Rôles adaptatifs des symbioses mutualistes hôte-microbiote chez les Téléostéens de l'Amazone

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L'objectif à long terme de mon programme de recherche est d'expliquer les contributions des différentes communautés microbiennes endogènes, appelées microbiotes, aux aspects fondamentaux de la biologie de leur organisme hôte. Cette thématique cible un phénomène majeur en évolution, les symbioses mutualistes et cadre avec la théorie de l'holobionte. En codant pour des traits absents du génome de leurs hôtes, les microbiotes contrôlent des aspects fondamentaux de leur biologie (développement, métabolisme énergétique, immunité, comportement) et leur ont permis de s'adapter à différentes niches écologiques. Pourtant, seule une partie du microbiote est héritable (i.e. microbiote cour) alors que l'autre est dynamique (i.e. microbiote transitoire) et très influencée par l'environnement. Ce microbiote transitoire, pouvant être instantanément modifié par l'incorporation de nouveaux symbiotes, confère à l'holobionte une capacité de réponse plus rapide et plus spécifique aux changements environnementaux que ne le permettrait le génome de l'hôte. Élucider le potentiel adaptatif des symbioses mutualistes hôte-microbiotes à court et long terme nécessite d'identifier (1) des interactions fonctionnelles associées à des changements environnementaux saisonniers marqués, (2) les bases génomiques de l'organisme hôte associées à la présence et à l'activité fonctionnelle de symbiotes dans un contexte de divergence adaptative. Dans ce but, nous caractériserons un système modèle de 9 populations hôte-microbiote pour quatre espèces de poissons amazoniens ayant colonisé deux types d'habitats contrastés (eau noire et blanche) à la fin du Pléistocène. Je propose une approche intégrative et novatrice pour caractériser les systèmes hôte-microbiote ichthyens incluant : génotype hôte, activité transcriptionnelle des microbiotes clés (intestin, branchies, peau), composition taxonomique du bolus (incluant proies, parasites), activité transcriptionnelle de l'hôte, communautés microbiennes environnementales (eau, sédiments) et physicochimie de l'eau. Des études d'association pangénomique (GWAS) permettront d'identifier les bases génomiques de l'ADN nucléaire et mitochondrial associées à la présence et à l'activité fonctionnelle de symbiotes clés de phénotypes-environnements. Enfin, le rôle de ses symbiotes clés sera confirmé en milieu contrôlé par des expériences de transplants réciproques. Ce programme de recherche permettra des percées significatives dans notre compréhension de l'importance de la contribution des microbiotes à la biologie de leurs hôtes dans un contexte de divergence adaptative. Une compréhension intégrée des facteurs qui contrôlent les interactions hôte-microbiotes permettra prédire leur capacité de résilience face aux pressions anthropiques croissantes que subissent les écosystèmes et de développer des approches alternatives et durables pour maintenir la productivité des habitats de poissons dont dépendent étroitement 7 millions d'indigènes au Brésil.