Recherche année 2009/2010 Titre du stage





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Franck P., Ricci B., Olivares J., Klein E., Simon S., Cornuet J.-M., Lavigne C. (2009) Genetic inference of the population dynamics of codling moth females at a local scale. Molecular Ecology (soumis).
Ricci B., Franck P., Toubon J.-F., Bouvier J-C., Sauphanor B., Lavigne C. (2009) The influence of landscape on insect pest dynamics: a case study in southeastern France. Landscape Ecology 24, 337-349.
Klein E. K., Desassis N., Oddou- Muratorio S., 2008, Pollen flow in the wildservice tree, Sorbus torminalis (L.) Crantz. Whole inter-individual variance of male fecundity estimated jointly with dispersal kernel. Molecular Ecology 17: 3323-3336.

Franck P., Reyes M., Olivares J., Sauphanor B. (2007) Genetic architecture in codling moth populations: comparison between microsatellite and insecticide resistance markers. Molecular Ecology 16, 3554-3564.

Devaux C., Lavigne C., Falentin-Guyomarc'h H., Vautrin S., Lecomte J., Klein E. K. (2005) High diversity of oilseed rape pollen clouds over an agro-ecosystem indicates long-distance dispersal. Molecular Ecology 14 : 2269-2280.

Klein E. K., Lavigne C., Gouyon P.-H. (2006). Mixing of propagules from discrete sources at long distance: comparing a dispersal tail to an exponential. BMC Ecology 6 : 3.
Description du stage (1 page maximum)

1. Contexte scientifiques et objectifs du stage

Le carpocapse des pommes est le principal insecte ravageur des vergers en région tempérée (Shel'Deshova 1967). L’utilisation intensive de pesticides a induit chez cette espèce le développement de résistances à la fois à des insecticides chimiques et biologiques (Reyes et al. 2008, Eberle & Jehle 2006). De plus, l’objectif de diminution de 50% de l’usage des insecticides de synthèse à l’horizon 2018 nécessite de reconsidérer les moyens de luttes contre ce ravageur (ECOPHYTO 2008). Nous nous intéresserons ici à l’influence de l’hétérogénéité du paysage sur la structuration génétique des populations de carpocapse afin de définir de nouvelles pistes de gestion raisonnée de la dynamique du ravageur à cette échelle (Manel et al. 2003).

Bien que les populations de carpocapses soient génétiquement peu structurées sur de larges échelles géographiques, les traitements phytosanitaires et les réseaux de haies brise-vent expliquent assez largement les différences de densité et de structuration génétique des populations dans les vergers (Ricci et al. 2009 ; Franck et al. 2007). Ces résultats suggèrent un fonctionnement en métapopulation avec des processus de croissance et de sélection locale propres à chaque verger et des échanges entre vergers rares mais potentiellement sur de longues distances et dépendant de l’organisation de la mosaïque paysagère. L’objectif du stage sera d’une part d’estimer la démographie des populations de carpocapses (taille de populations, migration) et d’autre part d’évaluer comment certains éléments de la mosaïque paysagère (distribution spatiale des vergers et des pratiques de phytoprotection, organisation du réseau de haies) sont susceptibles d’affecter la dynamique méta-populationnelle.

2. Méthodologie employée, condition du stage et moyens mis à disposition

Le stagiaire aura à sa disposition (i) des données génétiques (13 locus microsatellites) sur 1000 individus récoltés dans 50 vergers de pommiers répartis aléatoirement dans une zone de 70km2 située en basse vallée de la Durance et (ii) une base SIG couvrant l’ensemble de la zone permettant d’étudier la mosaïque paysagère. Il disposera également d’estimation de densité de populations, de taux de résistance aux insecticides et des caractéristiques de phytoprotection locale et paysagère dans et autour de ces 50 vergers. L’étudiant aura en charge de définir et calculer des distances de moindre coût ou des indices de résistance établis à partir des composantes du paysage et d’évaluer leur corrélation avec la structure génétique spatiale (Foll & Gaggiotti 2006).

Le stagiaire travaillera dans l’environnement de 2 laboratoires complémentaires et voisins sur le site INRA d’Avignon: Biostatistiques & Processus Spatiaux et Plantes & Système de culture Horticoles.

Le candidat doit être intéressé par la génétique des populations, l’analyse de données de marqueurs, l’analyse de paysage et la modélisation. Une connaissance de logiciel de SIG sera un plus.

3. Indemnité de stage : gratification selon le barème en vigueur à l’INRA. L’INRA dispose de logements permettant d’héberger les étudiants à un coût modeste.

4. Autres Références :

Eberle, K.E. and Jehle, J.A., 2006. Field resistance of codling moth against Cydia pomonella granulovirus (CpGV) is autosomal and incompletely dominant inherited. Journal of Invertebrate Pathology, 93:201-206.

ECOPHYTO, 2008. Plan ECOPHYTO 2018 de réduction des usages des pesticides 2008-2018. http://agriculture.gouv.fr/sections/magazine/focus/phyto-2018-plan-pour/ecophyto-2018-plan-pour6154/downloadFile/FichierAttache_5_f0/PLAN_ECOPHYTO_2018.pdf

Foll M, Gaggiotti OE (2006) Identifying the environmental factors that determine the genetic structure of populations. Genetics 174, 875-891.

Manel S, Schwartz MK, Luikart G, Taberlet P (2003) Landscape genetics: combining landscape ecology and population genetics. Trends in Ecology & Evolution 18, 189-197.

Reyes M, Franck P, Charlemillot P-J, et al. (2007) Diversity of insecticide resistance mechanisms and spectrum in European populations of the codling moth, Cydia pomonella. Pest Management Science 63, 890–902.

Shel'Deshova GG (1967) Ecological factors determining distribution of the codling moth Lapspeyresia pomonella L. in the northern and southern hemispheres. Entomological Review 46, 349-361.
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    • Ce stage peut se poursuivre par une thèse : nous prévoyons de deposer un dossier de bourse co-financé INRA Région PACA.


Spécialité Ecologie, Biodiversité et Evolution

Proposition de stage de M2 RECHERCHE

Année 2009/2010

T

itre du stage : Evolution d’organismes chimères
Laboratoire d’accueil : Laboratoire d’Ecologie CNRS UMR7625
Responsable du stage :

Nom : Sandrine ADIBA / Frantz DEPAULIS

Tél : 01 44 27 32 94 / 01 44 32 23 44

Fax :

Email : sadiba@snv.jussieu.fr / depaulis@biologie.ens.fr
Références dans le domaine :

Armstrong, D. (1984). "Why don't cellular slime molds cheat?." Journal of Theoretical Biology 109(2): 271-283.

Buss, L. (1999). Slime molds, ascidians, and the utility of evolutionary theory. Proceedings of the National Academy of Sciences, National Acad Sciences. 96: 8801-8803.
Castillo, D., G. Switz, Foster K.R, Queller D.C, Strassmann J.E. (2005). "A cost to chimerism in Dictyostelium discoideum on natural substrates." Evolutionary Ecology Research 7(2): 263-271.

Crespi, B. (2001). "The evolution of social behavior in microorganisms." Trends in Ecology & Evolution 16(4): 178-183.

Dawkins, R. (1999). "The extended phenotype. the long reach of the gene."

Ennis, H., D. Dao, Pukatzki S.U, Kessin R.H (2000). "Dictyostelium amoebae lacking an F-box protein form spores rather than stalk in chimeras with wild type." Proceedings of the National Academy of Sciences 97(7): 3292.

Fortunato, A., J. Strassmann, Santorelli L., Queller D.C (2003). "Co-occurrence in nature of different clones of the social amoeba, Dictyostelium discoideum." Molecular Ecology 12(4): 1031-1038.

Foster, K. (2002). "The costs and benefits of being a chimera." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 269(1507): 2357-2362.

Kessin, R. (2001). Dictyostelium: evolution, cell biology, and the development of multicellularity, Cambridge University Press.

Maynard Smith, J. (1988). "Evolutionary progress and levels of selection." Evolutionary progress: 219–230.

Stoner, D. and I. Weissman (1996). Somatic and germ cell parasitism in a colonial ascidian: possible role for a highly polymorphic allorecognition system. Proceedings of the National Academy of Sciences, National Acad Sciences. 93: 15254-15259.

Strassmann, J. E., Zhu, Y. & Queller, D. C. Altruism and social cheating in the social amoeba Dictyostelium discoideum. Nature 408, 965–967, 2000.

Description du stage (1 page maximum)
La transition évolutive d’une cellule à un organisme multicellulaire implique une coopération entre cellules. La plupart du temps, les organismes multicellulaires sont composés de cellules génétiquement identiques, se développant par division mitotique à partir d’une seule cellule. Ce processus permet d’avoir des cellules identiques, fortement apparentées à l’intérieur d’un même organisme, prédisant ainsi une réduction de coût pour les conflits entre cellules à l’intérieur d’un même organisme. Dans les organismes multicellulaires composés de cellules génétiquement distinctes, les cellules peuvent entrer en compétition pour la reproduction impliquant des conflits et réduisant ainsi l’efficacité de la structure multicellulaire. Cependant, certaines espèces multicellulaires sont formées de cellules génétiquement distinctes et forment ainsi des chimères.

L’amibe Dictyostelium discoideum est un organisme qui vit largement sous forme unicellulaire. Cependant, lorsque les cellules sont en carence alimentaire, les cellules coopèrent entre elles et s’agrègent pour former un organisme multicellulaire, ce qui en fait un modèle d’étude de l’évolution des métazoaires. Ces organismes multicellulaires peuvent être constituées de cellules clonales ou chimériques. Des travaux antérieurs ont montré que le caractère chimérique présente des coûts et bénéfices.

L’objectif de ce projet est d’observer si des organismes chimériques peuvent persister pendant plusieurs générations. Si un organisme clonal permet d’éviter des conflits, pourquoi trouve-t-on dans la nature des organismes chimères ?
Ce projet d’évolution expérimentale prévoit de mettre en présence deux types de populations marquées et de suivre après plusieurs cycles multicellulaires de Dicytostelium discoideum, l’évolution des proportions des deux populations ainsi que leur capacité de reproduction. Différentes proportions des deux populations seront utilisées afin de tester la fréquence dépendance du processus. Différentes tailles de population seront également étudiées afin d’observer l’effet de la densité dépendance sur l’évolution des chimères.

Les mesures réalisées seront l’évolution des différentes proportions des deux populations au cours du cycle, l’évolution du nombre de spores produits (efficacité de reproduction), les probabilités d’extinction et la possibilité de maintenance des chimères.


    • Ce stage pourra se poursuivre par une thèse dans le cadre d’un projet ANR qui doit être soumis prochainement.


Spécialité Ecologie, Biodiversité et Evolution

Proposition de stage de M2 RECHERCHE

Année 2009/2010
Titre du stage : Evolution de la coopération

Laboratoire d’accueil : Laboratoire d’Ecologie CNRS UMR7625

Equipe eco-évolution mathématique


Responsable du stage :

Nom : Sandrine ADIBA / Minus van Baalen

Tél : 01 44 27 32 94 / 01 44 27 25 45

Fax :

Email : sadiba@snv.jussieu.fr / mvbaalen@snv.jussieu.fr


Références dans le domaine :

Dawkins R. The selfish gene 1976 (Oxford, UK: Oxford University Press).

Foster, K. R., Fortunato, A., Strassmann, J. E. & Queller, D. C. The costs and benefits of being a chimera. Proc.Roy. Soc. Lond. B 269, 2357–2362 , 2002.

Fortunato, A., Strassmann, J. E. & Queller, D. C. A linear dominance hierarchy among clones in chimeras of the social amoeba Dictyostelium discoideum. J. Evol. Biol. 16, 438–445 , 2003.

Maynard Smith, J&Szathmary, E. The major transition in evolution , freeman, oxford 1995

Mehdiabadi N.J, Jack C.N, Farnham T.T, Platt T.G, Kalla S.E, Shaulsky G. Queller D.C,

Queller, D. C., Ponte, E., Bozzaro, S. & Strassmann, J. E. Single-gene greenbeard effects in the social amoeba Dictyostelium discoideum. Science 299, 105–106 , 2003.

Rousset F., Roze D. Constraints on the origin and maintenance of genetic kin recognition. Evolution 61, 2320-2330.2007

Shaulsky and Kessin R.H, The cold war of the Social Amoeba , Current Biology, 17, 685-692. 2007

Strassmann J.E, Kin preference in a social microbe, Nature 442; 881-882, 2000

Strassmann, J. E., Zhu, Y. & Queller, D. C. Altruism and social cheating in the social amoeba Dictyostelium discoideum. Nature 408, 965–967, 2000.

Travisano,M&Velicer G.J. Strategies of microbial cheater control. Trends Microbiol. 12, 72-78, 2004

West S. A., Griffin A.S., Gardner A., Diggle S.P, Social evolution theory for microorganisms, Natural review Microbiology. 4:597-607,2006

Description du stage (1 page maximum)
La sélection naturelle et ainsi, la survie du plus apte semble favoriser des comportements égoïstes. Cependant, la coopération peut être observée chez différents organismes et à différents niveaux d’organisation (gènes, cellules, individus…) La socio-microbiologie permet d’étudier ces comportements d’un point de vue évolutif: certains micro-organismes communiquent et coopèrent pour former des organismes multicellulaires.

L’amibe sociale Dictyostelium discoideum est un organisme unicellulaire ; lorsque les cellules sont en carence alimentaire, elles coopèrent pour constituer un organisme multicellulaire. Certaines cellules forment des spores viables alors que d’autres se sacrifient et deviennent non-viables.
Pourquoi observe-t-on de tels comportements sachant que la coopération de ces individus peut-être exploitée par des cellules qui bénéficieront de la coopération sans en payer le coût ?

L’objectif de ce projet est d’étudier la dynamique de l’évolution de la coopération par le biais de l’évolution expérimentale de Dictyostelium discoideum.
Les populations expérimentales de Dictyostelium discoideum seront constituées d’une souche mutante et d’une souche sauvage. Le but sera de suivre l’évolution de la proportion des deux populations mixées au cours de plusieurs cycles multicellulaires et d’estimer l’efficacité de reproduction pour chaque population ainsi que le maintien des deux types de populations au cours de leur évolution. Nous pourrons également estimer la variance entre les populations et à l’intérieur des populations.

    • Ce stage pourra se poursuivre par une thèse dans le cadre d’un projet ANR qui sera soumis prochainement.

Spécialité Ecologie, Biodiversité et Evolution

Proposition de stage de M2 RECHERCHE

Année 2009/2010
Titre du stage : EVOLUTION DE LA SPECIFICITE AUX ENVIRONNEMENTS HETEROGENES
Laboratoire d’accueil : UMR CNRS 5554 – ISEM (Université Montpellier 2, CNRS)
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