Etudier la spécialisation des pucerons à leur plante hôte

Pourquoi un puceron s'intéresse-t-il à une plante plutôt qu'à une autre ? Comment expliquer cette spécialisation ? Quels sont les facteurs impliqués dans le processus de spécialisation des pucerons à leur plante-hôte ? Des questions auxquelles Akiko Sugio, jeune chercheuse recrutée en 2011 au Département Santé des Plantes et Environnement s'attèle dans son projet de recherche intitulé "Identification et caractérisation des facteurs impliqués dans la spécialisation des pucerons à leur plante hôte".

PUCERON  du pois. © BernardCHAUBET
Mis à jour le 31/03/2014
Publié le 27/03/2014
Akiko Sugio
Akiko Sugio

Akiko Sugio s'est tout d’abord intéressée à la science appliquée et a étudié l'ingénierie des protéines au Japon. Après avoir obtenu un master d’ingénierie en biotechnologie, elle a travaillé 2 années dans une entreprise en tant que chimiste où elle s'est consacrée aux interactions plante-pathogène. Depuis elle est fascinée par les interactions des organismes au niveau moléculaire. Au cours de son expérience en entreprise, elle a aussi réalisé l'importance de la recherche fondamentale. Akiko Sugio est allée ensuite aux États-Unis où elle a obtenu un doctorat en pathologie végétale, ce qui lui a permis aussi d’améliorer son niveau en anglais.

Akiko Sugio a été recruté en 2011 sur un poste de chargé de recherche. Elle travaille actuellement à l'INRA de Rennes dans l'unité mixte de recherche Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (UMR IGEPP) au sein de l'équipe Ecologie et Génétique des Insectes. Son projet de recherche s'intitule "Identification et caractérisation des facteurs impliqués dans la spécialisation des pucerons à leur plante hôte".

Son parcours :

  • 2008-2012 : Post-Doctoral Training Fellow, Department of Disease and Stress Biology, John Innes Centre
  • 2006-2007 : Marie Curie Incoming International Fellow, Department of Disease and Stress Biology, John Innes Centre
  • 2005 : Ph.D. in Plant Pathology, Kansas State University, Manhattan, KS, USA
  • 1999-2001 : Research Chemist, Novo Nordisk (Novozymes) Japan, Chiba, Japan
  • 1999 : Master of Engineering in Biotechnology, Tokyo Institute of Technology, Yokohama, Japan
  • 1997 : Bachelor of Engineering in Bioengineering, Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan

Pourquoi avez-vous choisi cette voie ?

Au cours de mon post-doctorat au John Innes Centre à Norwich en Angleterre, je me suis véritablement passionnée pour les interactions insecte-plante-symbiote et je souhaitais continuer à étudier dans ce domaine. Il y a aujourd’hui de nombreux insectes qui provoquent des dégâts considérables pour l'agriculture. Ces insectes sont principalement combattus par des pesticides qui peuvent avoir des conséquences néfastes sur la nature et sur l'homme. Les travaux récents ont montré l’importance des micro-organismes associés aux insectes dans l’exploitation de leurs ressources. En étudiant les interactions des insectes nuisibles avec les plantes et les micro-organismes, je voudrais contribuer à élaborer des stratégies de luttes respectueuses de l’environnement.

Quel est votre projet de recherche ?

Les pucerons sont de petits insectes herbivores qui provoquent d’importantes pertes agricoles et transmettent des virus pathogènes aux plantes. Ils insèrent leurs pièces buccales dans la plante et se nourrissent de la sève élaborée. Dans le même temps, ils injectent de la salive, qui contient diverses protéines qui facilitent leur alimentation. J'étudie les facteurs qui sont impliqués dans le processus de spécialisation du puceron du pois, Acyrthosiphon pisum, à leur plante-hôte en me concentrant sur le rôle des protéines salivaires et des symbiotes dans l’interaction avec la plante-hôte et non-hôte.

La majorité des insectes herbivores sont spécialisés pour une ou quelques espèces de plantes et ne se nourrissent pas des autres. Cependant, nous savons peu sur les mécanismes de spécialisation d'hôte. En outre, la plupart des insectes herbivores sont associés à plusieurs symbiotes, mais les influences de ces symbiotes sur la biologie de l'hôte ne sont pas bien documentées. Le puceron du pois est une espèce d’insecte phytophage modèle : son génome est séquencé, il est facile à élever et il est possible de manipuler les communautés symbiotiques qu’il héberge. Mon projet utilise ce modèle d’insecte pour comprendre les interactions entre la plante, le puceron et ses symbiotes au niveau moléculaire et pour découvrir les mécanismes impliqués dans la spécificité d’hôte. Ces études contribueront à la construction et/ou à la sélection de plantes résistantes aux pucerons.

Quelques mots sur votre laboratoire ?

L'équipe dans laquelle je travaille se compose de scientifiques avec différentes spécialités, de bio-informaticiens expérimentés et de techniciens. Je suis donc particulièrement bien entourée dans cette équipe. J'apprécie également le réseau national et international de collaborations mis en place par l'équipe dans lequel je vais pouvoir rapidement m’insérer pour développer mes propres collaborations. Grâce au soutien de l'équipe, j'ai déjà reçu plusieurs subventions pour m'accompagner dans mon projet de recherche : Département Santé des Plantes et Environnement de l’INRA, Marie Curie CIG, ANR JCJC, allocation d'installation de recherche Rennes Métropole et INRA-Cellectis TALEN.

Quels sont vos projets pour les prochaines années ?

Le puceron du pois est un excellent modèle d'insecte, mais nous avons encore besoin de développer les outils pour caractériser les fonctions de ses gènes. Nous avons fait des progrès en adaptant et en améliorant les techniques existantes, et je tiens à poursuivre cet effort. Un post-doc financé par l'ANR JCJC nous rejoindra bientôt sur ce projet. Par l’utilisation de techniques améliorées, je souhaiterais avancer sur la caractérisation fonctionnelle des gènes de pucerons qui semblent être impliqués dans le processus de spécialisation d'hôte. Dans le même temps, j'ai l'intention de prendre plus de temps pour étudier la langue française que je ne maitrise pas encore totalement.

Contact

Akiko SUGIO 
UMR1349 IGEPP Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes, centre INRA de Rennes
akiko.sugio@rennes.inra.fr