Informer sur l'origine géographique et le statut spécifique d'un ravageur invasif et cryptique : validation d'une méthodologie haut-débit pour le suivi de la mouche orientale des fruits, Bactrocera dorsalis

Charbonnel Emeline. 2024. Informer sur l'origine géographique et le statut spécifique d'un ravageur invasif et cryptique : validation d'une méthodologie haut-débit pour le suivi de la mouche orientale des fruits, Bactrocera dorsalis. Montpellier : Université de Montpellier, 244 p. Thèse de doctorat : Génétique et génomique : Université de Montpellier

Titre anglais : Informing the geographic origin and specific status of an invasive and cryptic pest : validation of a high-throughput methodology for surveying the oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis

Encadrement : Lefrancois, Thierry ; Brouat, Carine ; Chapuis, Marie-Pierre ; Ouvrard, David

Résumé : La mouche orientale des fruits, Bactrocera dorsalis (Diptera, Tephritidae), originaire des régions tropicales et subtropicales d'Asie, a envahi la majeure partie de l'Afrique et des îles de l'Océan Indien, et menace les États-Unis, l'Australie et l'Union européenne, où elle est classée comme organisme de quarantaine prioritaire. Les lacunes dans l'identification des origines géographiques des incursions retardent les mesures de gestion et appellent des études de génomique des populations. Cependant, leur potentiel est limité par de possibles confusions taxonomiques car B. dorsalis appartient à un complexe d'espèces dans lequel la délimitation des taxons n'est pas toujours claire, confusion peut-être favorisée par les cas d'hybridation observés. De plus, l'attraction au Méthyl-Eugénol, leurre chimique mâle utilisé dans le piégeage, n'est pas sélective et pourrait entraîner la capture simultanée de plusieurs espèces.Dans ce contexte, nous avons tout d'abord optimisé un protocole de séquençage RAD afin de le rendre plus économique, reproductible et robuste pour les ADN de faible qualité. Nous avons ensuite proposé une méthodologie combinant expertise morphologique et barcodes mitochondrial et nucléaires, afin d'identifier B. dorsalis en toute confiance. Ces protocoles ont été appliqués à 150 génomes appartenant à B. dorsalis ou à l'une des espèces étroitement apparentées. En utilisant des approches de génétique des populations, ces données ont, d'une part, révélé une délimitation claire de toutes les espèces étudiées, sans preuve d'introgression nucléaire, et d'autre part, informé sur la structuration génétique mondiale et régionale de B. dorsalis, y compris dans les aires envahies.L'analyse de ces ressources génomiques nous a permis de développer un panel de sondes nucléiques pour des expériences de capture par hybridation et le séquençage d'environ 20 000 cibles génomiques. Le génotypage de 68 populations à travers le monde nous a permis de définir plus précisément la structure génétique globale de B. dorsalis, et de déterminer l'origine géographique des incursions européennes. Nous avons en effet pu mettre en évidence l'existence de 11 groupes génétiquement différenciés, chacun avec une cohérence géographique, c'est-à-dire correspondant à une région (l'Asie continentale, l'Afrique de l'Ouest et l'Afrique du Sud-Est), un pays (Oman, Malaisie, Indonésie, Philippines, Ethiopie) ou des îles (Madagascar-Mayotte, La Réunion et la Polynésie Française). Enfin, des analyses d'assignation des incursions de B. dorsalis à ces groupes ont révélé des origines multiples à l'échelle Européenne. Alors qu'en Italie toutes les incursions proviennent d'Asie continentale, en France les incursions proviennent principalement d'Afrique de l'Ouest, mais aussi d'Asie continentale et de La Réunion. Nous avons également mis en évidence des évènements de reproduction sur le territoire européen, ce qui suggère que B. dorsalis pourrait être dans la phase d'établissement du processus d'invasion en Europe.

Résumé (autre langue) : The oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis (Diptera, Tephritidae), native to tropical and subtropical regions of Asia, has invaded most of Africa and the Indian Ocean islands, and threatens the United States, Australia and the European Union, where it is classified as a priority quarantine pest. Gaps in the identification of the geographical origins of incursions delay management measures and call for population genomics studies. However, their potential is limited by possible taxonomic confusion, as B. dorsalis belongs to a species complex in which the delimitation of taxa is not always clear, a confusion perhaps encouraged by the cases of hybridization observed. In addition, the attraction of Methyl-Eugenol, the chemical male lure used for trapping, is not selective and could lead to the simultaneous capture of several species.In this context, we first optimized a RAD sequencing protocol to make it more cost-effective, reproducible and robust for low-quality DNA. We then proposed a methodology combining morphological expertise and mitochondrial and nuclear barcodes, in order to confidently identify B. dorsalis. These protocols were applied to 150 genomes belonging to B. dorsalis or one of its closely related species. Using population genetics approaches, these data revealed a clear delimitation of all species studied, with no evidence of nuclear introgression, and provided information on the global and regional genetic structuring of B. dorsalis, both in native and invaded areas.Analysis of these genomic resources has enabled us to develop a panel of nucleic probes for hybridization capture experiments and the sequencing of around 20,000 genomic targets. The genotyping of 68 worldwide populations has enabled us to define more precisely the global genetic structure of B. dorsalis, and to determine the geographical origin of European incursions. We were able to highlight the existence of 11 genetically differentiated groups, each with a geographical coherence, i.e. corresponding to a region (continental Asia, West Africa and South-East Africa), a country (Oman, Malaysia, Indonesia, Philippines, Ethiopia) or islands (Madagascar-Mayotte, Reunion and French Polynesia). Finally, analyses of the assignment of B. dorsalis incursions to these groups revealed multiple origins in Europe. Whereas in Italy all incursions originate from continental Asia, in France incursions originate mainly from West Africa, but also from continental Asia and La Réunion. We also found evidence of reproduction events on the European territory, suggesting that B. dorsalis may be in the establishment phase of the invasion process in Europe.

Auteurs et affiliations

• Charbonnel Emeline, CIRAD-BIOS-UMR CBGP (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/613417/)

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