Impact du changement climatique sur les communautés de pucerons : réponses physiologiques et moléculaires à la température

Soutenance de thèse de Yuanjie LI (Université de Rennes, ECOBIO, OSUR)

Impact du changement climatique sur les communautés de pucerons : réponses physiologiques et moléculaires à la température
Jeudi 21 septembre 2023, 14h00
Salle des thèses - Campus de Beaulieu, Bâtiment 2 - Université de Rennes 1, Campus de Beaulieu, Bâtiment 2, Rennes

Join Zoom Meeting [https://univ-rennes1-fr.zoom.us/j/8865989358](https://univ-rennes1-fr.zoom.us/j/8865989358) Meeting ID: 886 598 9358 Passcode: 123456 \--------------------------------- Le jury est composé de: Rapporteurs : Marlène GOUBAULT Professeure, Université de Tours Alice DENNIS Professeure, Université de Namur Examinateur : Lucy ALFORD Lecturer, University of Bristol, Bristol Directeurs de thèse : Hervé COLINET CR-CN CNRS HDR, Université de Rennes Chun-Sen MA Professeur, Chinese Academy of Agricultural Sciences Co-encadrant de thèse: David RENAULT Professeur, Université de Rennes, Rennes Résumé : Le changement climatique entraîne une augmentation de la fréquence des événements de température extrême, ce qui a des répercussions sur la physiologie des individus et les fonctions des écosystèmes. Des études antérieures ont montré que les événements de température extrême modifient la hiérarchie de dominance de trois espèces coexistantes de pucerons des céréales (Sitobion avenae, Metopolophium dirhodum, Rhopalosiphum padi, cette dernière devenant dominante). Nous émettons l'hypothèse que la dominance de R. padi est étroitement lié à des différences dans leurs tolérances thermiques de base, résultant de réponses physiologiques distinctes au stress thermique. L'accumulation de cytoprotecteurs et l'expression de gènes de protéines de choc thermique (Hsps) sont les mécanismes biochimiques et moléculaires les plus importants pour accroître la tolérance physiologique au stress thermique. Dans cette thèse, nous avons constaté que : 1) R. padi était plus tolérant à la chaleur que les deux autres espèces et subissait moins de dommages thermiques dans des régimes de température naturelle ; 2) R. padi avait davantage d'Hsps induits par la chaleur et des niveaux d'expression plus élevés d'hsps pendant le stress que les autres espèces ; 3) R. padi avait des niveaux beaucoup plus élevés de polyols par rapport aux autres espèces lorsqu'elle était exposée à la chaleur pendant la même durée. \------------------------------------------------------ The jury is composed of: Referees : Marlène GOUBAULT Professor, Université de Tours Alice DENNIS Professor, Université de Namur Examiners : Lucy ALFORD Lecturer, University of Bristol PhD Directors : Hervé COLINET CR-CN CNRS HDR, Université de Rennes Chun-Sen MA Professor, Chinese Academy of Agricultural Sciences David RENAULT Professor, Université de Rennes Summary : The frequency and magnitude of extreme temperature events are increasing worldwide due to climate change. Previous studies found that extreme high-temperature events shifted the aphid dominance hierarchy among three co-occurring aphid species (Sitobion avenae, Metopolophium dirhodum, and Rhopalosiphum padi, the latter becoming dominant). We hypothesize that this phenomenon is closely linked to their basal thermal tolerances, driven by distinct physiological responses to thermal stress. The accumulation of cytoprotectants and the expression of heat shock protein genes (Hsps) are the most critical biochemical and molecular mechanisms for increasing physiological tolerance to thermal stress. Hence, we compared basal thermal tolerances and their molecular and metabolic responses to thermal stress among the three species. Our results suggested that: 1) R. padi was more heat-tolerant than the other two species and incurred fewer heat injuries under natural temperature regimes. 2) R. padi had more heat-inducible Hsps and higher expression levels of Hsps (especially Hsp70A and Hsp90) than S. avenae and M. dirhodum after heat exposure. 3) R. padi, showed fewer disturbances in metabolic profiles but incredibly higher levels of polyol accumulation compared to the other species when exposed to high temperatures for the same duration.