Cette unité dépend du département Santé des plantes et environnement
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L’UMR Dgimi résulte de la fusion des UMR Écologie microbienne des insectes et interactions hôte-pathogène (Émip) et Biologie intégrative et virologie des insectes (Bivi) autour d’un projet commun. Il s’agit, dans une optique de développement durable, de mieux comprendre les mécanismes régissant les interactions biotiques entre les insectes et leur environnement. Son activité s’appuie sur des recherches fondamentales originales en microbiologie et virologie (facteurs de virulence), en génomique et biologie des lépidoptères (structuration des génomes et réponses de l’hôte) et en taxinomie microbienne (diversité et adaptation symbiotique). Le modèle d’étude est celui des lépidoptères, ravageurs de culture d’importance planétaire, et plus particulièrement les noctuelles du genre Spodoptera. Le choix de ce modèle repose sur le fait que les lépidoptères constituent un groupe extrêmement diversifié (150 000 espèces décrites) de phytophages, qui peuvent occasionner d’importants dommages sur nombre de cultures ou en forêt. Ils possèdent un cortège d’ennemis naturels extrêmement varié allant de microorganismes (bactéries, virus) aux insectes parasitoïdes ou prédateurs. Les lépidoptères constituent ainsi un modèle d’intérêt pour les études intégratives des mécanismes des interactions biotiques entre l’insecte et son environnement. Ils permettent par ailleurs d’envisager une finalité à des études fondamentales dans le cadre du développement durable.
L’unité est structurée en six équipes de recherche :
► Épigénétique, holocentrisme et adaptation de l’insecte
L'équipe s’attache à établir si la structure holocentrique spécifique des chromosomes de lépidoptères peut être corrélée avec la régulation de l’expression des gènes qui permettent l’adaptation de l’insecte à l’environnement (réponse aux pathogènes, adaptation à la plante hôte). Elle étudie l’holocentrisme et l’expression du génome lors de l’adaptation à l’environnement et lors du développement de l’insecte, ainsi que les bases moléculaires de l’holocentrisme.
Les trois équipes suivantes étudient les complexes nématodes-bactéries entomopathogènes. Les bactéries des genres Photorhabdus et Xenorhabdus sont engagées dans une relation tripartite, étant d’une part symbiontes de nématodes et d’autre part pathogènes d’insecte, le nématode étant le vecteur permettant la colonisation de l’insecte.
► Génomique fonctionnelle et facteurs de virulence bactériens
L'équipe concentre ses travaux sur la composante bactérienne de cette triple association. Les programmes développés doivent permettre d’une part de caractériser et valider la fonction de certains gènes dans la virulence bactérienne, d’autre part d’étudier l’expression en temps réel des gènes bactériens au cours de l’infection chez l’insecte.
► Ressources biologiques et génétiques des bactéries et nématodes entomopathogènes
L’équipe est spécialisée dans la taxinomie des bactéries Photorhabdus et Xenorhabdus symbiotes de nématodes et pathogènes des insectes hôtes et cibles des nématodes. Elle utilise pour cela les nouveaux outils de génomique afin d’améliorer la connaissance de la phylogénie de ces espèces bactériennes, ce qui permettra d’éclairer les mécanismes impliqués dans l’évolution de ces associations nématobactériennes. L’équipe a aussi pour but de caractériser les molécules impliquées dans différents mécanismes de défense des insectes et d’identifier les protéines dont l’expression est modulée par la présence de bactéries entomopathogènes au niveau des tissus immunocompétents des insectes. Il s’agit d’identifier les protéines du lépidoptère Spodoptera frugiperda dont l’expression est modulée par l’introduction de Photorhabdus dans le compartiment hémolymphatique, d’en caractériser certaines au niveau biochimique, moléculaire et fonctionnel, et d’isoler les facteurs de virulence produits par la bactérie.
► Étude protéomique de l'interaction Spodoptera frugiperda–microorganismes
L’équipe a pour but de caractériser les molécules impliquées dans différents mécanismes de défense des insectes et d’identifier les protéines dont l’expression est modulée par la présence de bactéries entomopathogènes au niveau des tissus immunocompétents des insectes. Il s’agit d’identifier les protéines du lépidoptère Spodoptera frugiperda dont l’expression est modulée par l’introduction de Photorhabdus dans le compartiment hémolymphatique, d’en caractériser certaines au niveau biochimique, moléculaire et fonctionnel, et d’isoler les facteurs de virulence produits par la bactérie.
► Dynamique des interactions densovirus–insectes
Les densovirus, qui font partie des plus petits virus animaux à ADN, sont pathogènes de nombreux insectes appartenant à des groupes d’importance agronomique, médicale ou vétérinaire, ce qui en fait des agents potentiels de lutte biologique contre les insectes dits nuisibles. L'équipe s’intéresse aux mécanismes moléculaires d’infection des insectes par les densovirus, ainsi qu'à leur transmission, évolution et à son étude en tant qu’outil de la lutte biologique et de transfert de gènes.
► Biologie intégrative des interactions hôte/parasitoïdes
L'équipe étudie les interactions entrer les microhyménoptères endoparasitoïdes larvaires et leur hôte lépidoptère, et en particulier les facteurs moléculaires qui déterminent le succès parasitaire, avec un focus sur la composante physiologique de cette interaction (rôle et complémentarité des facteurs de virulence dans la réussite parasitaire, rôle des facteurs de virulence, évolution des facteurs de virulence des parasitoïdes).
Deux plate-formes techniques :
► Plate-forme d’expérimentation sur insectes de quarantaine
Le travail de recherche de l’unité est dépendant de l’accessibilité du matériel biologique et de la possibilité de le manipuler. La plate-forme répond aux normes de confinement exigées pour les espèces de quarantaine. Son fonctionnement est assuré par 3 techniciens. Elle accueille plusieurs espèce d’insectes maintenues de façon continue : S. frugiperda et S. littoralis, Galleria mellonella, le criquet Locusta migratoria, l’hyménoptère parasitoïde didymator et une souche de Bombyx mori.
► Plate forme de ressources biologiques
La plate-forme entretient une collection de S. frugiperda (36 000 BACs) et de Hyposoter didymator (30 00 BACS).
Deux réseaux thématiques :
► Interaction microorganismes/hôtes
L’UMR est à l’origine de ce réseau thématique montpelliérain dont elle assure l’animation et le développement. Il regroupe 90 scientifiques appartenant à 20 équipes de recherche. À terme, ce réseau a pour ambition d’évoluer vers la création d’un institut des interactions biotiques basé à Montpellier.
► Génomique des lépidoptères ravageurs des cultures
L'UMR prend aussi en charge l’animation et le développement de ce réseau sous une contribution partagée avec les UMR IBSV (Sophia Antipolis), PISC (Versailles) et CBGP (Montpellier).
L’unité a par ailleurs établi des partenariats privilégiés avec :
- Bayer Biosciences sur les propriétés insecticides des protéines de Xenorhabdus et Photorhabdus avec dépôt d’un contrat de licence.
- La start-up Nosopham sur le développement de molécules antibiotiques utilisables en santé humaine (maladies nosocomiales) avec dépôt d’une option de licence.
- L’Entente inter-départementale de démoustication du littoral méditerranéen (EID Méditerranée) dans le cadre de l'échantillonnage de sites pour identifier des nématodes actifs contre les larves de moustique.
- Des centres techniques dans le cadre de l'échantillonnage de sites pour identifier des entomopathogènes (nématodes, micro-guêpes parasitoïdes, virus) actifs contre les ravageurs de culture et les insectes nuisants (moustiques).
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