Academic literature on the topic 'Phéromones – Identification'

La communication chimique par phéromones sexuelles chez sesamia nonagrioides a permis d'aborder les grands thèmes de ce domaine de recherche qui se situent toujours aux frontières du fondamental et de l'appliqué. Ainsi, nous avons aussi bien traité les aspects comportementaux liés aux phéromones sexuelles que leur physico-chimie. L'approche comportementale a porté sur le rôle des composés minoritaires et sur les mécanismes impliqués dans la confusion sexuelle. L'approche physico-chimique s'est attachée à la connaissance de la diffusion des molécules phéromonales et à leur détection. Un reexamen du rôle des composés minoritaires sur le comportement sexuel des mâles démontre que le z11-16 : Al est un composé activement impliqué dans l'attraction sexuelle ainsi que dans la spécificité du signal chimique. Le rôle du z11-16 : OH est plus ambigu et semble lié à la diffusion de l'aldéhyde. L'analyse physico-chimique des effluves de glandes confirme que le z11-16 : al est un constituant de la phéromone sexuelle. L'importance de la qualité du mélange et de la diffusion est démontrée ainsi que le rôle de l'intégralité du message chimique sur le comportement reproducteur. Pour la confusion sexuelle, nous démontrons que les processus de désorientation des mâles dépendent directement de la nature de la formulation et de la dose appliquée. Le mélange phéromonal complet induit à faible dose un phénomène de compétition et a forte dose un camouflage ; un mélange partiel induit a faible dose un deséquilibre de l'information chimique perçue par le mâle et à forte dose un camouflage. Avec des diffuseurs fortement chargés en phéromone, l'efficacité de la confusion sexuelle est la même que le mélange utilisé soit complet ou non. L'ensemble de nos résultats nous conduit a recommander le mélange binaire pour la confusion sexuelle et une nouvelle formulation pour le piégeage sexuel. Ce travail fait partie du projet cee fair ct 96-1302.

Le comportement sexuel a été étudié chez 2 espèces de blattes appartenant à la sous-famille des Oxyhaloinae, Leucophaea maderae et Nauphoeta cinerea. Chez ces espèces, ce sont les mâles qui initient le comportement sexuel. L'identification des phéromones sexuelles mâles a été réalisée à partir d'extraits de glandes sternales de mâles, glandes qui sont exposées lors de la position d'appel. Chez L. Maderae, la phéromone sexuelle mâle attractive à distance est l'hydroxy-3-butanone-2 associées à 2 arrestants, les acides sénécioique (acide methyl-3-butenoique-2) et trans-2-octénoique, qui maintiennent les femelles près des mâles. Chez N. Cinerea, 2 composés, la methyl-2-thiazolidine et le 4-ethylguaiacol, agissant en synergie, constituent la phéromone sexuelle mâle. L'hydroxy-3-butanone-2, la methyl-2-thiazoline-2 sont les principaux arrestants du mélange phéromonal. Ces mélanges phéromonaux sont spécifiques. Le comportement sexuel est à l'origine de violents comportements agonistiques chez les mâles, qui aboutissent à l'établissement d'une hiérarchie avec des mâles dominants et des mâles subordonnés. Les mâles dominants peuvent acquérir un territoire qu'ils défendent. La quantification de la phéromone mâle montre qu'elle est plus abondante chez les subordonnés. Le mâle dominant empêche le subordonné d'adopter la position d'appel et d'émettre sa phéromone sexuelle.

Chez le mollusque céphalopode Sepia officinalis, des phéromones sexuelles libérées dans le milieu marin lors de la ponte sont depuis longtemps suspectées d’être à l’origine de la concentration des géniteurs sur des aires de ponte côtières très localisées, au moment de la reproduction. L’identification de ces phéromones, faute de disposer de données génomiques, a été réalisée en se basant sur les données disponibles chez un gastéropode marin, l’aplysie, au regard d’une forte homologie comportementale au moment de la reproduction associée à une proximité phylogénique évidente avec les céphalopodes. Dans cette optique, 576 ESTs issues des glandes accessoires femelles participant à l’élaboration de la capsule de l’œuf (glandes nidamentaires principales et glande de l’oviducte) ont été séquencées et analysées in silico. Trois précurseurs protéiques apparentés possédant un peptide signal et représentant 50% des produits d’expression ont été identifiés (SPalpha, SPalpha-prime et SPbeta). Douze peptides et polypeptides sont potentiellement issus du clivage dibasique de ces précurseurs exprimés à maturité exclusivement par la glande de l’oviducte. Parmi les produits de clivage, trois peptides sont amidés en C-terminal et exercent une activité régulatrice ciblée spécifiquement sur les organes génitaux, la branchie, et la veine cave des animaux matures des deux sexes. La plupart des peptides et polypeptides de ces précurseurs possèdent des cystéines et sont donc en mesure de former des ponts disulfures intra et inter chaine. Si la majorité des peptides et polypeptides attendus ont été retrouvés par spectrométrie de masse, certains restent encore à détecter et nécessiteront donc une approche peptidomique plus poussée. Par ailleurs, l’exposition aigüe aux PCBs altère le tonus musculaire des organes impliqués dans la ponte et modifie leur réponse à certains peptides régulateurs d’origine nerveuse et génitale. Les PCBs, qui sont remis en suspension lors de conditions météorologiques drastiques dans la masse d’eau à partir des sédiments charriés par les crues printanières, sont donc en capacité de modifier les conditions de dépôt des œufs ainsi que la qualité de la capsule. Il est donc tout à fait envisageable que les aires de pontes situées à proximité des estuaires soient directement impactées par les PCBs dont la biodisponibilité est faible générant ainsi une rémanence importante dans le milieu marin côtier
In the cephalopod mollusc Sepia officinalis, sex pheromones released into the marine environment during spawning have long been suspected to be the cause of the spawners concentration on coastal egg-laying areas during reproduction. The identification of these pheromones, due to the lack of genomic data, has been based on data available from a marine gastropod, Aplysia, according to the strong homology of reproduction behavior associated with phylogenetic proximity with cephalopods. To this end, 576 ESTs from female accessory sex glands involved in the development of the egg capsule (main nidamental glands and oviduct gland) were sequenced and analyzed in silico. Three related protein precursors with signal peptide and representing 50% of the expression products were identified (SPalpha, SPalpha-prime and SPbeta). Twelve peptides and polypeptides are potentially deriving from the dibasic cleavage of these precursors exclusively expressed by the mature oviduct gland. Among the cleavage products, three peptides are C-terminaly amidated and exert regulatory activity focused specifically on the genitals, the gill, and the cava vein of mature animals of both genders. Most of these peptides and polypeptides precursors possess cysteine and are therefore able to form intra and inter-chains disulfide bonds. If the majority of peptides and polypeptides expected have been found by mass spectrometry, some will require a further peptidomic approach. In addition, acute exposure to PCBs alters muscle tone of the organs involved in egg production and changes their response to certain regulatory peptides of nervous or genital origin. In drastic weather conditions, PCBs are resuspended in the water mass from the sediments carried by spring floods, thus are able to modify the conditions of deposit eggs and the quality of the capsule. It is therefore quite possible that the spawning areas located near estuaries are directly impacted by PCBs whose low bioavailability generates a significant persistence in the coastal marine environment

Le cycle de vie des lépidoptères se divise en deux phases principales : les adultes assurent la reproduction et la dispersion de l’espèce, tandis que les larves passent la majorité de leur temps à se nourrir afin d’accumuler assez d’énergie pour réussir leur métamorphose. Ainsi, les chenilles de noctuelles sont responsables de près d’1/6 des pertes des productions agricoles et sont le véritable stade ravageur. Longtemps considérées comme peu mobiles et ne se nourrissant que de la plante sur laquelle elles sont nées, des résultats récents montrent qu’au contraire les chenilles auraient la faculté de « choisir » leur hôte par perception olfactive. Cependant, l’étude des capacités olfactives des lépidoptères s’est essentiellement concentrée à ce jour sur le stade adulte. Ce travail s’est donc intéressé à caractériser les capacités olfactives des chenilles de la noctuelle du coton, Spodoptera littoralis, et à étudier l’impact de la prise alimentaire sur son système olfactif périphérique. En effet, de nombreux travaux ont décrit une augmentation des capacités olfactives des insectes en période de jeûne, mais les bases moléculaires sont encore assez méconnues. Dans un premier temps, nous avons cherché à identifier des signaux odorants pertinents pour les chenilles à travers une approche comportementale. Ces travaux ont permis de mettre en évidence un phénomène inattendu : les larves sont attirées par la phéromone sexuelle émise par les femelles. La question du rôle biologique de ce phénomène se pose désormais puisque la phéromone sexuelle était jusqu’alors décrite comme un signal olfactif spécifique du stade adulte en vue d’assurer la reproduction. Une hypothèse développée dans cette thèse serait une utilisation de ce signal par les chenilles pour localiser leurs plantes hôtes, marquées par les femelles lorsqu’elles sont en appel ou présélectionnées lors de l’oviposition. En parallèle, nous avons développé une approche transcriptomique par séquençage à haut débit pour : 1) compléter le répertoire des gènes chimiosensoriels de cette espèce préalablement obtenu au laboratoire sur les adultes, en y incluant les organes chimiosensoriels de chenilles, 2) établir un transcriptome de référence le plus complet possible pour étudier, par approches RNAseq, l’effet du jeûne sur l’expression du transcriptome sensoriel périphérique. Ainsi, l’analyse de ce transcriptome nous a permis d’identifier un large répertoire de gènes chimiosensoriels de S. littoralis, dont des protéines de liaison aux odorants et des récepteurs chimiosensoriels. Pour la première fois chez une espèce ravageuse, le profil d’expression de ces gènes a été comparé entre les stades développementaux, révélant de nombreux gènes partagés mais également des spécificités pour chaque stade. Ce transcriptome de référence nous a également permis de mettre en évidence qu’un jeûne de 24h entraine une surexpression de gènes codants pour des protéines de liaison des odorants et pour des protéines de dégradation des odorants. Cette surexpression entrainerait une meilleure dynamique de réception des odorants par les neurones olfactifs, ce qui pourrait expliquer en partie une augmentation des capacités olfactives des insectes. Ainsi, cette étude contribue à montrer que le système périphérique, bien que longtemps négligé au profit du système nerveux central, participerait à la plasticité olfactive. Grâce au transcriptome de référence établi, d’autres phénomènes de plasticité pourront à l’avenir être étudiés. Ces études ont permis de mettre en évidence certains gènes olfactifs régulés lors du développement ou selon la prise alimentaire, ouvrant la voie à leur caractérisation fonctionnelle. Impliqués dans les comportements olfactifs, ils apparaissent comme de nouvelles cibles pour perturber les comportements et lutter contre ces ravageurs
Lepidoptera split their life cycle in two main phases: the adults assume the reproductive responsibilities and species dispersal whereas the larval stage consists of caterpillars that eat and grow in order to accumulate energy for metamorphosis. Within Lepidoptera, Noctuid caterpillars are responsible for 1/6 of agricultural losses around the world. Although caterpillars have been for long considered to have low mobility and to eat the plant they have been deposited on as eggs. Yet, different studies cumulated evidences that caterpillars have the olfactory ability to orient to and choose their hosts. However, the studies investigating the mechanisms of odorant detection are mainly focused on the adult stage. In this context, my work investigated the olfactory abilities of the caterpillars of the cotton leafworm Spodoptera littoralis, and their modulation by food intake. Indeed, several studies have described that starvation induces an increase in insect olfactory abilities, but the underlying mechanism are poorly understood. First, we searched for caterpillar relevant odorant signals using a behavioral approach. Through this work, we evidenced that caterpillars were attracted toward a sex pheromone source. This result was unexpected since the sex pheromone is described as an adult-specific signal, that they use for reproduction. What would be the biological relevance of such a signal for caterpillars? A possible hypothesis developed in this thesis would be that caterpillars use this singular signal to enhance food detection. Females may leave some pheromone traces on adequate host plants while calling or ovipositing, a trace the caterpillars may follow to find food.In parallel, we developed a transcriptomic approach based on next generation sequencing to: 1) complete, by sequencing caterpillar chemosensory organs, the olfactory gene repertoire previously described in S. littoralis adults, 2) establish a reference transcriptome to be used for RNAseq analyses of starvation in caterpillars.The analyses of the obtained transcriptome allowed us to identify a large repertoire of olfactory genes in this species, including odorant-binding proteins and chemosensory receptors. The description of a large array of olfactory genes in S. littoralis made it possible to investigate, for the first time in a crop pest species, the distribution of chemosensory genes between the developmental stages, revealing genes overlapping between caterpillar and larvae but also some stage-specific genes.The reference transcriptome was also used to evidence up-regulation of chemosensory proteins and antennal enzymes upon 24h of starvation. Thus, starvation may induce increased olfactory sensitivity in insects by increasing the odorant access to the receptor and the odorant clearance close to it. Through this work, we contributed to demonstrate that the peripheral chemosensory system of insect participates in olfactory plasticity.The established reference transcriptome could be further used for other profiling studies in this insect model, but also paves the way to future reverse-genetics experiments to identify regulators of feeding behavior or sex/stage specific olfactory behaviors, that mat represent new targets to fight against herbivorous pest insects

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.