Décryptage des mécanismes moléculaires à l'origine de la synergie entre les peptides Albumin 1b et BCR pour le développement d'une stratégie innovante de biocontrôle des pucerons

Les pucerons comptent parmi les principaux ravageurs agricoles en raison des dégâts qu'ils causent aux cultures et de leur rôle de vecteurs de nombreux virus végétaux. Leur succès biologique repose sur une symbiose obligatoire avec la bactérie Buchnera aphidicola, essentielle à leur nutrition et hébergée dans des cellules spécialisées, les bactériocytes. Cette dépendance représente une cible attractive pour développer des stratégies de biocontrôle plus durables que les insecticides conventionnels. Les peptides riches en ponts disulfure constituent des molécules particulièrement prometteuses grâce à leur stabilité et leur sélectivité. AG41 est un peptide végétal de la famille Albumin 1b dont l'activité insecticide est associée à l'inhibition de la V-ATPase intestinale, essentielle à l'absorption des nutriments. BCR4 est quant à lui un peptide spécifique des bactériocytes du puceron du pois (Acyrthosiphon pisum), impliqué dans la régulation de la symbiose avec B. aphidicola. Des travaux préliminaires du BF2I montrent qu'AG41 affecte la survie et la croissance d'A. pisum, tandis que BCR4 agit principalement sur la croissance. Leur association entraîne une forte synergie avec une potentialisation réciproque de leurs effets. À l'inverse, aucune synergie n'est observée chez Myzus persicae, sensible à BCR4 mais insensible à AG41. Cette différence entre espèces offre un modèle pertinent pour identifier les déterminants biologiques de la sensibilité aux deux peptides et de leur interaction. L'objectif de cette thèse est de décrypter les mécanismes moléculaires, cellulaires et physiologiques à l'origine de cette synergie par une approche comparative entre A. pisum et M. persicae, tout en évaluant son potentiel comme nouvelle stratégie de biocontrôle. Le premier axe visera à caractériser les mécanismes d'action individuels des peptides. Il s'agira d'identifier leurs tissus cibles, les voies physiologiques affectées et les conséquences sur la symbiose nutritionnelle. Des approches de localisation tissulaire et subcellulaire, d'imagerie, de transcriptomique et de cytométrie en flux seront utilisées. Une attention particulière sera portée aux bactériocytes, à l'abondance des symbiotes et au fonctionnement de la V-ATPase intestinale. Le deuxième axe sera consacré à l'étude de la synergie. Celle-ci sera caractérisée et quantifiée à partir d'analyses dose-réponse et de modèles d'effets combinés. Plusieurs hypothèses seront explorées : modification de la distribution tissulaire des peptides, sensibilisation physiologique de l'insecte, perturbation coordonnée des fonctions digestives et symbiotiques ou apparition de nouvelles cibles lors de l'exposition combinée. Des approches de colocalisation, de marquage fluorescent, d'immunodétection et d'identification de partenaires protéiques seront mises en œuvre. Le troisième axe visera à optimiser l'utilisation de la combinaison AG41-BCR4 comme stratégie de biocontrôle. Différentes formulations et ratios seront évalués afin de maximiser l'efficacité contre A. pisum tout en limitant les doses appliquées. La combinaison optimisée sera ensuite testée sur plusieurs espèces de pucerons d'intérêt agronomique ainsi que sur des organismes non cibles afin d'évaluer sa portée et sa sélectivité. Cette thèse générera des connaissances fondamentales sur les interactions entre peptides bioactifs, symbiose et physiologie des insectes, tout en ouvrant la voie à une nouvelle génération de bioinsecticides fondés sur l'exploitation de synergies naturelles École doctorale : E2M2 - Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation Direction : Pedro DA SILVA Financement : Programmes de l'Union Européenne de financement de la recherche (ERC, ERASMUS)