Dans le cadre d'un consortium international, Chercheurs INRA, en partenariat avec le CEA et l'INRIA, ont séquencé l'un des premiers génomes d'un papillon nocturne de la superfamille des Noctuoidea :Spodoptera frugiperda, ou chenille légionnaire. Ce ravageur des cultures – jusqu’à présent uniquement connu sur le continent américain – est devenu envahissant en Afrique depuis 2016. Publié dans Rapports scientifiques le 25 septembre 2017, cette étude ouvre des perspectives pour de nouvelles méthodes de lutte biologique et une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l'apparition de la résistance aux pesticides.

Spodoptera frugiperda est un papillon nocturne appartenant à la superfamille des Noctuoidea. On l'appelle aussi légionnaire car les chenilles sont parfois si nombreuses qu'elles forment des "tapis" au sol, semblable à une armée en marche. Contrairement à la plupart des insectes herbivores, la chenille légionnaire est très polyphage :elle attaque plus d'une centaine d'espèces végétales, y compris les cultures (maïs, riz, sorgho, coton et soja). Le papillon se déplace en grands essaims et est capable de voler sur de longues distances.

Jusqu'à présent limité à l'Amérique et aux Caraïbes, Selon la FAO, Spodoptera frugiperda cause chaque année 600 millions de dollars de dégâts au Brésil. En Amérique, 67 cas de résistance d'insectes aux pesticides ont été recensés à ce jour, illustrant la difficulté de contrôler ces populations. Depuis janvier 2016, il est devenu envahissant en Afrique, où il détruit les récoltes de maïs dans 21 pays du sud et de l'ouest du continent. C'est actuellement une menace pour le continent européen.

Séquençage d'un des premiers génomes d'un papillon de nuit appartenant à la superfamille des Noctuoidea

Dans le cadre d'un consortium public international appelé Fall Armyworm, Chercheurs INRA, en partenariat avec le CEA et l'INRIA, séquencé le génome de Spodoptera frugiperda. Ils ont décrit l'un des premiers génomes d'un papillon de nuit appartenant à la superfamille des Noctuoidea et, plus précisement, ont étudié trois types de familles de gènes chez cet insecte.

• Les scientifiques ont d'abord analysé un groupe de gènes impliqués dans la reconnaissance des plantes hôtes qui leur permet de se nourrir ou de pondre leurs œufs. En comparant le génome de S. frugiperda avec les génomes disponibles de Lépidoptères (non polyphages), les chercheurs ont constaté une augmentation du nombre de gènes (230 contre 45 à 74 chez d'autres lépidoptères) codant pour un certain type de récepteur du goût. Ces derniers sont situés sur l'atout du papillon (proboscis) ou sous ses pattes. On pense qu'ils leur permettent de détecter les toxines ou les composés amers produits par les plantes. Le seul insecte connu pour avoir de telles expansions des récepteurs gustatifs est un coléoptère omnivore, le scarabée rouge de la farine, qui attaque également un large éventail d'aliments.
• Les chercheurs se sont également penchés sur d'autres familles de gènes nécessaires pour faire face aux défenses chimiques que les plantes surproduisent lorsqu'elles sont attaquées (détoxification). Ils ont découvert des expansions dans deux des quatre grandes familles de gènes pour la détoxification (codant les cytochromes P450 (CYP) ou les glutathion-S-transférases (GST)). Ce sont les mêmes gènes qui peuvent être impliqués dans la résistance aux pesticides.
• Dernièrement, les scientifiques ont décrit un groupe de gènes impliqués dans la digestion des tissus végétaux.

Aux fins de l'étude, deux génomes de S. frugiperda ont été analysés :deux variants génomiques basés sur la plante hôte de l'insecte – le variant maïs et le variant riz, qui se trouvent dans toute leur aire de répartition en Amérique. Les chercheurs ont trouvé des différences entre les variantes en termes de nombre et de séquence de gènes nécessaires pour détoxifier les toxines émises par les plantes et dans les gènes nécessaires à la digestion.

Ces données ont été mises à disposition de la communauté scientifique internationale pour permettre aux spécialistes d'identifier quelle variante du papillon envahit l'Afrique. De plus, ces travaux permettront également d'envisager de nouvelles méthodes de lutte biologique. Il permettra également de mieux comprendre les mécanismes d'apparition de la résistance aux pesticides.