Acte de conférences - 28 et 29 mai 2018 10ème édition du congrès - Printemps de Baillarguet

Acte de conférences

    10ème édition du congrès
       28 et 29 mai 2018

Session 1 : Mécanismes des interactions : du mutualisme au parasitisme

Dialogue moléculaire dans la symbiose fixatrice d’azote Casuarina/Frankia : Etude
des signaux bactériens symbiotiques de Frankia casuarinae

Marion Boisseaux, V. Hocher, A. Carré-Mloukae , D. Gully

LSTM, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes, UMR
IRD/SupAgro/INRA/UM/CIRAD, Campus International de Baillarguet, TA A-82/J, Montpellier, France

       Mots-clés : Symbiose actinorhizienne – Casuarina glauca - Frankia – NIN activator

La symbiose fixatrice d’azote concerne les légumineuses et les plantes actinorhiziennes qui
s’associent aux bactéries du sol, respectivement Rhizobium et Frankia. Chez les légumineuses,
la symbiose nécessite un dialogue moléculaire fin entraînant chez les rhizobia la production
de facteurs Nod. Ces facteurs Nod sont spécifiquement reconnus par la plante hôte et leur
perception déclenche des réponses symbiotiques aboutissant à la formation de nodosités.
Chez les symbioses actinorhiziennes, la nature des signaux émis par la bactérie Frankia n’est
pas connue mais semble différente de celle des facteurs Nod. Des études antérieures ont
montré que la(s) molécule(s) signal a une masse moléculaire comprise entre 1 et 5 kDa, est
hydrophile(s), thermorésistante(s) et active(s) dans une gamme de dilution allant de 1/10 à
1/10000. L’objectif de ce stage est de purifier, de caractériser, et d’identifier le(s) molécule(s)
signal bactérienne(s) nécessaire(s) à la mise en place de la symbiose entre l‘arbre tropical
Casuarina glauca et son microsymbionte Frankia casuarinae. Différentes méthodes de
purification de surnageants bactériens seront utilisées. Ces fractions purifiées seront testées
pour leur activité symbiotique en utilisant un biotest basé sur des plantes transgéniques
portant les gènes rapporteurs GFP ou GUS, sous le contrôle du promoteur du gène
symbiotique CgNIN. La ou les fractions actives pourront ensuite être analysées en
spectrométrie de masse.

Session 1 : Mécanismes des interactions : du mutualisme au parasitisme

When rhizobia develop a symbiosis with legumes thanks their T3SS instead of Nod
factors

Albin Teulet1, Joël Fardoux1, Clémence Chaintreuil1, Ralf Koebnik2 and Eric Giraud1
1
 IRD, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM), UMR
IRD/SupAgro/INRA/UM/CIRAD, Campus International de Baillarguet, TA A-82/J, Montpellier, France
2
 IRD, Interactions Plantes-Microorganismes-Environnement, UMR IRD/CIRAD/UM, Institut de
Recherche pour le Développement, Montpellier, France.
albin.teulet@hotmail.fr

        Some non-photosynthetic bradyrhizobia strains possess the unusual ability to nodulate
some legume plants in the absence of Nod factors, such as Bradyrhizobium elkanii USDA61
strain on soybean or Bradyrhizobium ORS3257 on Aeschynomene indica. In these last cases, a
functional type III secretion system (T3SS) is required, suggesting that T3SS effectors, also
called Nops for Nodulation Outer Proteins, injected in the host cell can directly activate the
nodulation signaling pathway by bypassing the Nod factors perception. An in silico analysis,
combining a TblastN of known Nops and the search of the tts-box motif corresponding to the
DNA binding site of the T3SS transcriptional regulator TtsI, revealed 32 putatives nop genes
on the ORS3257 genome. To identify the nop genes involved in the nodulation process, two
mutagenesis strategies have been used covering 26 out of the 32 identified nops genes: i) the
deletion of regions containing several clustered effectors ii) insertional inactivation of nop
genes found isolated. After inoculation on A. indica, three of these mutations show important
effects ranging from the induction of uninfected nodules to the drastic reduction in the
nodules number. In the latter case, the inactivation of a single gene corresponding to a new
putative effector is responsible of the phenotype observed. Taken together, these data
indicate this new symbiotic process relies on a cocktail of symbiotic effectors that should play
distinct role in the infection and nodule organogenesis processes.

Session 1 : Mécanismes des interactions : du mutualisme au parasitisme

Mécanismes de maturation du complexe de la nitrogénase au cours la symbiose
Aeschynomene / Bradyrhizobium

Noémie De San Nicolas, Djamel Gully

LSTM, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes, UMR
IRD/SupAgro/INRA/UM/CIRAD, Campus International de Baillarguet, TA A-82/J, Montpellier, France

       Mots-clés : Symbiose, Aechynomene, bactéroïde, nitrogénase, FeMoCo

Bien que présent a 78% dans notre atmosphère, le diazote n’est pas directement assimilable
par la plante. Pour pallier à cette carence, les légumineuses se sont associées
symbiotiquement avec des bactéries capables de métaboliser le diazote. Au cours de cette
symbiose, les bactéries endosymbiotiques subissent un processus de différentiation en
bactéroïdes, forme fixatrice du diazote.
Dans le cas de notre modèle d’étude Aeschynomene/Bradyrhizobium, cette différenciation
peut conduire à deux morphotypes différents (bactéroïdes sphériques ou allongées) suivant
l’espèce hôte (Bonaldi et al., 2011). L’objectif de ce stage est d’identifier les déterminants
bactériens impliqués dans la maturation du complexe enzymatique de la nitrogénase lors de
cette symbiose. Des gènes potentiellement impliqués dans ce processus ont été identifiés via
une analyse transcriptomique comparative entre la bactérie cultivée en vie libre et des
bactéroïdes matures présentant des morphotypes différents. Les candidats les plus pertinents
ont été mutés, et l’impact de la mutation sur le phénotype symbiotique a été évalué sur deux
espèces d’Aeschynomene.
 Sur les cinq mutants obtenus, deux présentent un phénotype symbiotique contrasté suivant
la plante hôte : un mutant affecté dans le gène modA, un transporteur du molybdène et le
gène dctA2, un transporteur de C4-dicarboxylate, deux composés nécessaires à la maturation
du FeMoCo, un cofacteur indispensable au fonctionnement du complexe enzymatique de la
nitrogénase.

Session 1 : Mécanismes des interactions : du mutualisme au parasitisme

Effet de la domestication des plantes sur les réponses des herbivores

Héloise Marche et Julia Centanni , Marie-Pierre Chapuis, Helena Kazakou

CBGP, Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (CBGP), Montpellier, France
CEFE, centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive, UMR CNRS, Montpellier, France

Nos stages, réalisés au CEFE et au CBGP, ont pour but d’examiner les effets de la domestication
sur les interactions plantes-herbivores. Les espèces étudiées sont, d’une part, le blé dur, sous
sa forme domestiquée moderne, Triticum turgidum durum elite (10 génotypes) et sous sa
forme sauvage, Triticum turgidum dicoccoides (10 génotypes) et d’autre part, le criquet
migrateur, Locusta migratoria. Du côté du végétal, nous mesurons des traits fonctionnels sur
différents génotypes pour comparer ces deux formes de blé à l’herbivorie. Nous émettons
l’hypothèse que la sélection de génotypes pendant la domestication a un effet négatif sur
l'efficacité de défense des plantes. En effet, le blé moderne devrait être plus riche en azote et
donc plus attractif pour les besoins des herbivores et les défenses devraient être coûteuses et
par conséquent plus susceptibles d’être perdues au cours de la domestication. Du côté de
l’herbivore, nous étudions sa préférence pour les différentes variétés de blé que nous
interprétons en fonction de la valeur nutritive et de la défense mécanique que nous mesurons
sur ces blés. Nous émettons l’hypothèse que le criquet a une préférence pour les variétés
modernes s’il est vérifié qu’elles sont plus riches en nutriments et ont moins de défenses.

Session 1 : Mécanismes des interactions : du mutualisme au parasitisme

Rôle du système de sécrétion de type 3 (T3SS) lors de l’interaction symbiotique
entre Bradyrhizobium et Vigna unguiculata (Niébé)

Mamadou MBAYE¹*, Clémence CHAINTREUIL¹, Albin TEULET¹ Joël FARDOUX¹, Eric GIRAUD¹
1
 UMR LSTM (IRD, CIRAD, INRA, SupAgro, Université de Montpellier),
Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes, Campus international de baillarguet,
34398 Montpellier Cedex 05, France
Corresponding author : mamadoumbaye72@gmail.com

       Keywords : Symbiose, T3SS, effecteur, Bradyrhizobium, Niébé

Les Légumineuses tropicales cultivées telles que le soja, le niébé, et l’arachide présentent des
intérêts agronomiques et économiques très importants pour les pays du Sud. En outre, elles
présentent un intérêt écologique grâce à leur capacité à former une association symbiotique
avec des bactéries du sol fixatrice d’azote, les rhizobiums, au sein d’un nouvel organe
racinaire : le nodule. . Les mécanismes moléculaires régissant cette interaction symbiotique
sont aujourd’hui bien connus et les facteurs Nod, secrétés par la bactérie, joue un rôle
essentiel dans le déclenchement du processus de nodulation. Le succès de cette interaction
symbiotique repose souvent sur la capacité de la bactérie à moduler les mécanismes de
défense de la plante. Pour cela, beaucoup de rhizobiums possèdent un système de sécrétion
de type III (T3SS) utilisé pour l’injection d’effecteurs, aussi appelé Nops « nodulation outer
proteins », ayant pour rôle de limiter les réactions de défense de la plante. Dans cette étude,
nous nous sommes intéressés à préciser le rôle du T3SS lors de l’interaction symbiotique entre
Bradyrhizobium vignae ORS3257 et sa plante hôte le niébé, Vigna unguiculata. La mutation
du T3SS conduit à une réduction importante du nombre de nodules et de l’activité fixatrice
d’azote entrainant à une diminution drastique de la croissance des plants. L’effet de la
mutation ∆T3SS semble par ailleurs dépendre des conditions de culture et ainsi de la fitness
de la plante. L’inoculation d’une collection de mutants dans les gènes nop déjà disponibles a
conduit à l’identification d’un gène, nopT, et de deux régions génomiques différentes, reg3 et
reg8, comme ayant un impact important sur l’efficience symbiotique. Cette étude montre
ainsi un rôle essentiel du T3SS lors de l’interaction entre la souche ORS3257 et le niébé et a
permis d’identifier plusieurs effecteurs candidats jouant un rôle positif dans l’établissement
et l’efficience de cette symbiose.

Session 1 : Mécanismes des interactions : du mutualisme au parasitisme

Mécanismes cellulaires et moléculaires de la transmission du Turnip mosaic virus

Edwige Berthelot, Martin Drucker, Mounia Khelifa, Stéphane Blanc

BGPI, INRA, Cirad, Montpellier SupAgro, Campus International de Baillarguet, 34398, Montpellier
Cedex 5, France

       Mots-clés: Turnip Mosaic Virus (TuMV) - espèces réactives de l'oxygène - signalisation
       calcique - transmission - puceron

Le Turnip Mosaic Virus (TuMV) est transmis, comme des centaines d’autres virus, de manière
non-circulante, selon la stratégie moléculaire « facteur assistant de la transmission », par
pucerons. Cela indique que les particules virales (virions/capside) transmises s’attachent aux
pièces buccales des pucerons (stylets), et sont transportées vers une nouvelle plante hôte. La
liaison entre virions et stylets n’est pas directe, un facteur assistant de la transmission (HC-Pro
pour Helper Component Protease) y intervient en créant le lien moléculaire entre les virions
et les stylets. Pour un autre virus non-circulant et utilisant un facteur assistant de la
transmission, le Cauliflower Mosaic Virus (CaMV), la présence des vecteurs sur la plante induit
le passage de l’état non transmissible à l’état transmissible du virus. Nous avons testé si la
transmission du TuMV suit également cette stratégie, appelée « Transmission Activation
(TA)». Nos résultats montrent que des bloqueurs de la signalisation calcique inhibent la
transmission du TuMV tandis que des espèces réactives de l’oxygène l’activent. L’inhibition et
l’activation de la transmission sont corrélées avec l’absence/présence des oligomères de HC-
Pro et avec la non formation/formation de complexes transmissibles HC-Pro/capside. Le TuMV
est donc un deuxième exemple pour la TA.

Session 1 : Mécanismes des interactions : du mutualisme au parasitisme

Réceptivités relatives de variétés contrastées de niébé et de sorgho aux
symbioses fixatrices d’azote (Burkina Faso)

Audrey Guichemerre, Yves Prin, Estelle Tournier

LSTM, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes, UMR
IRD/SupAgro/INRA/UM/CIRAD, Campus International de Baillarguet, TA A-82/J, Montpellier, France

       Mots-clés : symbiose, Bradyrhizobium, niébé, sorgho, culture mixte

Au Burkina Faso, la pauvreté ainsi que les conditions climatiques difficiles font que les cultures
vivrières ne permettent plus l’autosuffisance alimentaire du pays à forte croissance
démographique. Mon stage entre dans le cadre du projet Oracle (Optimisation des rotations
et associations céréales/légumineuses) financé par la Fondation Avril et le Cirad dont l’enjeu
principal est d’optimiser le fonctionnement des rotations et des associations en valorisant la
diversité des espèces cultivées pour développer des systèmes de culture plus résistants aux
contraintes environnementales. L’objectif est d’étudier la réceptivité relative de différentes
variétés de sorgho et de niébé en association symbiotique avec des bactéries fixatrices d’azote
du genre Bradyrhizobium. Une première étape de piégeage bactérien à partir de 15 sols du
Burkina Faso a été réalisée en utilisant des échantillons de graines de niébé et de sorgho
récoltées sur ces sols et a permis d’isoler 97 bactéries de genre inconnu. Une étape de criblage
est en cours afin de tester ces bactéries isolées et d’éliminer les souches non-nodulantes. Les
bactéries retenues ainsi que celles isolées du sorgho seront ensuite séquencées. De plus, une
expérience de culture en aéroponie semble montrer une meilleure croissance du niébé et du
sorgho en cas de co-culture par rapport à la monoculture. Il reste alors à tester les différences
potentielles de réceptivité de ces plantes entre les 2 types de culture face aux différentes
souches bactériennes symbiotiques isolées.

Session 1 : Mécanismes des interactions : du mutualisme au parasitisme

Analyse génétique des étapes précoces de la symbiose Facteur-Nod indépendante
chez Aeschynomene evenia.

Johan Quilbe, Jean-François ARRIGHI, Fabienne CARTIEAUX, Eric GIRAUD

LSTM, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes, UMR
IRD/SupAgro/INRA/UM/CIRAD, Campus International de Baillarguet, TA A-82/J, Montpellier, France

       Mots-clés : Légumineuse/Aeschynomene/Rhizobium/Nod-indépendant/Génétique

Les légumineuses sont des plantes capables de s’associer avec des bactéries fixatrices d’azote
du sol communément appelées Rhizobium pour former un organe symbiotique : le nodule. La
bactérie apporte à la plante de l’azote sous forme assimilable en échange de sucres issus de
la photosynthèse. Les légumineuses sont couramment utilisées en rotation de culture pour
augmenter le taux d’azote en champs et sont des plantes pouvant se développer sans ajout
d’engrais azoté. Une utilisation régulière des légumineuses en agriculture devrait permettre
de réduire l’impact anthropique sur l’environnement, de plus le transfert de la nodulation sur
des plantes non-légumineuses auraient un impact majeur sur l'agriculture au niveau mondial.
Il est donc essentiel de comprendre et d’étudier cette interaction symbiotique pour améliorer
les pratiques culturales. Des analyses génétiques chez deux légumineuses tempérées
modèles, Medicago truncatula et Lotus japonicus, ont permis de mettre en évidence un
dialogue moléculaire entre les deux partenaires reposant sur la perception de molécules signal
clés que l’on appel Facteurs Nod et de trouver des gènes impliqués dans la transduction du
signal Nod. Ce type de symbiose repose sur des mécanismes sophistiqués et ne reflète pas la
diversité que l’on peut rencontrer chez les légumineuses et notamment chez certaines
légumineuses tropicales. Aeschynomene evenia est une légumineuse tropicale semi-
aquatique qui possède des propriétés de nodulation originales. En effet certaines
Aeschynomene peuvent produire des nodules à la fois sur la racine et sur la tige, elles peuvent
parfois s’associer avec des Bradyrhizobium photosynthétique dont certains ne possèdent pas
les gènes nod nécessaires à la synthèse des facteurs Nod. On nomme cette interaction
originale, symbiose facteur Nod-indépendante. A.evenia a été choisi comme nouvelle
légumineuse modèle pour mieux comprendre les mécanismes Nod-indépendant et car elle
possède tous les caractères nécessaires pour des études de génétique directe. Le crible d’une
population d’A.evenia issue d’une mutagenèse EMS a permis de sélectionner de nombreux
mutants altérés dans le processus symbiotique dont certains sont totalement incapables de
noduler, ce qui indique que le processus est bloqué dans les premières étapes de la symbiose.
La caractérisation phénotypique, génétique et moléculaire des mutants Nod- est en cours pour
pouvoir identifier les gènes de la perception et de la transduction du signal non-Nod. Après
identification des gènes, ce travail permettra de mettre à jour les mécanismes moléculaires
de la symbiose Nod-indépendante et permettra d’apporter un nouvel éclairage sur l’évolution
des mécanismes symbiotique régissant l’interaction entre légumineuses et rhizobium.

Session 2 : Processus évolutif : adaptation à l’hôte et à l’environnement

Effect of the environment on life-history traits in Drosophila suzukii

Laure Olazcuaga, Arnaud Estoup, Mathieu Gautier

CBGP, Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (CBGP), Montpellier, France

       Keywords: Phenotypic plasticity, Life history traits, D. suzukii, Nutrition

The life-history traits of organisms can be driven by the environment. Specifically, the
nutritional composition of resources can influence life-history traits in insects. In Drosophila,
the ratio of protein to carbohydrate (the P:C ratio) strongly influences life history traits.
However, natural resources used by Drosophila species vary in many other factors. We
compare how well P:C ratios of fruit resources predict life history traits in D. suzukii, relative
to other measures of fruit composition and fruit identity, which integrates all aspects of the
resource. We evaluate how 12 different fruit purees influenced life-history traits in D. suzukii.
Fecundity (eggs laid in 24 hours) on each fruit medium was measured in a choice and a no-
choice environment. We also evaluated development time, the rate of survival from egg to
adult, and the total number of adults as an estimate of total fitness. We then test whether
fruit identity, composition or P:C ratio best predict D. suzukii life history. Fruit influenced the
entire life cycle, including oviposition and larval performance as well as the number of adults
produced in the next generation. Variation in these traits is best explained by fruit identity,
then composition, and lastly by the P:C ratio. These results highlight the importance of
considering a resource as a whole. Considering only the ratio of protein to carbohydrates is
not sufficient for understanding variation in key life-history traits.

Session 2 : Processus évolutif : adaptation à l’hôte et à l’environnement

Etude de la stabilité génétique d’un vaccin contre la Peste des Petits Ruminants
(PPR)

Marie Boyer & Roger Jr Eloiflin, Arnaud Bataille

ASTRE, Animal, Santé, Territoires, Risques, Ecosystèmes, UMR INRA/CIRAD F-34398 Montpellier, France

       Mots-clés : Virus PPR, Vaccin, NGS, Bioinformatique, Biologie Moléculaire

 Etude de la stabilité génétique d’un vaccin contre la Peste des Petits Ruminants (PPR)
La peste des petits ruminants (PPR) est une maladie virale très contagieuse qui touche
principalement les chèvres et les moutons (caprins et ovins) en Afrique, en Asie et au Moyen-
Orient. La maladie est causée par un virus du genre Morbillivirus, de la famille des
Paramyxoviridae. Le vaccin le plus utilisé (Nigeria 75-1) contre la PPR provient de la souche
sauvage atténuée isolée au Nigeria en 1975. Soixante-quinze passages de la souche sauvage,
en culture cellulaire à travers des cellules Véro (cellules de rein de singes), ont été réalisés
pour obtenir une souche vaccinale atténuée. Pour tout vaccin, il est nécessaire de vérifier la
stabilité de celui-ci afin d’éviter tout retour aux caractères infectieux lors de cultures
cellulaires supplémentaires associées à la production de vaccin. Pour ce faire, plusieurs
passages postérieurs à l’obtention du vaccin ont été récupérés ou effectués. Ces différents
passages seront par la suite, séquencés et analysés via des outils de bio-informatiques et de
bio statistiques afin de déterminer les différentes variations nucléotidiques pouvant affecter
la stabilité du vaccin. Ce projet a pour objectif final de mettre en place un moyen de contrôle
de la production des vaccins PPR vivants atténués.

Session 2 : Processus évolutif : adaptation à l’hôte et à l’environnement

Étude de la diversité des virus des plantes conservés dans les herbiers

Romain Delattre, Charlotte Julian, Emmanuel Fernandez, Denis Filloux et Philippe
Roumagnac

BGPI, INRA, Cirad, Montpellier SupAgro, Campus International de Baillarguet, 34398, Montpellier
Cedex 5, France

       Mots-clés : Paléovirologie, Métagénomique, Herbier

Depuis 1960, les émergences des maladies de plantes ont drastiquement augmenté avec
l’intensification de l’agriculture, du transport des humains et des plantes et les changements
environnementaux. Dans ce nouveau contexte géo-économique et avec l’augmentation des
populations mondiales, l’étude et la modélisation des paramètres d’émergence des maladies
permettent de mieux comprendre les émergences contemporaines mais aussi d’anticiper de
nouvelles émergences. Des études récentes ont montré que des acides nucléiques viraux plus
ou moins intacts pouvaient être présents dans des échantillons issus de collections d’herbiers.
L’identification de virus conservés dans ces collections d’herbiers apparaît donc primordiale
afin d’estimer l’origine des virus contemporains en nous renseignant sur la diversité virale
passée et en datant les événements de divergence des principaux groupes viraux isolés de nos
jours. Notre travail de recherche s’appuiera sur des techniques moléculaire et bio-
informatiques de métagénomique afin d’identifier sans a priori des acides nucléiques viraux «
fossiles » à partir d’échantillons végétaux anciens conservés dans des herbiers, de reconstituer
leur phylogénie et si possible, de reconstituer leurs génomes et de les corréler avec les lignées
virales actuelles.

Since 1960, the emergence of plant diseases has drastically increased with the intensification
of agriculture, human and plant transportation and environmental change.
Within this new geo-economic context and with the increase of world populations, the study
and the modeling of the disease emergence parameters make it possible to better understand
the contemporary emergences but also to anticipate new emergences. While recent studies
have revealed that viral nucleic acids can still be detectable from plant herbarium specimens,
the identification of viruses preserved in these herbarium is doable, which will be the first step
towards estimating the origin of contemporary viruses by informing us about past viral
diversity and by dating today’s main isolated viral groups’ divergence. Our research work will
be based on molecular and bioinformatic metagenomic techniques in order to identify "fossil"
viral nucleic acids from old plant samples preserved in herbarium without a priori, to
reconstitute their phylogeny and, if possible, reconstruct their genomes and correlate them
with current viral lineages.

Session 2 : Processus évolutif : adaptation à l’hôte et à l’environnement

A hierarchical bayesian model for measuring the extent of local adaptation from
haplotype data.

Valentin Hivert[1] ;Mathieu Gautier[1];Renaud Vitalis[1]

[1]Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (CBGP), Montpellier, France

       Mots-clés: Population Genomics ; Statistical inference ; Adaptation Genetics ; Next
       Generation Sequencing (NGS) ; Modeling

The recent advent of high throughput sequencing and genotyping technologies (Next
Generation Sequencing, NGS) enables the comparison of patterns of polymorphisms at a very
large number of markers, which makes it possible to characterize genomic regions involved in
the adaptation of organisms to their environment. Here, we present some recent
developments to SelEstim (Vitalis & al., 2014), a hierarchical bayesian model that identifies
and measures genomic signatures of selection from gene frequency data. In particular, we
extend the model to analyse multi-allelic markers. This allows to use haplotype data, defined
by means of unsupervised classification methods, and considering haplotype blocks as multi-
allelic markers. We expect this approach, which accounts for linkage disequilibrium
information across individual markers, to be more powerful than those that consider
independent SNPs. We will illustrate our results with some analyses conducted on simulated
data, comparing the information brought by haplotype data relatively to analyses using SNP
data alone.

Session 2 : Processus évolutif : adaptation à l’hôte et à l’environnement

Développement et optimisation d’un outil de simulation en C++ de données
génomiques en populations spatialisées

Francois David COLLIN1, Alexandre DEHNE-GARCIA2, Raphaël LEBLOIS, Thimothée
VIRGOULAY4
1                                                       3
    Ingénieur, Laboratoire IMAG, Université de              Chercheur, INRA-CBGP, Montferrier sur Lez
Montpellier.                                            4
                                                            Stagiaire Master 2, BCD, Université de Montpellier
2
  Ingénieur, INRA-CBGP, Montferrier sur Lez
Corresponding author : thimothee.virgoulay@etu.umontpellier.fr

Le développement rapide des techniques de séquençage, ainsi que des moyens de calculs
informatiques a révolutionné la génétique/génomique des populations ces 20 dernières
années. Cependant, du fait de la difficulté à obtenir des données génomiques individuelles et
géo-référencées pour de gros échantillons et de la lourdeur des modèles spatialement
explicites, l’aspect spatial a souvent été délaissé. On assiste aujourd’hui à deux changements
majeurs :
1. les génomes individuels atteignent un prix raisonnable,
2. les méthodes d’estimations basées sur la simulation de type ABC (Approximate Bayesian
Computations) ont gagné un facteur 10 à 100 en terme d’efficacité grâce à l’utilisation des
algorithmes de forêts aléatoires (Pudlo et al. 2015). De ce fait, il est maintenant envisageable
de faire de l’estimation de paramètres démographiques (dispersion, densité et tailles de
populations) et historiques (dater des changements démographiques) à partir de données
génomiques sous des modèles démo-génétiques spatialisés de plus en plus réalistes.
Améliorer ces techniques d’inférences et les modèles sous-jacents permettra de répondre à
des questions essentielles pour mieux comprendre la répartition et l’évolution de la diversité
génétique des populations dans le temps et l’espace. Notre but est d’implémenter un nouveau
simulateur de données génomiques basé sur des algorithmes de coalescences pouvant
considérer des modèles spatialisés, afin de l’utiliser pour faire de l’inférence démo-génétique.
Les techniques modernes d’inférence, par ABC entre autres, nécessitant des algorithmes
efficaces, autant en terme de vitesse d’exécution des calculs que de l’espace mémoire
nécessaire, le choix des méthodes de stockage et d’indexation des arbres de coalescence et
des génomes simulés est donc crucial pour permettre de simuler de gros jeux de données très
rapidement (Kelleher et al. 2016). Ce projet vise le développement d’un logiciel autonome,
open source, collaboratif (Git) et si possible en intégration continue. Il est organisé de façon à
s’orienter vers une programmation dite « moderne » en C++, utilisant de manière extensive
les nouveautés du standard (C++11/14/17), de manière à produire un code lisible, concis,
optimisé et immédiatement réutilisable.

Références :
1. Pudlo, Pierre, Jean-Michel Marin, Arnaud Estoup, Jean-Marie Cornuet, Mathieu Gautier, and Christian P.
Robert, ‘Reliable ABC Model Choice via Random Forests’, Bioinformatics, 32
(2016), 859–66 
2. Kelleher, Jerome, Alison M Etheridge, and Gilean McVean, ‘Efficient Coalescent Simulation
and Genealogical Analysis for Large Sample Sizes’, ed. by Yun S. Song, PLOS Computational
Biology, 12 (2016), e1004842

Session 3 : Santé animale : Etude et prévention des risques

The role of human and animal mobility, within the poultry production networks,
in the global spread of avian influenza viruses: context and perspectives

Claire Hautefeuille, Marisa Peyre

ASTRE, Animal, Santé, Territoires, Risques, Ecosystèmes, UMR INRA/CIRAD F-34398 Montpellier, France

       Mots clés: avian influenza, production network, global, mobility, epidemiology

During the last 20 years, the number of avian influenza outbreaks increased worldwide. In the
mean time, the consumption of poultry products (meat, eggs) increased with the growth of
the human population and with it the poultry production. On the other hand, during the same
time period, the number of wild birds reduced. So, we can be wondering about the role of
human and animal mobility, within the poultry production networks, in this increase of avian
influenza outbreaks all around the world. We have started a systematic review of the
literature to identify a lack of knowledge on the role of human and animal mobility, within the
poultry production networks, on the spread of avian influenza at the national and
international level.

This talk will present the historical and current epidemiological situation of avian influenza
viruses and poultry production around the world. It will also present the first results of the
systematic literature review and the next steps planned for this PhD thesis.

Session 3 : Santé animale : Etude et prévention des risques

Towards an automatic animal diseases surveillance system based on textual
media analysis

Sarah Valentin, M. Roche, R. Lancelot

ASTRE, Animal, Santé, Territoires, Risques, Ecosystèmes, UMR INRA/CIRAD F-34398 Montpellier, France
TETIS, Territoires, Environnement, Télédetection et Information Spatiale, UMR
AgroParisTech/Irstea/Cirad, Montpellier, France

       Mots-clés: Veille du web, données non-officielles, santé animale, text mining

La veille en santé animale, et notamment la détection précoce d’émergence au niveau
mondial d’agents pathogènes, est l’un des moyens permettant de prévenir ou d’anticiper
l’introduction de dangers sanitaires en France. Dans le cadre de la Veille Sanitaire
Internationale (VSI) de la plateforme nationale d’épidémiosurveillance en santé animale (ESA),
un outil dédié à la veille automatique des dépêches issues des médias électroniques a été
développé (PADI-web : Platform for Automated Extraction of Animal Disease Information
from the Web). Son objectif est de compléter voire d’anticiper les données produites par les
sources de notification de référence en santé animales telles que l’OIE ou la FAO. Le
fonctionnement de PADI-web repose sur une méthode de fouille de texte pour la détection,
la collecte, la catégorisation et l’extraction de l’information sanitaire à partir des données
textuelles non structurées publiées sur le web. Une évaluation de l’outil a été effectuée à
partir d’un cas d’étude sur une maladie animale d’intérêt (la fièvre aphteuse) en Afrique. Cette
évaluation a mis en évidence des performances quantitatives de détection d’événements
variables selon les pays, et une forte plus-value qualitative en terme de complémentarité
d’informations. Les verrous méthodologiques identifiés (ambiguités géographiques,
extraction d’événements pertinents en particulier) font l’objet des développements de cette
thèse.

Session 3 : Santé animale : Etude et prévention des risques

How to obtain Culicoides abundance data at a national scale with
one collection season in Morocco

Maria Bourquia1, Thomas Balenghien2,4, Ignace Rakotoarivony2, Maxime Duhayon2 ,Laëtitia
Gardès2, Moad Chakrani4, Intissar Boukhari1, Karine Huber2, Claire Garros3, Khalid
Khallaayoune1

1 Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II, Unité Parasitologie et maladies parasitaires, 10100
Rabat, Maroc
2 Astre, Univ. Montpellier, Cirad, Inra, Montpellier, France
3 Cirad, UMR Astre, F-97491 Sainte-Clotilde, La Réunion, France
4 Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II, Unité Microbiologie, immunologie et maladies
contagieuses, 10100 Rabat, Maroc

For vector-borne diseases, producing abundance maps is a necessary step for risk mapping,
which is an important tool to help focusing surveillance actions. Such as mapping requires
sampling vector insects at a national/regional scale, which is quite difficult due to important
heterogeneity in spatial distribution and in temporal dynamics. In Morocco, Culicoides biting
midges were responsible for African horse sickness (AHS) outbreaks in the 1960s and the most
recently in the late 1980s. They are also involved in the enzootic transmission of bluetongue
(BT) virus since 2004. We aimed to produce first abundance maps for most abundant
Culicoides species, and then risk maps for BTV and AHSV, across Morocco. In 2016, we
compared species diversity in ruminant farms and in horse holding to determine if abundance
maps derived from sampling in ruminant farms could be used to generate risk maps for both
AHS and BT viruses. In 2017, we carried out a cross-sectional survey at the national scale. We
used a stratified sampling strategy using eco-agronomic zones, with which we hypothesized
homogeneity of Culicoides diversity and dynamics. We used historical collection time series
to determine periods of abundance peak according to climatic zonation. This strategy allowed
us to plan a national sampling of Culicoides abundance. In 2016, we found the same species
in cattle and horse holdings. In addition, Culicoides paolae – reported in the literature as
associated with Barbary fig trees, and Culicoides scoticus were recorded for the first time in
Morocco. These records were confirmed by molecular assay. In 2017, collection campaign was
conducted twice a year (from late April to June and from September to October): 144 farms
were trapped during this period. At each visit, Culicoides populations were sampled for 48
consecutive hours using a light trap. A total we obtained 262 samples. Samples were currently
under identification process. The next step will be to determine ecological drivers of
abundance and distribution to provide accurate Culicoides mapping across Morocco.

Session 3 : Santé animale : Etude et prévention des risques

Le secretome peptidasique des mycoplasmes

Sarah Ganter, P. Totte, F. Thiaucourt, L. Manso-Silvan, F. Tardy, P. Gaurivaud

ASTRE, Animal, Santé, Territoires, Risques, Ecosystèmes, UMR INRA/CIRAD F-34398 Montpellier, France
ANSES, Agence nationale de Sécurité Sanitaire de l’Alimentation, de l’Environnement et du Travail,
Laboratoire d’amélioration de la santé des ruminants, Lyon, France

       Mots-clés : Mycoplasmes, sécrétome, peptidases, virulence

 Parmi les facteurs de virulence bactériens certaines protéines sécrétées sont dotées d’une
activité protéasique. Elles participent à la dégradation des tissus de l’hôte ainsi qu’à la
modulation du système immunitaire. Dans ce contexte, nous nous intéressons à leur rôle dans
la virulence en nous focalisant sur un modèle bactérien, les mycoplasmes isolés des voies
respiratoires des ruminants. Parmi ces bactéries on retrouve l’agent de la péripneumonie
contagieuse bovine et l’agent de la pleuropneumonie contagieuse caprine, deux maladies
dévastatrices engendrant d’importantes pertes économiques sur le continent africain. Dans
un premier temps les espèces mycoplasmiques sécrétant des protéases ont été mises en
évidence par la dégradation de la caséine fluorescente. La présence de protéase associées aux
bactéries ou libérées dans le milieu de culture a été recherchée via l’utilisation de gélose au
lait et de zymogramme à caséine et gélatine. Le milieu de culture des mycoplasmes est riche
en sérum, sa composition complique donc l’identification des protéases libérées par
spectrométrie de masse. Nous avons ainsi développé un milieu sans sérum dans lequel des
activités protéasiques ont été retrouvées. L’identification des protéases sécrétées par
spectrométrie de masse permettra d’identifier les gènes correspondants. Le rôle des
protéases dans les interactions mycoplasmes – hôte sera abordé par la suite.

Session 4 : Santé animale : Etude et prévention des risques

Modéliser la dynamique post-exploitation de la biomasse des forêts
amazoniennes

Camille Piponiot-Laroche, Bruno Hérault, Plinio Sist

Forêts et Sociétés, UR Cirad, Montpellier, France

       Keywords : Amazonia, Selective logging, Carbon, Modelling

Along with being home to a huge variety of plants and wildlife, rainforests also play an
important role in storing carbon: the Amazon rainforest alone holds around 30% of the total
carbon stored in land-based ecosystems, thus playing a major role in climate change
mitigation. When Amazonian forests are selectively logged to extract high-value timber, part
of this stored carbon is lost, but the loss can be compensated for in the medium to long term
if the forest is left to regrow. New trees and trees that survived the logging grow to fill the
gaps left by the felled trees. However, it is not clear how differences in the forest (for example,
forest maturity), environmental factors (such as climate or soil) and the degree of the
disturbance caused by the logging affect the ability of the forest ecosystem to recover the lost
carbon. We used computer modeling to analyze data from over a hundred different forest
plots across the Amazon rainforest. Our results show that the forest’s ability to recover carbon
after selective logging greatly differs between regions. For example, the overall amount of
carbon recovered in the first ten years is predicted to be higher in a region in the north known
as the Guiana Shield than in the south of the Amazonian basin where the climate is less
favorable. Our findings highlight the key role the trees that survive selective logging play in
carbon recovery.

Session 4 : Santé animale : Etude et prévention des risques

Evaluation des effets du pyriproxyfène sur Glossina palpalis gambiensis au
laboratoire en vue de son utilisation dans une approche de ‛‛Boosted SIT’

Lison Laroche, Sophie Ravel

Intertryp, Interactions Hôte-Vecteur-Parasite-Environnement dans les maladies tropicales négligées
dues aux Trypanosomatidae, UMR IRD/Cirad/Université de Bordeaux 2/Université Lyon 1,
Montpellier, France

       Mots-clés : Technique de l'Insecte Stérile, Glossina palpalis gambiensis, pyriproxyfène,
       survie, rémanence, transfert, fécondité

La glossine, ou mouche tsé-tsé, est un diptère hématophage principal vecteur des
trypanosomes africains, protozoaires flagellés provoquant chez différents mammifères une
pathologie à l’issue généralement fatale en l'absence de traitement : la maladie du sommeil
qui sévit en Afrique subsaharienne. Afin de lutter contre cette maladie, qui affecte les
populations africaines, il est nécessaire de passer par le contrôle du vecteur. Cetaines
méthodes de luttes antivectorielles comme la Technique de l’Insecte Stérile (TIS) ont déjà fait
leurs preuves sur une population insulaire isolée de glossines. Récemment, une nouvelle
approche a été proposée pour contrôler des populations de ce vecteur à grande échelle, sur
le continent : la "Boosted SIT" qui combine la TIS à l’auto-dissémination du pyriproxyfène (PP),
un analogue de l’hormone juvénile. Nos travaux, au laboratoire, visent à déterminer la
dynamique de transfert du PP d’un mâle stérile à une femelle lors de l’accouplement ainsi que
l’impact du PP sur la fécondité des femelles. Pour cela nous avons mis au point une méthode
de traitement des mâles stériles par imprégnation avec une poudre contenant 40% de PP.
Nous avons évalué la survie des mâles stériles traités au PP, la rémanence du biocide sur ces
derniers, la quantité de PP transférée des mâles aux femelles lors de l’accouplement ainsi que
l’impact du PP sur la fécondité des femelles. Nos résultats montrent que le PP n’a pas d’impact
significatif sur la survie des mâles stériles traités et qu'il présente une faible rémanence sur
ces derniers. Nous avons également montré expérimentalement qu'une quantité de PP,
suffisante pour impacter la fécondité, est transferée d’un mâle stérile à une femelle vierge
lors de l’accouplement et à une femelle déjà inséminée lors d'un simple contact sans
accouplement. Ce dernier résultat indique que la "Boosted SIT" permettrait, sur le terrain,
d’impacter également la fertilité des femelles déjà accouplées qui ne le sont pas par une
simple TIS. L’étude de l’impact du PP sur la fécondité est actuellement en cours. Enfin, ces
premiers résultats très prometteurs laissent envisager l’application à grande échelle de
l’approche "Boosted SIT" contre les glossines vectrices de trypanosomes en Afrique

Session 4 : Santé animale : Etude et prévention des risques

Première évaluation d'un parasitoïde oophage pour contrôler Bagrada hilaris,une
punaise invasive en Californie

Guillaume Martel, Serge Kreiter, René Sforza

CBGP, Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (CBGP), Montpellier, France
EBCL, European Biological Control Laboratory, Montpellier, France

       Mots-clés : Lutte biologique, Bagrada hilaris, Brassicaceae, Parasitoïde

Originaire d'Asie et d'Afrique, la punaise Bagrada hilaris (Hemiptera : Pentatomidae) a été
introduite en 2008 en Californie, où elle est devenue un ravageur majeur des cultures de
Brassicaceae. Face aux conséquences économiques de cette invasion, les alternatives
n'impliquant pas de pesticides sont peu nombreuses. Depuis 2015, un projet de lutte
biologique vise à mettre en place un contrôle de B. hilaris en Amérique du Nord à l'aide de
parasitoïdes oophages récoltés dans son aire native. C'est dans ce contexte que s'inscrit un
projet de thèse visant à évaluer un potentiel agent de lutte biologique : Gryon sp.
(Hymenoptera : Platygastridae). Trois grands axes de recherche ont ainsi été définis : 1)
Etudier les traits d'histoire de vie du parasitoïde 2) Etudier les stratégies de recherche d'hôte
de ce parasitoïde, 3) Comprendre les signaux chimiques utilisés par le parasitoïde pour
localiser, reconnaître et parasiter son hôte. Le but de ces travaux est de mieux comprendre la
relation hôte-parasitoïde en vue d’optimiser un potentiel lâcher en Californie. L'objectif final
est ainsi de répondre à des enjeux forts en termes d’augmentation de la productivité des
cultures biologiques de crucifères en Californie dans un souci permanent de protection de
l’environnement, des professionnels de l’agriculture et du consommateur.

Session 4 : Santé animale : Etude et prévention des risques

Pathways of agroforestry systems in Mediterranean protected landscapes: a
social-ecological perspective

Clara Therville1,2,3, Martine Antona1,2, Hubert De Foresta3
1
 . CIRAD, UPR GREEN, 34398 Montpellier cedex 5, France
2
 . GREEN, Université de Montpellier, Montpellier, France
3
 . AMAP, IRD, CNRS, CIRAD, INRA, Université de Montpellier, Montpellier, France

       Keywords: agroforestry; Mediterranean landscape; pathway; institutional analysis;
       social-ecological system

While global change is challenging our models of development, integrated approaches such
as agroecology, multifunctional forest management or integrated conservation are ways to
promote land-sharing. Among the diversity of agro-ecological practices that intend to reach
both food production and environmental issues, agroforestry systems (AFS) have the
specificity to integrate woody vegetation, crops and/or livestock on the same area of land.
Here we identified the different types of AFS and social-ecological processes that explain their
dynamics in two Mediterranean protected areas: Ventoux biosphere reserve and Verdon
regional nature park. These two territories are characterized by a typical Mediterranean
landscape gradient, from areas impacted by urbanization and industrialization of agriculture,
to abandoned marginal lands. We conducted 50 semi-directive interviews with stakeholders
concerned by AFS. We focused on: i) the main AFS present in the protected areas as well as
their dynamics and; ii) the stakeholders, institutional arrangements and policies involved for
each type of AFS. We identified two contrasted but inter-connected dynamics along the
landscape gradient: i) in intensely used agricultural landscapes, AFS are promoted by
environmental stakeholders to support more complex landscapes and soil, water and
biodiversity preservation; and ii) in marginal mountainous areas, the main AFS, silvopasture,
is affected by multiple issues such as fire prevention, forestry production and maintenance of
open environments. In both cases, ongoing social-ecological changes (wolf resettlement,
increased droughts, political changes…) call into question the arrangements implemented by
stakeholders, inducing new coordination challenges.

Session 4 : Santé animale : Etude et prévention des risques

Etude de l’impact des bactéries endophytes de semences de Cedrus libani sur la
croissance et la mycorhization de plants de Cèdre en pépinière

Romy Azar, Robin Duponnois

LSTM, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes, UMR
IRD/SupAgro/INRA/UM/CIRAD, Campus International de Baillarguet, TA A-82/J, Montpellier, France

       Mots-clés : Cedrus libani, mycorhizes, mycorhization contrôlée, bactéries endophytes

Les forêts libanaises sont soumises à une fragmentation et une détérioration, notamment de
l’espèce emblématique Cedrus libani, n’occupant plus que 1% de la surface forestière. De ce
fait, de nombreux programmes essaient avec difficulté de recréer le « corridor » des cédraies
du Mont Liban. Afin de faciliter ce reboisement, l’approche innovante que nous proposons
inclut l’utilisation des bactéries endophytes de graines (microorganismes naturellement
présents dans les graines du cèdre) ; ainsi que des champignons mycorhiziens associés à cette
espèce végétale. En effet, des résultats récents ont montré que des semences colonisées par
certaines bactéries et champignons présentaient des potentialités remarquables en termes
de phytostimulation et de phytoprotection. Outre l’acquisition de connaissances scientifiques
sur le rôle des bactéries endophytes de graines vis avis de l’établissement de la symbiose
mycorhizienne associées à des essences forestières d’intérêts La finalité de ce projet sera de
concevoir un itinéraire sylvicole innovant et performant en valorisant les ressources
microbiennes inféodées au cèdre du Liban.

Session 4 : Santé animale : Etude et prévention des risques

Modélisation des paramètres de croissance et de développement chez différentes
espèces de caféiers et Côte d’Ivoire

Michelle-Pamella Okoma, Sylvie Sabatier

UMR AMAP (CNRS, CIRAD, IRD, INRA): botAnique et Modélisation de l’Architecture des Plantes et des
végétations, Cirad, 34398 Montpellier Cedex 5

       Mots-clés : Architecture, Modèle, Greenlab, Caféier

La relance de la caféiculture ivoirienne nécessite la prise en compte de l’architecture des
plantes. En effet, de nombreuses composantes architecturales sont des facteurs de
productivité chez le caféier. Certains modèles génériques permettent de faire une analyse fine
de l’architecture des plantes.
Le modèle structure-fonction GreenLab a été utilisé pour déterminer, par une méthode non
destructive, les paramètres de développement et de croissance architecturaux de six espèces
de caféiers d’origine africaine dont la principale espèce cultivée en Côte d’Ivoire. A savoir : C.
canephora (GREECAN), C. stenophylla (STE), C. racemosa (RAC), C. pseudozanguebariae (PSE),
C. liberica var liberica (LIB) et C. liberica var dewevrei (DEW).
L’espèce CAN a montré des feuilles et des entre-nœuds de taille moyenne, intermédiaire entre
ceux de DEW et LIB qui ont de grandes feuilles et de longs entre-nœuds et ceux de STE et RAC
qui ont de petits organes. Le fonctionnement des méristèmes défini par les probabilités de
croissance des tiges (P), des branches (B) et de ramification, ont faiblement varié d’une espèce
à l’autre. Mais, RAC et STE ont présenté un développement plus rapide que les autres espèces.
L’ajustement des séries organiques par le modèle a permis d’estimer les paramètres sources-
puits, moteurs de la croissance des plantes, et de simuler l’architecture des caféiers. Ces
paramètres ont varié d’une espèce à une autre en fonction de la taille des organes.
La calibration du modèle GreenLab a permis de comprendre le fonctionnement et la variabilité
interspécifique de l’architecture des caféiers. Chaque espèce présente son propre schéma de
développement et de croissance.