Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

En l'absence du texte intégral de Jeremy McNeil, conférencier invité lors de la 11e Journée Sciences et Savoirs de l'Acfas-Sudbury, les éditeurs présentent ici une bréve synthèse des propos tenus par McNeil, lors de son exposé et aussi lors de l'entrevue qu'il a accordé a Normand Renaud, a l'émission Au nord des sentiers battus, le 2 avril 2004. Nous remercions la Société Radio-Canada de nous avoir fourni une copie de cette entrevue et l'autorisation de nous en servir

Malgré leur domestication il y a plus de 7000 ans, gérer la réponse défensive des abeilles, en particulier contre l'Homme, reste un défi. Cet état de fait est dû en partie à la complexité de cette réponse, qui commence par la détection du danger par quelques individus spécialisés et culmine dans une attaque collective, déclenchée par une phéromone d'alarme. Le comportement agressif des abeilles a fait l'objet de nombreuses études à la fois en laboratoire et sur le terrain, qui ont permis d'identifier les éléments déclencheurs et régulateurs de ce comportement. Cependant les mécanismes neuronaux et moléculaires qui sous-tendent cette réponse agressive sont toujours inconnus. Durant ma thèse, j'ai étudié le rôle des signaux olfactifs et des amines biogènes dans la régulation de l'agressivité des abeilles, en intégrant des approches comportementales, physiologiques et moléculaires. En utilisant un nouveau test pour mesurer la réponse agressive d'abeilles individuelles en conditions contrôlées, j'ai pu déterminer si certaines odeurs de plantes modulent l'agressivité des abeilles, en particulier en interagissant avec la phéromone d'alarme. J'ai identifié deux composés floraux, le linalol et le 2-phenylethanol, qui bloquent la réponse agressive déclenchée par la phéromone d'alarme. Ces odeurs n'empêchent pas les abeilles de sentir la phéromone d'alarme, mais ont une valeur appétitive importante pour les abeilles. Ces résultats suggèrent qu'une intégration sensorielle complexe a lieu lorsque les abeilles décident de participer ou non à la défense de la colonie. De plus, un test de terrain a montré que le linalol peut aussi être utilisé pour diminuer l'agressivité d'une colonie entière, ouvrant la voie pour des applications pratiques. Afin de mieux comprendre les mécanismes neuronaux responsables de cette modulation par des odeurs florales, j'ai ensuite regardé comment ces odeurs affectent la représentation de la phéromone d'alarme dans le centre olfactif primaire du cerveau de l'abeille, le lobe antennaire. J'ai ainsi utilisé l'imagerie calcique in vivo pour visualiser l'activité des neurones de cette région. Les lobes antennaires sont structurés en unités fonctionnelles appelées glomérules, et l'identité d'une odeur est codée par le patron d'activation des glomérules. Notre hypothèse était que la représentation d'un mélange entre une odeur de plante appétitive et la phéromone d'alarme ne peut pas être obtenu linéairement à partir de la représentation de chaque composé, révélant ainsi les mécanismes neuronaux à l'origine de l'effet de ces odeurs florales. Cependant l'analyse des données n'a pas mis en évidence ce phénomène, ce qui suggère que l'intégration de la valeur appétitive des odeurs a lieu dans des centres supérieurs. Finalement, j'ai examiné le rôle des amines biogènes dans le comportement agressif de l'abeille. Les amines biogènes sont d'importants neuromodulateurs qui ont été impliqués dans le contrôle de l'agressivité de nombreuses espèces, mais leur rôle chez l'abeille n'avait pas été démontré. Les abeilles de colonies agressives ont plus de sérotonine dans leur cerveau central que celles provenant de colonies dociles. / Although honeybees were domesticated over 7000 years ago, finding ways to manage their defensive responses against intruders, including humans, is still a current challenge. This is in part due to the complexity of this behaviour, which starts with the detection of the threat by a few specialized individuals and culminates into a generalized, collective attack triggered by the release of an alarm pheromone. Numerous studies have investigated honeybee aggression and stinging behaviour both in the laboratory and field, including the sensory triggers and the potential regulatory mechanisms. However the specific neural and molecular mechanisms regulating this behaviour are still unknown. In my PhD thesis, I investigated the role of olfactory signals and brain biogenic amines in modulating aggression in honeybees, integrating behavioural, physiological, and pharmacological experiments. Using a novel assay to measure the stinging behaviour of individual bees under controlled conditions, I first explored whether a range of plant odours could modulate aggression, in particular by interacting with the alarm pheromone released by aroused bees. I identified two floral compounds, linalool and 2-phenylethanol, that block the recruitment elicited by the alarm pheromone. These odours do not prevent the bees from perceiving the alarm pheromone. Instead, this blocking effect appears to correlate with the appetitive value of these odours. This suggests that a complex sensory integration takes place when honeybees are faced with the decision of engaging or not into defensive tasks. Furthermore, a field test demonstrated that linalool could also be used to manage aggressive colonies, highlighting the practical application of these findings. To gain a better understanding of the neuronal mechanism underlying this effect of floral odours on honeybee aggression, I next investigated how these floral compounds affect the representation of the alarm pheromone in the primary olfactory center of the honeybee brain, the antennal lobe, using in vivo calcium-imaging to monitor the activity of neurons in this area. The antennal lobes are structured into functional units called glomeruli, and an odour identity and concentration is encoded within the pattern and intensity of activated glomeruli. We expected that the representation of the mixture of an appetitive floral odour with the alarm pheromone may not be linearly obtained from the representation of each compound, thus revealing the neuronal mechanisms at play during our previous aggression assays. However, analysis of the data suggests no such mechanism, which could be a clue that this processing is happening in higher brain centers. Finally, I investigated the role of brain biogenic amines in honeybee aggression. Biogenic amines are important neuromodulators and have been implicated in the regulation of the aggressive behavior of a number of species.

La Pyrale du Café, Prophantis smaragdina Butler (Lepidoptera: Crambidae: Spilomelinae), est un ravageur des cultures de café présent en Afrique subsaharienne. A La Réunion, P. smaragdina est le principal insecte ravageur de la culture du caféier ‘Bourbon Pointu’, café de haute qualité reconnu à l'échelle internationale. Le plan gouvernemental ECOPHYTO, ajouté aux enjeux environnementaux, contraignent les producteurs de café à réduire l'utilisation de pesticides qui est la seule solution efficace actuelle contre P. smaragdina. Cette thèse a été entreprise afin d'améliorer nos connaissances sur la bio-écologie et l'écologie chimique de P. smaragdina afin de développer une méthode de lutte biologique contre cet insecte. L'étude de la biologie a montré que la population de P. smaragdina était la plus importante au début de la période de fructification c'est-à-dire en janvier. Une corrélation positive entre la température et la densité de population a été montrée. Quatre parasitoïdes de P. smaragdina ont été identifiés à La Réunion. Parmi eux, Pristomerus rivier (Hymenoptera: Ichneumonidae) est révélé comme parasitoïde candidat pour une éventuelle lutte contre P. smaragdina par l'utilisation d’ennemis naturels. Les observations du comportement d’accouplement ont montré que, comme la plupart des lépidoptères hétérocères, la femelle attirait le mâle par l'émission d'une phéromone sexuelle. Quatre molécules suspectés de composer la phéromone femelle ont été identifiées par chromatographie en phase gazeuse couplé à la spectrométrie de masse (GC/MS). Les tests d'électroantennographie (EAG) ont montré que le composé majoritaire identifié induisait une réponse significative des antennes mâles, le faisant candidat pour être le composé majoritaire de la phéromone femelle de P. smaragdina. Les tests de piégeage au champ avec les composés identifiés n'ont, jusque-là, pas entrainé de captures, probablement à cause d’un composé mineur manquant ou d'un mauvais ratio de composés dans les pièges. Il est suggéré que le mâle P. smaragdina émet une phéromone pendant le comportement de cour. L'analyse GC/MS des composés volatiles de pinceaux androconiaux des mâles a mis en évidence cinq composés aromatiques. Les tests EAG des composés identifiés sur les antennes des mâles et des femelles suggèrent que le créosol pourrait jouer un rôle sur les comportements du mâle et de la femelle. / The Coffee berry moth, Prophantis smaragdina (Lepidoptera: Crambidae: Spilomelinae) is an important pest of coffee mainly recorded in sub-Saharan Africa. In Reunion Island, P. smaragdina is the only insect pest of coffee. P. smaragdina larvae, by eating coffee cherry albumen, cause major yield losses in ‘Bourbon Pointu’ (BP) production, which is a high value-added and internationally known coffee. Governmental ECOPHYTO plan, added to environmental concerns, constrain coffee farmers to reduce insecticide spraying which is, until now, the only efficient control method of P. smaragdina. This thesis was undertaken to improve our knowledge of the bio-ecology and chemical ecology of P. smaragdina to develop an efficient and economically sustainable biocontrol method against this insect. Our bio-ecology study showed that P. smaragdina population was the most abundant at the beginning of BP fructification period i.e in January. A positive correlation between temperature and P. smaragdina population density was showed. Four parasitoids of P. smaragdina in Reunion were identified. Among them, Pristomerus rivier (Hymenoptera: Ichneumonidae) is a potential candidate for P. smaragdina biocontrol. Mating behaviour observations showed that, as most of moths, the female emits a sexual pheromone to attract males for mating. Four compounds suspected to compose the female pheromone identified using gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/ MS). Electroantennography (EAG) test on male showed that the major identified compound induced a response of male antennae, it could be the major compound of P. smaragdina female pheromone. Field trapping tests with identified compounds, until now, did not yield any captures, probably because of a lack of minor pheromone components or because of erroneous compounds ratios used in traps. A study of P. smaragdina courtship behaviour suggested that the male of P. smaragdina emits pheromone. Five aromatic compounds were identified in male hair pencil volatiles by GC/MS. EAG tests of those compounds on male and female antennae suggest that creosol could play a role on male and female behaviour.

Nosema ceranae est un parasite émergeant d’Apis mellifera décrit dans certaines régions comme la cause majeure de la mortalité des abeilles. Dans d’autres cas, il est soupçonné d’affaiblir les colonies par l’interaction avec d’autres facteurs de pression de l’environnement. Dans le cadre du phénomène global de la mortalité des abeilles, nous avons orienté nos recherches vers l’étude des effets N. ceranae, en faisant l’hypothèse que ce parasite est capable d’induire des changements comportementaux chez A. mellifera dus à des altérations physiologiques, ce qui pourrait éventuellement perturber l’organisation sociale et aboutir à la mort de la colonie. Etant donné cette hypothèse, trois domaines d’étude ont été inclus dans notre recherche, (i) les effets de N. ceranae sur l’organisation sociale de la colonie, (ii) les mécanismes moléculaires à la base des effets chez les abeilles parasitées, et (iii) les différences en virulence d’isolats de N. ceranae ce qui pourrait expliquer la variation des effets du parasite chez l’abeille. Nous avons obtenu trois résultats majeurs. D’abord, nous avons constaté des modifications dans la structure sociale des abeilles après l’infection. Ces changements sembleraient contribuer à la survie de la colonie constituant probablement un mécanisme d’immunité sociale. Ce mécanisme géré par un signal phéromonal, permettrait de diminuer la transmission du parasite au sein de la colonie et prolonger la survie des abeilles saines. Ensuite, nous avons mis en évidence des effets sur la physiologie de l’intestin de l’abeille qui pourraient causer sa mort : l’induction du stress oxydatif et l’inhibition du renouvellement cellulaire de l’épithélium. Finalement, nos résultats suggèrent que certaines caractéristiques de l’hôte et conditions environnementales augmenteraient la probabilité de N. ceranae d’induire la mort. En conclusion, N. ceranae a le potentiel de causer la mort des abeilles, cependant, la colonie pourrait contrer l’infection, par exemple, par de mécanismes d’immunité sociale, or, la réponse générale à l’infection dépendrait des caractéristiques de l’hôte en combinaison avec les conditions de l’environnement. Le phénomène d’effondrement de colonies à l’échelle mondiale a mis en évidence la fragilité du système colonie d’abeilles – environnement. L’étude de chaque facteur participant au système, en autres, parasites, pesticides, changements dans l’environnement, pratiques apicoles, est essentielle pour une meilleure compréhension de toutes les interactions qui maintiennent l’équilibre écologique des colonies / Nosema ceranae is an emergent parasite of the honey bee Apis mellifera. In some regions it has been found to be the main reason for bee mortality, while in others it is suspected of weakening honey bee colonies by interacting with other environmental stressors. In the context of worldwide colony losses, we focus our research on the study of N. ceranae, with the hypothesis that this parasite is able to induce behavioral changes in bees through physiological modifications, which could alter social organization and cause colony death. Given this hypothesis, the program of study falls into three areas; (i) N. ceranae effects on colony social organization, (ii) molecular mechanisms of N. ceranae infection underlying observed effects, and (iii) differences in virulence of N. ceranae strains which could explain the diversity of parasite effects. We obtained three main results. First, we observed modifications in honey bee social structure after infection. This mechanism under pheromone control, would reduce parasite transmission within the colony and increase the lifespan of healthy bees. These changes may contribute to colony survival as part of a mechanism of social immunity. Second, we found two mechanisms whereby the pathogen affects the physiology of bee midgut epithelium that could lead to host mortality: oxidative stress and the inhibition of cellular renewal. Finally, our results suggest that certain host and environmental conditions increase the probability that N. ceranae will cause bee mortality. In conclusion, N. ceranae has the potential to cause bee death, however at colony level bees might counteract infection through, for example, social immunity mechanisms; although, overall honey bee response to infection would depend on characteristics of the host in combination with environmental conditions. Worldwide colony losses phenomenon have highlighted the fragility of the “honey bee colony – environment” system. The study of each factor involve in this system, including parasites, pesticides, environmental changes and beekeeping practices, is essential to better understand all of the interactions that maintain the ecological balance of honey bee colonies

La présent étude examine aspect de l'écologie chimique de la Pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis, Hübner, Lepidoptera: Crambidae). L’isolement reproducteur des phérotypes et leur spécialisation à la plante hôte ont reçu une attention particulière. Toutes les expériences ont été conçues pour avoir des informations pertinents sur le plan écologique des signaux chimiques libérés ou perçu par la Pyrale du maïs pendant la période de reproduction. La plupart des travaux en cadre de cette thèse dans des conditions naturelles et en tenant compte de tous les traits comportementaux de la Pyrale. Premièrement, le paysage chimique du champ de maïs a été étudié pour connaître les signaux chimiques rencontrés par une femelle de Pyrale du maïs qui est à la recherche d’une plante hôte. Les mélanges des volatiles qui composent l'environnement olfactif du champ de maïs a été identifié et leurs rôles discutés selon la biologie et le comportement d’oviposition de la Pyrale du maïs.Deuxièmement, en tenant compte de la périodicité du comportement de la Pyrale du maïs nous avons étudié les modifications circadiennes des profils des volatiles libérés par les plantes individuelles du maïs et par le champ du maïs.Troisièmement, le fidélité d’hôte plantes de la Pyrale du maïs a été étudié. Les volatiles libérés par différentes plantes hôtes au moment de vol d’oviposition ont été identifiés et le comportement de ponte a été étudié dans le tunnel du vol.Quatrièmement, les signaux chimiques impliqués dans l'isolement reproducteur des phérotypes de la Pyrale du maïs a été étudié. Nous nous sommes concentrés sur la phéromone mâle produite par les pinceaux androconiaux et sur leur rôle dans le comportement de cour. / The present PhD study investigates the aspect of chemical ecology in the European corn borer (ECB, Ostrinia nubilalis Hübner, Lepidoptera: Crambidae): pherotypes reproductive isolation and host plant specialisation.All the experiences were designed to have ecologically relevant information about the chemical signals released or perceived by ECB moth during the reproduction period. Most of the work was conducted close to natural conditions and taking into account all the behavioural traits of ECB.First we investigated what can be the chemical landscape of maize field for host-seeking ECB moth. The whole volatile blends that make up the olfactory environment of maize field biotope was identified according to the ECB oviposition behaviour (Paper I). Secondly taking into account the diel periodicity of ECB behaviour we studied the diel changes of volatile profiles released from maize plant and from maize field (Paper II). Thirdly, we studied the process of host fidelity within the ECB host plants. The volatiles released from different host plants at the time of ECB oviposition flight were identified and the oviposition behaviour was studied in wind tunnel to evidence the host plant preferences of ovipositing females (Paper III). Fourthly, we address the question on assortative mating in ECB pherotypes and we investigated the chemical signals involved in the reproductive isolation in ECB pherotypes. We focused on the male pheromone produced by hairpencils and on courtship behaviour (Paper IV).

RÉSUMÉ: Le charançon rouge des palmiers, Rhynchophorus ferrugineus (Oliv.), est l'insecte ravageur le plus destructif des palmiers cultivés en Asie, Moyen-Orient et bassin méditerranéen. Le piégeage olfactif peut jouer un rôle important en lutte intégrée contre ce ravageur mais l'usage indispensable de matériel végétal comme synergiste de sa phéromone d'agrégation limite son efficacité et son essor en zone désertique. Afin de disposer d'un synergiste synthéti-que de la phéromone, nous avons criblé par piégeage de terrain en Iran l'effet synergique avec la phéromone de molé-cules identifiées dans: 1- l'odeur de stipe de dattier, la plante-hôte de R. ferrugineus au Moyen-Orient lors de ce travail et 2- d'autres plantes-hôtes de Rhynchophorus spp. et décrites dans la bibliographie ou de structure apparentée. Nous avons utilisé la chromatographie en phase gazeuse (CPG) couplée à la spectrométrie de masse pour identifier la compo-sition d'odeurs de stipe de dattier isolées par collecte d'effluves. Les constituants potentiellement actifs sur le compor-tement de l'insecte ont été criblés par couplage CPG-électroantennographie (CPG-EAG) après une étude morphofonc-tionnelle de l'antenne par microscopie électronique à balayage et électroantennographie visant à vérifier s'il existait une régionalisation olfactive de la massue antennaire. Quatre types majoritaires de soies ont été identifiés, similaires à ceux décrits chez Rhynchophorus palmarum. Deux correspondent à des sensilles olfactives trichoïdes et basiconiques. La densité de sensilles basiconiques est plus élevée chez les femelles que chez les mâles et, chez les deux sexes, sur la face interne de la massue que sur la face externe. Les amplitudes des électroantennogrammes enregistrés à six molécules odorantes sont plus fortes à partir de la face interne de l'antenne que de la face externe mais le même profil de réponse a été obtenu que le branchement ait été réalisé en position, dorsale, centrale ou ventrale sur la massue. Au total, 109 molécules ont été identifiées dans les extraits d'odeur de dattier. Dix produits ont induit des électroantennogrammes reproductibles dans les analyses CPG-EAG dont un, l'anisole, a été identifié. L'effet phérosynergique de deux mélanges élaborés à partir des analyses d'odeurs de dattier, d'un mélange de molécules déclenchant des EAG de fortes amplitudes et de 21 mélanges bâtis à partir de 52 molécules issues de la bibliographie ont été étudiés. Parmi tous les mélanges testés sur le terrain, un mélange d'éthanol et d'acétate d'éthyle (50:50 v/v) à une dose de 300 mg/j a présenté un effet phérosynergique compétitif avec 0,35 kg de stipe de dattier et parfois avec 1,2 kg. Une variabilité importante de l'effet relatif entre ce mélange et le tissu de dattier a été observé au cours des trois saisons de travail. Aucun des mélanges plus complexes évalués n'a présenté d'effet notablement supérieur. L'activité antennaire de produits non identifiés dans l'odeur naturelle de dattier et l'absence d'effet phérosynergique des molécules testées, compétitif avec l'odeur naturelle, mettent en évidence le rôle important de composants de l'odeur du dattier non identifiés et/ou l'existence d'effets de mélange non évalués lors du présent travail. Le mélange d'éthanol et d'acétate d'éthyle, simple et bon marché, offre néanmoins une alternative intéressante pour améliorer le piégeage olfactif de R. ferrugineus dans la pratique, compte tenu du statut actuel de ce ravageur et de l'absence de meilleure alternative à l'usage d'appâts naturels.

Nosema ceranae est un parasite émergeant d'Apis mellifera décrit dans certaines régions comme la cause majeure de la mortalité des abeilles. Dans d'autres cas, il est soupçonné d'affaiblir les colonies par l'interaction avec d'autres facteurs de pression de l'environnement. Dans le cadre du phénomène global de la mortalité des abeilles, nous avons orienté nos recherches vers l'étude des effets N. ceranae, en faisant l'hypothèse que ce parasite est capable d'induire des changements comportementaux chez A. mellifera dus à des altérations physiologiques, ce qui pourrait éventuellement perturber l'organisation sociale et aboutir à la mort de la colonie. Etant donné cette hypothèse, trois domaines d'étude ont été inclus dans notre recherche, (i) les effets de N. ceranae sur l'organisation sociale de la colonie, (ii) les mécanismes moléculaires à la base des effets chez les abeilles parasitées, et (iii) les différences en virulence d'isolats de N. ceranae ce qui pourrait expliquer la variation des effets du parasite chez l'abeille. Nous avons obtenu trois résultats majeurs. D'abord, nous avons constaté des modifications dans la structure sociale des abeilles après l'infection. Ces changements sembleraient contribuer à la survie de la colonie constituant probablement un mécanisme d'immunité sociale. Ce mécanisme géré par un signal phéromonal, permettrait de diminuer la transmission du parasite au sein de la colonie et prolonger la survie des abeilles saines. Ensuite, nous avons mis en évidence des effets sur la physiologie de l'intestin de l'abeille qui pourraient causer sa mort : l'induction du stress oxydatif et l'inhibition du renouvellement cellulaire de l'épithélium. Finalement, nos résultats suggèrent que certaines caractéristiques de l'hôte et conditions environnementales augmenteraient la probabilité de N. ceranae d'induire la mort. En conclusion, N. ceranae a le potentiel de causer la mort des abeilles, cependant, la colonie pourrait contrer l'infection, par exemple, par de mécanismes d'immunité sociale, or, la réponse générale à l'infection dépendrait des caractéristiques de l'hôte en combinaison avec les conditions de l'environnement. Le phénomène d'effondrement de colonies à l'échelle mondiale a mis en évidence la fragilité du système colonie d'abeilles - environnement. L'étude de chaque facteur participant au système, en autres, parasites, pesticides, changements dans l'environnement, pratiques apicoles, est essentielle pour une meilleure compréhension de toutes les interactions qui maintiennent l'équilibre écologique des colonies

La symbiose mycorhizienne à arbuscules (MA) est une association bénéfique établie entre les membres d'un ancien sous-phylum de champignons, les Gloméromycètes, et les racines de la majorité des plantes terrestres. Les champignons MA procurent de l'eau et des minéraux (azote et phosphore principalement) à leur plante hôte et obtiennent de cette dernière des molécules carbonées sous forme d'hexoses et de lipides. Des études récentes ont montré que certaines protéines sécrétées par les champignons MA peuvent être des régulateurs importants de l'association (Kloppholz et al., 2011 ; Tsuzuki et al., 2016). Notre objectif était d'identifier de nouvelles protéines fongiques contribuant à la mise en place de la symbiose. Des protéines prédites pour être préférentiellement sécrétées par le champignon MA Rhizophagus irregularis dans les racines ont été identifiées au début de ma thèse (Kamel et al., 2017). Certaines d'entre-elles présentaient une structure ressemblant aux précurseurs de phéromones sexuelles d'Ascomycètes. Ces protéines sont connues pour être maturées dans les voies de sécrétion en petits peptides qui sont ensuite sécrétés. Leur reconnaissance par un récepteur couplé à la protéine G (GPCR) aboutit à la fusion cellulaire de deux types sexuels opposés. Dans le cas de R. irregularis, seule la reproduction clonale a été décrite, mais des données génomiques récentes remettent en question son statut d'organisme asexué (Ropars et al., 2016). Une grande partie de ma thèse a été dédiée à la caractérisation fonctionnelle de ce type de peptides chez R. irregularis. Nous avons montré que deux peptides étaient effectivement produits et sécrétés par R. irregularis. L'utilisation de peptides synthétiques nous a permis de mettre en évidence que l'un d'eux stimulait la colonisation de M. truncatula mais était également perçu par le champignon lui-même, induisant la transcription de son propre gène précurseur et d'un GPCR. Ce peptide stimulateur de la symbiose est composé de seulement trois acides aminés et il peut être produit à partir de trois précurseurs protéiques. Par des approches de génétique inverse (HIGS et VIGS), nous avons confirmé l'importance de ces précurseurs dans l'établissement de la symbiose.[...] / Arbuscular Mycorrhizal (AM) symbiosis is a beneficial association established between members of an ancient subphylum of fungi, the Glomeromycotina, and the roots of the majority of terrestrial plants. AM fungi provide water and minerals (mainly nitrogen and phosphorus) to their host plant in exchange for organic carbon in the form of hexoses and lipids. Recent studies have shown that certain proteins secreted by AM fungi are important symbiosis regulators (Kloppholz et al., 2011, Tsuzuki et al., 2016). Our aim was to identify new fungal proteins involved in the establishment of symbiosis. Proteins predicted to be preferentially secreted by the AM fungus Rhizophagus irregularis in the roots were identified at the beginning of my thesis (Kamel et al., 2017). We noticed that some of them had a structure resembling the sex pheromone precursors of Ascomycota. These proteins are known to be processed in the secretory pathway into small peptides which are then secreted. Their recognition by a G protein-coupled receptor (GPCR) leads to cell fusion of two opposite sex types. In the case of R. irregularis, only clonal reproduction has been described. However, recent genomic data question its status as an asexual organism (Ropars et al., 2016). A large part of my thesis was dedicated to the functional characterization of this type of processed peptides in R. irregularis. We show that two of them are actually produced and secreted by R. irregularis. Treatments with synthetic forms of these peptides revealed that one of them stimulated the colonization of M. truncatula but was also perceived by the fungus itself, inducing the transcription of its own precursor gene and of a GPCR gene. This symbiosis-stimulating peptide is composed of only three amino acids and can be produced from three different protein precursors. Using reverse genetics (HIGS and VIGS), we confirmed the importance of these precursors in the symbiosis establishment. [...]

Dans la nature, les animaux doivent localiser des sources de nourriture pour acquérir<br />les ressources énergétiques nécessaires à leur survie et/ou à leur reproduction. Pour un grand<br />nombre d'espèces animales, localiser des ressources et s'alimenter représente un<br />investissement en temps, en énergie, et implique de s'exposer à un risque de prédation. Les<br />animaux ont donc développé des stratégies d'optimisation de recherche de nourriture afin de<br />minimiser les risques de prédation. Chez les insectes hématophages, l'attraction pour leurs<br />hôtes est fortement dirigée par la chaleur, et différents facteurs chimiques (odeurs émises par<br />l'hôte). Chez ces insectes, une modulation importante des systèmes de perception associés à<br />la localisation d'hôtes (olfaction, thermoperception, vision...) a été observée en fonction du<br />comportement et des rythmes d'activité de leurs hôtes, qui jouent à la fois le rôle de proie et<br />de prédateur. Le principal objectif de cette thèse est de caractériser les possibles facteurs<br />endogènes capables de moduler le comportement de recherche de l'hôte chez la punaise<br />hématophage Rhodnius prolixus. La sensibilité olfactive de cet insecte peut être modulée au<br />cours de la journée. Nos résultats montrent qu'il existe une modulation spécifique de la<br />réponse comportementale à différentes odeurs impliquées dans différents comportements<br />présents à différents moments de la journée. De plus, le comportement de recherche de l'hôte<br />peut être modulé par l'état physiologique des individus, l'état de développement et/ou l'état<br />nutritif. Nous avons pu montrer que le comportement de recherche de l'hôte ne s'exprime pas<br />immédiatement après la mue, mais que son développement est progressif. L'état nutritif des<br />individus influe également sur leur comportement de recherche d'hôtes. Un seul repas à<br />réplétion va entrainer une inhibition puis une répulsion des insectes face aux facteurs attractifs<br />des hôtes. Des mécanismes physiologiques et comportementaux ont donc été sélectionnés,<br />inhibant le comportement de recherche de l'hôte à des moments de la vie de l'insecte où il ne<br />serait pas nécessaire de s'exposer aux hôtes. L'ensemble des résultats est discuté en intégrant<br />les facteurs modulant le comportement de recherche de l'hôte chez les triatomines et les<br />insectes hématophages en général, ainsi que l'impact que cela peut avoir sur la transmission<br />des pathogènes.