réseau de scientifiques de différents laboratoires INRA et les aide à analyser leurs données hétérogènes couvrant des sujets aussi variés que l'assemblage et l'annotation de génome (comme celui du puceron vert du Pêcher), la génomique comparée, l'identification de variants génomiques et l'intégration de données épigénomiques. Par ces différentes activités, la plateforme BIPAA est aujourd’hui engagée, auprès de chercheurs de l’Institut, dans plusieurs projets internationaux pour l’acquisition, l’interprétation et la diffusion de nouveaux génomes d’insectes, principalement des ravageurs de cultures (lépidoptères, noctuelles ou pucerons), ou de leurs parasitoïdes.

1 http://arthropodacyc.cycadsys.org/
2 https://bipaa.genouest.org