Etude du comportement de chimiotactisme chez les nématodes phytopathogènes

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Contexte :
Les nématodes telluriques phytopathogènes sont des vers microscopiques parasites qui représentent un risque de biosécurité pour la production alimentaire mondiale. Ils causent de graves dommages aux cultures, soit directement en se nourrissant et en s'établissant dans les racines, comme les nématodes à galles endoparasites sédentaires du genre Meloidogyne, soit en transmettant des virus dévastateurs, comme les nématodes à dague ectoparasites migrateurs du genre Xiphinema [1]. Pour optimiser les méthodes de lutte contre ces ravageurs, il est nécessaire de comprendre la relation plante-nématode, et en particulier d’identifier chez les nématodes les mécanismes qui leur permettent de percevoir la présence d’un hôte et de s’orienter pour localiser la source de ces stimuli chimiques (chimiotaxie), prérequis essentiel à l’établissent du parasitisme [2]. Dans ce contexte, l’équipe « Interactions Plantes-Nématodes » (IPN) de l’Unité Mixte de Recherche INRAE Institut Sophia Agrobiotech étudie entre autres la capacité sensorielle des nématodes phytopathogènes et notamment le comportement de chimiotactisme chez les espèces Meloidogyne incognita [3,4] et Xiphinema index. Cette équipe, en collaboration avec le plateau de vidéo-phénotypage du même institut, travaille sur le développement d’outils de caractérisation de ces phénotypes comportementaux sur la base de systèmes expérimentaux tels que précédemment décrits [5] où à l’aide de nouvelles méthodes d’acquisition et d’analyse d’images et de vidéos, couplées à des approches d’analyses comportementales (e.g. modèles de dispersion [6]) et de mouvement (e.g. trajectométrie [7]).
[1] Jones et al. (2013) "Top 10 plant-parasitic nematodes in molecular plant pathology" Mol. Plant Pathol. 14 (9): 946–961 (DOI: 10.1111/mpp.12057); [2] Gang et al. (2016) “Mechanisms of host seeking by parasitic nematodes” Mol. Biochem. Parasitol. 218 (1): 23-32 (DOI: 10.1016/j.molbiopara.2016.05.007); [3] Tsai et al. (2019) "Regulation of root-knot nematode behavior by seed-coat mucilage-derived attractants." Molecular Plant 12(1): 99-112. [DOI: 10.1016/j.molp.2018.11.008]; [4] Oota et al. (2020) "Identification of naturally occurring polyamines as root-knot nematode attractants." Molecular Plant 13: 658-665. [DOI: 10.1016/j.molp.2019.12.010]; [5] Laloum et al. (2020) "A novel in vitro tool to study cyst nematode chemotaxis." Front. Plant Sci. 11: Article 1024 (DOI: 10.3389/fpls.2020.01024); [6] Cointe et al. (2022) “A double-spiral maze and hi-resolution tracking pipeline to study dispersal by groups of minute insects” Scientific Reports 13 (1): Article 5200 (DOI: 10.1038/s41598-023-31630-8); [7] Lartigue et al. (2020) “Consistent variations in personality traits and their potential for genetic improvement in biocontrol agents: Trichogramma evanescens as a case study”, Evolutionary Applications 15 (10): 1565-1579 (DOI: 10.1111/eva.13329).
 

Objectifs :
Dans le cadre de l'étude sur l'écologie chimique des nématodes phytoparasites menée dans l’équipe IPN, l’objectif de ce stage sera la mise en place, l’exploitation et la comparaison de deux systèmes miniaturisés de chimiotaxie (développés par nos collaborateurs à l’Unité INRAE IGEPP de Rennes), l’un en substrat sol, l’autre sur un modèle d’observation in vitro. Les différentes étapes du projet
seront : (1) la production des arènes de chimiotaxie par impression 3D des modèles pré-définis, (2) la réalisation d’expériences de chimiotaxie pour valider les outils sur nos modèles biologiques et phénotyper la réponse comportementale du nématode à galles M. incognita en réponse aux polyamines ou à des mélanges complexes d’extraits racinaires, (3) l’analyse statistique des résultats des tests comportementaux et la comparaison des systèmes expérimentaux, (4) transposition des essais au nématode X. index, et pour aller plus loin (5) la réflexion/réalisation d’arènes plus complexes à choix multiples et participation au développement d’un script d’analyse automatique d’images pour l’identification et le dénombrement des nématodes.

Le/la stagiaire travaillera en collaboration directe avec la Chargée de Recherche de l’équipe IPN et avec l’Ingénieure de Recherche responsable du plateau de vidéo-phénotypage de l’équipe PlantBIOs.
 

Profil recherché : Etudiant en période de césure avec un goût pour la biologie et l’écologie comportementale ; rigueur, patience et précision dans le travail expérimental ; sens du travail en équipe. Un goût pour l’analyse de données, l’acquisition d’images, l’utilisation de logiciels d’analyses d’images et/ou pour les techniques de création et fabrication assistées par ordinateur (pour l’impression de modèles 3D), ou encore des compétences en programmation seraient un plus.

Informations : https://institut-sophia-agrobiotech.paca.hub.inrae.fr/equipes-isa/ipn
https://institut-sophia-agrobiotech.paca.hub.inrae.fr/infrastructure-plantbios

Formations et compétences recherchées

Formation recherchée : Niveau IUT, L3 ou M1 (ou équivalent) portant sur les techniques de biologie / agronomie / écologie / génie de l’environnement / génie biologique.

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation