Psylles : Petits insectes, gros problèmes pour les agriculteurs
Les psyllidés représentent de sérieuses menaces pour les cultures à cause de la transmission de maladies.
Thomas Heaven, Thomas C. Mathers, Sam T. Mugford, Anna Jordan, Christa Lethmayer, Anne I. Nissinen, Lars-Arne Høgetveit, Fiona Highet, Victor Soria-Carrasco, Jason Sumner-Kalkun, Jay K. Goldberg, Saskia A. Hogenhout
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Table des matières
- Le Vecteur de Maladie
- Qui est Qui dans le Monde des Psylles
- Le Système Pathosystémique Complexe des Psylles
- Une Stratégie de Nourriture Sournoise
- Nouveaux Génomes de Psylles en Vue
- Analyse du Génome des Psylles
- Le Rôle des Bactéries
- Le Jeu de la Sélection
- Lutte : Mécanismes de Défense des Plantes
- L'Impact du Climat
- La Quête de Connaissances
- Conclusion : Les Chroniques des Psylles
- Source originale
- Liens de référence
Les psylles, aussi appelés mouches à sauter, sont des petits insectes qui peuvent causer de gros soucis aux agriculteurs. Ils font partie d'un groupe appelé Psylloidea et ont un talent pour répandre des maladies qui peuvent détruire les cultures. En particulier, certaines espèces de psylles sont responsables de la propagation de bactéries nuisibles, entraînant des pertes économiques significatives en agriculture. Même s'ils peuvent sembler inoffensifs, ces petits nuisibles peuvent faire des ravages sur des cultures comme les agrumes et les carottes, faisant d'eux les voyous malicieux du monde végétal.
Le Vecteur de Maladie
Une des bactéries les plus célèbres répandues par les psylles est Candidatus Liberibacter asiaticus, qui cause le Huanglongbing, ou HLB, une maladie souvent appelée décoloration des agrumes. Cette maladie affecte les arbres fruitiers, entraînant des feuilles jaunies et des fruits amers. De manière célèbre, elle a mis à genoux même les plus grandes zones productrices d'agrumes. Les psylles, étant les principaux coupables de la propagation de cette bactérie, sont devenus l'ennemi public numéro un des agriculteurs d'agrumes.
D'autres espèces de psylles, comme Dyspersa pallida et Dyspersa apicalis, sont connues pour répandre un autre genre de problème : Candidatus Liberibacter solanacearum. Cette bactérie cible des cultures comme les pommes de terre et les carottes, entraînant des problèmes comme "zebra chip" dans les pommes de terre et "carrot yellows" dans les carottes. Les agriculteurs en Europe du Nord, où ces nuisibles prospèrent, sont particulièrement inquiets parce que ces psylles aiment se nourrir de carottes. C’est un peu comme un feuilleton : juste quand tu penses que tes cultures sont en sécurité, voilà les psylles avec leur bagage bactérien.
Qui est Qui dans le Monde des Psylles
Les psylles préfèrent grignoter la sève des plantes. Ils ont des pièces buccales spécialisées qui leur permettent de percer les tissus des plantes et d'aspirer les nutriments, ce qui sonne plus comme une scène d'horreur que comme un jardin paisible, non ? La sève est riche en sucre mais pauvre en protéines, donc les psylles comptent souvent sur des bactéries utiles dans leur corps pour obtenir les nutriments dont ils ont besoin.
Ces bactéries utiles, principalement Candidatus Carsonella ruddii, accompagnent les psylles depuis plus de 240 millions d'années. Elles ont un génome simplifié, ce qui signifie qu'elles ont évolué pour dépendre entièrement de leurs hôtes insectes. C'est une relation qui profite aux deux parties : les bactéries obtiennent un chez-soi confortable, et les psylles obtiennent des nutriments essentiels.
Le Système Pathosystémique Complexe des Psylles
Les interactions entre les psylles, les plantes dont ils se nourrissent et les bactéries qu'ils transmettent sont incroyablement complexes. Différentes souches de bactéries sont associées à des espèces spécifiques de psylles. Ces relations peuvent influencer la manière dont les psylles peuvent transmettre les bactéries et comment les plantes réagissent à l'infestation. Certains psylles peuvent même manipuler les réponses des plantes pour les aider, ainsi que les bactéries qu'ils transportent, ce qui ajoute une couche dramatique à la saga des psylles.
Les scientifiques ont identifié plusieurs souches de Candidatus Liberibacter solanacearum, chacune ayant des effets différents sur la forme physique des psylles. Cela signifie que tous les psylles ne se valent pas en ce qui concerne la propagation des bactéries. Certains sont meilleurs que d'autres, ce qui influence la manière dont les maladies se propagent dans différents environnements.
Une Stratégie de Nourriture Sournoise
Quand les psylles se nourrissent des plantes, ils ne se contentent pas de sucer la sève ; ils injectent aussi de la salive qui contient des protéines, ce qui les aide à manipuler la réponse immunitaire de la plante hôte. Cette tactique sournoise leur permet de faire la fête sans se faire virer. Cependant, une grande partie de notre compréhension de ces protéines provient de l'étude seulement de quelques espèces de psylles, en particulier le psyllid asiatique des agrumes. C’est comme connaître les tours d'un magicien mais pas ceux des autres.
Il n'y a pas beaucoup d'informations génétiques disponibles pour la plupart des espèces de psylles, ce qui complique leur étude. Il y a plein de génomes disponibles pour leurs proches, comme les pucerons, mais les psylles ont pris du retard. Mais ça va changer !
Nouveaux Génomes de Psylles en Vue
Des efforts récents ont produit des séquences de génomes de haute qualité pour trois espèces de psylles : Dyspersa apicalis, Dyspersa pallida et Trioza urticae. C'est une super nouvelle pour les chercheurs ! Avec plus de génomes disponibles, les scientifiques peuvent mieux comprendre comment ces insectes fonctionnent.
D. apicalis se nourrit de carottes, D. pallida grignote à la fois des carottes et des plantes sauvages, et T. urticae se régale d'orties. Les trois espèces ont un penchant pour la propagation de Candidatus Liberibacter solanacearum. Elles peuvent même hiberner dans des conifères pendant l'hiver, ce qui fait d'elles un souci toute l'année pour les agriculteurs.
Analyse du Génome des Psylles
Le processus de génération de ces séquences de génomes a impliqué des techniques à la pointe de la technologie. Les scientifiques ont extrait de l'ADN d'individus de psylles, construit des bibliothèques pour le séquençage et utilisé des technologies avancées pour lire leur code génétique. Cette approche méticuleuse permet d'avoir une image plus claire de la génétique de chaque espèce.
Les assemblages de ces génomes aideront les chercheurs à identifier les gènes responsables de traits comme l'alimentation sur les plantes et la transmission des maladies. Ils peuvent aussi explorer comment ces gènes ont évolué au fil du temps.
Le Rôle des Bactéries
Fait intéressant, les bactéries utiles vivant dans les psylles ne sont pas juste des passagers dans cette aventure. Elles jouent également des rôles significatifs dans le cycle de vie des psylles, affectant leur capacité à se nourrir, se reproduire et même transmettre des maladies.
Les recherches montrent que ces bactéries, Candidatus Carsonella ruddii, s'entendent bien avec leurs hôtes psylles mais ont aussi perdu de nombreux gènes au fil des ans, les rendant dépendantes des psylles. C’est comme une relation à long terme où un partenaire fait tout le repas pendant que l'autre regarde la télé.
Les psylles hébergent aussi diverses bactéries secondaires, qui peuvent influencer leur santé et leur capacité à transmettre des maladies. Cette communauté bactérienne diversifiée peut varier considérablement entre les espèces de psylles, ajoutant encore plus de profondeur à l'intrigue.
Le Jeu de la Sélection
Les psylles ont une relation compliquée avec leurs plantes hôtes et les agents pathogènes qu'ils propagent. Le succès d'une espèce de psylle à transmettre une maladie dépend largement de la qualité de la plante hôte et de la façon dont les bactéries peuvent manipuler les processus de la plante.
Les recherches indiquent que certaines souches de Candidatus Liberibacter solanacearum peuvent augmenter les chances de survie des psylles, tandis que d'autres peuvent avoir l'effet inverse. Différentes souches ont montré des impacts différents sur la forme physique des psylles, suggérant qu'il y a un équilibre qui se joue dans le monde des insectes.
Lutte : Mécanismes de Défense des Plantes
Les plantes ont leurs propres façons de lutter contre ces petits nuisibles. Elles peuvent reconnaître quand elles sont envahies et réagir avec des défenses visant à tenir les insectes à distance. Cependant, les psylles sont des petits malins et peuvent parfois contourner ces défenses en utilisant leur salive pour supprimer le système immunitaire de la plante.
La lutte entre les défenses des plantes et les attaques des insectes est une bataille continue, un peu comme une partie d'échecs où chaque côté essaie de déjouer l'autre. Pendant que les plantes essaient de repousser les attaquants, les psylles s'affairent à trouver comment surmonter ces défenses.
L'Impact du Climat
L'emplacement géographique où les psylles prospèrent joue un rôle majeur dans la transmission des maladies. Certaines espèces de psylles pourraient risquer de répandre des maladies dans de nouvelles régions à cause des changements climatiques qui leur permettent de survivre dans des zones auparavant inhospitalières.
Si les psylles peuvent facilement s'adapter à de nouveaux environnements, elles pourraient transporter des bactéries nuisibles vers des plantes qui n'ont jamais été confrontées à ces menaces auparavant. Cette propagation potentielle est une préoccupation énorme pour les agriculteurs et les chercheurs, augmentant les enjeux dans la bataille entre les psylles et les cultures.
La Quête de Connaissances
Malgré les inquiétudes croissantes concernant les psylles et les maladies qu'ils propagent, il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas. Les interactions complexes entre les plantes, les psylles et les bactéries ressemblent à une pièce dramatique avec de nombreux rebondissements. Avec les nouveaux génomes séquencés de D. apicalis, D. pallida et T. urticae, les chercheurs sont maintenant mieux équipés pour enquêter sur ces interactions.
En approfondissant leur biologie, les scientifiques espèrent trouver des moyens de gérer et de contrôler ces nuisibles, réduisant potentiellement leur impact sur l'agriculture. Plus nous comprenons ces insectes, mieux nous pouvons protéger nos cultures de leurs activités néfastes.
Conclusion : Les Chroniques des Psylles
Les psylles peuvent être petits, mais leur impact sur l'agriculture n'est pas négligeable. Ces petites bestioles, avec leurs copains bactéries, ont le potentiel de semer le chaos dans les cultures et de mettre en péril les moyens de subsistance des agriculteurs du monde entier. Heureusement, avec les avancées en génomique et une meilleure compréhension de leur biologie, nous pourrions peut-être renverser la situation contre ces envahisseurs insectes.
Alors, la prochaine fois que tu vois un psyllid sauter autour d'une plante, souviens-toi : ce n'est pas juste un petit insecte mignon ; c'est une menace potentielle pour les cultures partout. Et qui sait ? Un jour, nous pourrions bien trouver le secret pour contrôler ces petits fauteurs de troubles !
Titre: Chromosome-level Assemblies of Three Candidatus Liberibacter solanacearum Vectors: Dyspersa apicalis, Dyspersa pallida, and Trioza urticae (Hemiptera: Psylloidea)
Résumé: Psyllids are major vectors of plant diseases, including Candidatus Liberibacter solanacearum (CLso), the bacterial agent associated with zebra chip disease in potatoes and carrot yellows disease in carrot. Despite their agricultural significance, there is limited knowledge on the genome structure and genetic diversity of psyllids. In this study, we provide chromosome-level genome assemblies for three psyllid species known to transmit CLso: Dyspersa apicalis (carrot psyllid), Dyspersa pallida, and Trioza urticae (nettle psyllid). As D. apicalis is recognised as the primary vector of CLso by carrot growers in Northern Europe, we also resequenced populations of this species from Finland, Norway, and Austria. Genome assemblies were constructed using PacBio HiFi and Hi-C sequencing data, yielding genome sizes of: 594.01 Mbp for D. apicalis; 587.80 Mbp for D. pallida; and 655.58 Mbp for T. urticae. Over 90% of sequences anchored into 13 pseudo-chromosomes per species. The assemblies for D. apicalis and D. pallida exhibited high completeness, capturing over 92% of conserved Hemiptera single-copy orthologues, as assessed by Benchmarking Universal Single-Copy Orthologues (BUSCO) analysis. Furthermore, we identified sequences of the primary psyllid symbiont, Candidatus Carsonella ruddii, in all three species. Comparative genomic analyses demonstrated synteny with other psyllid species. Notably, we observed significant expansions in gene families, particularly those linked to potential insecticide detoxification, within the Dyspersa lineage. Resequencing efforts also revealed the existence of multiple subpopulations of D. apicalis across Europe. These high-quality genome resources will support future research on genome evolution, insect-plant-pest interactions, and strategies for disease management. SignificancePsyllid species are significant agricultural pests, known for transmitting plant diseases like Candidatus Liberibacter solanacearum (CLso), which causes zebra chip in potatoes and carrot yellows. However, genomic data on psyllids are limited. In this study, we present high-quality, chromosome-level genome assemblies for three psyllid species: Dyspersa apicalis, Dyspersa pallida, and Trioza urticae. We generated genome assemblies with over 90% of sequences anchored to 13 pseudo-chromosomes. Comparative analyses revealed gene expansions, particularly in detoxification pathways, suggesting adaptations within the Dyspersa lineage. Population resequencing of D. apicalis across Europe uncovered genetic subpopulations. These genomes will advance understanding of psyllid biology and inform disease management strategies.
Auteurs: Thomas Heaven, Thomas C. Mathers, Sam T. Mugford, Anna Jordan, Christa Lethmayer, Anne I. Nissinen, Lars-Arne Høgetveit, Fiona Highet, Victor Soria-Carrasco, Jason Sumner-Kalkun, Jay K. Goldberg, Saskia A. Hogenhout
Dernière mise à jour: 2024-12-06 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626329
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626329.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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Liens de référence
- https://github.com/10XGenomics/longranger
- https://github.com/wtsi-hpag/Scaff10X
- https://github.com/wtsi-hpag/PretextMap
- https://github.com/wtsi-hpag/PretextGraph
- https://github.com/wtsi-hpag/PretextView
- https://benlangmead.github.io/aws-indexes/k2
- https://www.geneious.com
- https://timetree.org
- https://github.com/TCHeaven/Scripts/tree/main/NBI/