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Diversité et structure génétique des populations du Diversité et structure génétique des populations du puceron lanigère du peuplier puceron lanigère du peuplier Phloeomyzus passerinii Phloeomyzus passerinii Stéphanie Bankhead, Sophie Pointeau, Carine Martin, François Lieutier Stéphanie Bankhead, Sophie Pointeau, Carine Martin, François Lieutier Université d’Orléans Université d’Orléans Laboratoire de Biologie des Ligneux et des Grandes Cultures Laboratoire de Biologie des Ligneux et des Grandes Cultures Equipe « Equipe « Entomologie Forestière Entomologie Forestière » GEFF 2012 Epernay – 1 –

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Diversité et structure génétique des populations du Diversité et structure génétique des populations du puceron lanigère du peuplier puceron lanigère du peuplier Phloeomyzus passeriniiPhloeomyzus passerinii

Stéphanie Bankhead, Sophie Pointeau, Carine Martin, François LieutierStéphanie Bankhead, Sophie Pointeau, Carine Martin, François Lieutier

Université d’OrléansUniversité d’OrléansLaboratoire de Biologie des Ligneux et des Grandes Cultures Laboratoire de Biologie des Ligneux et des Grandes Cultures Equipe «Equipe « Entomologie ForestièreEntomologie Forestière »»

GEFF 2012 Epernay – 1 –

Femelles aptères virginipares⇓

reproduction parthénogénétiquereproduction parthénogénétique

Quelques éléments de la biologie du puceron lanigèreQuelques éléments de la biologie du puceron lanigère

© LBLGC Univ. Orléans

Mâles ailés etfemelles ailées ovipares

reproduction sexuéereproduction sexuée

© LBLGC Univ. Orléans

GEFF 2012 Epernay – 2 –

�sur les troncs de peuplier uniquement

� souvent sur le tiers supérieur des troncs et les arbres matures Ø > 25 cm

� se nourrit au niveau du parenchyme corticalPointeau Pointeau et al.et al. 2012 2012 Journal of Insect PhysiologyJournal of Insect Physiology

Peupliers avec colonie(s) de puceron lanigère du peuplier

© C. Alvarez

Pointeau Pointeau et al.et al. 2012 2012 Journal of Insect PhysiologyJournal of Insect Physiology

� différences de performance (installation et multiplication) selon les cultivars de peupliers (résistance de l’hôte)Pointeau Pointeau et al.et al. 2011 2011 Can. J. Forest ResearchCan. J. Forest ResearchPointeau Pointeau et al.et al. soumis soumis J. Economic EntomologyJ. Economic EntomologyThèse en cours F. DardeauThèse en cours F. Dardeau

GEFF 2012 Epernay – 3 –

� des craquelures de l’écorce

� des nécroses corticales

� des mortalités de branches basses

� des mortalités d’arbres en cas de fortes infestations

Le puceron induit :Le puceron induit :

Historique des premiers signalements par département (d'après informations DSF)

En Mayenne, Juin 2012

© LBLGC Univ. Orléans

GEFF 2012 Epernay – 4 –

Expériences en laboratoire et modélisation

→ réchauffement climatique combiné à l’existence de cultivars sensibles de peupliera joué un rôle dans émergence et expansion géographique

Origine, extension et variabilité des populations ?Origine, extension et variabilité des populations ?

Dynamique des populationsDynamique des populations

géographique

Génétique des populationsGénétique des populations

Populations méridionales en expansion ?

Répartition actuelle ?

Émergences locales de populations latentes ?

Diversité génétique et structure des populations

ADN

GEFF 2012 Epernay – 5 –Thèse Sophie Pointeau (décembre 2011)Thèse Sophie Pointeau (décembre 2011)

MicrosatelliteMicrosatellite = séquence d’ADN avec une unité de répétition de 1 à 6 paires de bases, répétée en tandem un certain nombre de fois

Outil : les marqueurs génétiques microsatellitesOutil : les marqueurs génétiques microsatellites

Exemple : microsatellite avec unité de répétition de 2 bases CA(n)

CA(8)

CAGénotype 105 105

CA(8)

CA(11)

CA(8)

Génotype 105 111

Différences de longueur de séquences Différences de longueur de séquences →→ nombreux allèles nombreux allèles →→ diversité génétiquediversité génétique

GEFF 2012 Epernay – 6 –

Echantillonnage à l’échelle de la FranceEchantillonnage à l’échelle de la France

Prélèvement de pucerons sur 35 arbres en 2009 (1 arbre par localité)(27 en France, 6 en Espagne et 2 en Italie)

cultivar I214 principalement

200 km

GEFF 2012 Epernay – 7 –

MicrosatellitesNombre d’allèles

Hétérozygotieobservée

Pp4 11 0.353Pp14 3 0.588

� Diversité génétique par microsatellite

� 12 microsatellites variables chez le puceron lanigèrePointeau Pointeau et al.et al. 2012 2012 Molecular Ecology ResourcesMolecular Ecology Resources

Diversité génétique à l’échelle de la FranceDiversité génétique à l’échelle de la France

Pp14 3 0.588Pp20 2 0.412Pp21 10 0.677Pp22 10 0.647Pp23 3 0.500Pp24 4 0.353Pp25 6 0.706Pp26 2 0.059Pp27 6 0.529Pp28 3 0.559Pp29 2 0.177

Analyse sur 70 femelles(2 femelles issues d’un même arbre)

GEFF 2012 Epernay – 8 –

Exemple de 5 génotypes multiloci :

Pp4 Pp14 Pp20 Pp21 Pp22 Pp23 Pp24 Pp25 Pp26 Pp27 Pp28 Pp29

095105 100104 201201 098100 105113 109109 085085 126126 150150 096108 097097 080080

095105 100106 189189 100104 105115 109117 085085 122126 150150 096096 091097 080080

� Diversité génotypique sur l’ensemble des 12 microsatellites

101107 100106 189189 098098 113113 117117 085085 128128 150150 096098 091093 080080

105105 100100 189189 098098 107107 117117 089091 122126 150150 096096 091091 080080

105105 100100 189201 090104 107115 109117 085085 124126 150150 096096 091097 074080

génotype 100106 pour le microsatellite Pp14 1 génotype multiloci parmi les 34 identifiés

�� 34 génotypes multiloci34 génotypes multiloci (MLGs) ou génotypes clonaux(MLGs) ou génotypes clonauxGEFF 2012 Epernay – 9 –

� Indice de Shannon-Weaver H = -ΣΣΣΣi pi Ln pi

�� 31 MLGs 31 MLGs spécifiques à une spécifiques à une seule régionseule région

1 (un seul MLG ou clone) N (MLGs fréquences égales)eH

13 MLGseH=8.03

n=26 12 MLGseH=11.34

n=18

Regroupement arbitraire par

« zone populicole »

seule régionseule région

��3 MLGs 3 MLGs présents dans au présents dans au moins deux moins deux régionsrégions

�� Prédominance Prédominance d’un MLG dans d’un MLG dans chacune de ces chacune de ces régionsrégions

200 km

6 MLGseH=5.45

n=10

e =11.34n=18

4 MLGseH = 4n= 4

3 MLGseH = 1.76n= 12

GEFF 2012 Epernay – 10 –

34Structure génétique à l’échelle de la FranceStructure génétique à l’échelle de la France

� Analyse bayésienne de structure : aucun a priori sur leur provenance

1 colonne = 1 femelle

Ici une femelle avec probabilité 75% d’appartenir au cluster rose25% d’appartenir au cluster bleu

200 km

�� 6 clusters différents 6 clusters différents significativementsignificativement((FFst pairwise)st pairwise)

25% d’appartenir au cluster bleu

En cours : Génotypage de > 400 femelles de 33 arbres en France

Collaboration avec INRA IGEPP (J-C Simon & F. Mahéo)

GEFF 2012 Epernay – 11 –

Génétique des populationsGénétique des populations Ecologie du paysageEcologie du paysage

Génétique du paysageGénétique du paysage

Perspectives

OutilsOutils•• statistiques spatialesstatistiques spatiales•• SIGSIG•• Marqueurs microsatellitesMarqueurs microsatellites

GEFF 2012 Epernay – 12 –

�� cartographie spatiale des cartographie spatiale des fréquences alléliquesfréquences alléliques

�� corrélation des patterns avec corrélation des patterns avec le paysage actuelle paysage actuel

EstEst--ce que la répartition et la composition des peupleraies ce que la répartition et la composition des peupleraies a un effet sur la diversité génétique des populations du a un effet sur la diversité génétique des populations du puceron lanigère et sur leur distribution spatiale ?puceron lanigère et sur leur distribution spatiale ?

Projet cofinancé par la Région Centre 2012-2014

Remerciements

Merci de prendre contact pour tout signalement :

Echantillonnage dans les peupleraies du Centre, Pays de la Loire, Bourgogne, Sud-Ouest

Merci de prendre contact pour tout signalement :

Stéphanie BANKHEAD

[email protected]

LBLGCUniversité d'OrléansUFR SciencesRue de Chartres - BP 675945067 ORLEANS Cedex 2