Maladies émergentes en santé animale : diversité génétique et dispersion d'une espèce de moucheron vectrice des virus de la fièvre catarrhale ovine et de Schmallenberg en région paléarctique, Culicoides obsoletus (Diptera : Ceratopogonidae)

Mignotte Antoine. 2020. Maladies émergentes en santé animale : diversité génétique et dispersion d'une espèce de moucheron vectrice des virus de la fièvre catarrhale ovine et de Schmallenberg en région paléarctique, Culicoides obsoletus (Diptera : Ceratopogonidae). Montpellier : Université de Montpellier, 259 p. Thèse de doctorat : Ecologie de la santé : Université de Montpellier

Titre anglais : Emerging diseases and animal health: genetic diversity and dispersal of a biting midge species vector of bluetongue and Schmallenberg viruses in the Palearctic region, Culicoides obsoletus (Diptera: Ceratopogonidae)

Encadrement : Garros, Claire ; Huber, Karine

Résumé : Depuis 2006, des épizooties importantes de fièvre catarrhale ovine et de virus (FCO) de Schmallenberg (SB) sont observées dans la région ouest paléarctique, ces deux virus étant transmis par des moucherons hématophages autochtones du genre Culicoides (Diptera : Ceratopogonidae). Ces virus affectent les bovins, les ovins, les caprins et les ruminants sauvages. La dispersion des Culicoides correspond à ce que les écologues appellent dispersion stratifiée ou " stratified dispersal ". Elle résulte de la combinaison de dispersion active de proche en proche, sur de courtes distances, et de sauts sur de longues distances via le vent de manière passive ou semi-passive, permettant des sauts de dispersion de plusieurs centaines de kilomètres. Culicoides obsoletus est une espèce vectrice importante pour les virus de la FCO et de SB et abondante en région paléarctique. Si la dispersion des Culicoides par le vent au-dessus des masses d'eaux est bien établie, il est aussi important d'évaluer la dispersion au-dessus des terres et de déterminer l'influence des facteurs biotiques et abiotiques influant sur celle-ci. L'objectif de ce travail de thèse est de déterminer, par l'observation des patrons de distribution des fréquences alléliques, comment la dispersion a pu façonner l'arrangement spatial de la diversité génétique et comment elle est influencée par les paysages et par les caractéristiques des habitats qui peuvent favoriser ou limiter les mouvements des Culicoides. Pour cela, deux plans d'échantillonnage ont été utilisés : un échantillonnage populationnel à l'échelle de l'Europe (de la Scandinavie aux îles Canaries, à la Turquie), et un échantillonnage individuel à l'échelle française. L'utilisation complémentaire de marqueurs mitochondriaux et nucléaires à ses différentes échelles spatiales nous ont permis (i) de clarifier la distribution et de réviser le schéma taxonomique du Complexe Obsoletus/Scoticus, (ii) de mettre en évidence des flux de gènes importants permettant d'homogénéiser la structure génétique des populations à l'échelle d'un pays et d'un continent, (iii) de quantifier l'impact d'un large éventail de facteurs environnementaux et météorologiques sur la dispersion des Culicoides et de mettre en évidence l'importance de la densité d'hôtes, (iv) et de proposer un scénario présentant l'histoire évolutive récente des populations européennes de C. obsoletus. L'hypothèse retenue est une recolonisation post-glaciaire récente depuis le refuge glaciaire des Balkans et un refuge plus au nord-est. Ces populations auraient recolonisé ensemble l'ouest de l'Europe, engendrant une admixture des populations. Nos résultats démontrent une capacité de dispersion de C. obsoletus à l'intérieur des terres très importante, qui doit être prise en compte pour les travaux à venir sur la compétence des vecteurs et la modélisation épidémiologique de la transmission des virus transmis.

Résumé (autre langue) : Since 2006, important outbreaks of bluetongue virus (BTV) and Schmallenberg virus (SBV) have been reported in the West Palearctic region. Both viruses are transmitted by hematophagous biting midges of the genus Culicoides (Diptera: Ceratopogonidae). These viruses affect wild cattle, sheep, goats and wild ruminants. The dispersion of Culicoides corresponds to what ecologists call stratified dispersal. It results from the combination of active dispersal from near to near, over short distances, and jumps over long distances via the wind in a passive or semi-passive way, allowing dispersal jumps of several hundred kilometers. Culicoides obsoletus is a recognized vector species for BTV and SBV, abundant in the Palearctic region. While the dispersal of Culicoides by wind over water bodies is well established, it is also important to assess the dispersion over land and determine the influence of biotic and abiotic factors influencing it. The objective of this thesis is to determine by observing the pattern of distributions of allelic frequencies how dispersion may have shaped the spatial arrangement of genetic diversity and how it is influenced by landscapes and habitat characteristics that can promote or limit the movements of Culicoides. Two sampling strategies were used: an Europe-wide population sampling (from Scandinavia to the Canary Islands, to Turkey), and an individual sampling at the French level. The complementary use of mitochondrial and nuclear markers at these different spatial scales has allowed us (i) to clarify the distribution and revise the taxonomic scheme of the Obsoletus/Scoticus Complex, (ii) to highlight important gene flows that homogenize the genetic structure of populations at the country and continent level, (iii) to quantify the impact of a wide range of environmental and meteorological factors on Culicoides dispersal and highlight the importance of host density, (iv) and to propose a scenario for the recent evolutionary history of European populations of C. obsoletus. The hypothesis is a recent post-glacial recolonization from the Balkan ice refuge and a refuge further northeast. These populations would have recolonized together western Europe, resulting in admixture of populations. Our results demonstrate a very important inland dispersal capability of C. obsoletus, which must be considered for future works on vector competence and epidemiological modelling of transmitted virus transmission.

Mots-clés Agrovoc : santé animale, maladie des animaux, fièvre catarrhale ovine, variation génétique, diversité génétique (comme ressource), épidémiologie, transmission des maladies, maladie transmise par vecteur

Mots-clés géographiques Agrovoc : Europe

Mots-clés complémentaires : Maladie émergente, Culicoides obsoletus, Schmallenberg virus

Classification Agris : L72 - Organismes nuisibles des animaux
L73 - Maladies des animaux

Auteurs et affiliations

• Mignotte Antoine, CIRAD-BIOS-UMR ASTRE (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/599128/)

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