Description du projet
Révéler le mécanisme à l’origine des formes inhabituelles de reproduction d’insectes
La royauté chez les insectes sociaux est généralement déterminée par leur environnement plutôt que par la génétique. Une exception cependant à cette règle: l’hybridogenèse sociale. Un exemple de cette règle s’observe lorsque deux fourmis de lignée royale ne peuvent produire que des reines, alors que pour produire des ouvrières elles doivent s’accoupler avec un membre extérieur à cette lignée. Bien que cette méthode de reproduction soit courante, le mécanisme sous-jacent reste un mystère. Le projet RoyalMess, financé par l’UE, cherche à expliquer cela en étudiant la prévalence d’un tel système reproducteur et l’histoire des lignées royales, et en identifiant les gènes déterminant la caste. L’étude pourrait révéler comment ce système reproducteur commun fonctionne et comment une fracture génétique aussi claire peut devenir génétiquement ancrée.
Objectif
Royalty in social insects is typically environmentally acquired rather than genetically determined. However, this is not the case in an exceptional reproductive system, known as social hybridogenesis. Here, two distinct royal lineages of ants can only produce queens by their own while they need to hybridize to produce workers. Eggs with a pure royal genome are thus genetically fated to become queens while hybrid genomes are fated to become workers. Convergent evolution toward such a baroque reproductive strategy appears common in harvester ant species (four times in Pogonomyrmex and Messor genera), but its origin is still completely mysterious. In this project, I plan to unravel the evolution of this unique system via cutting-edge genomic and molecular approaches.
1. Prevalence of social hybridogenesis: I will use genome-wide sequence data to identify novel occurrences of social hybridogenesis across ~500 ant species, in search for potential ecological determinants (e.g. climate or diet) that could favour evolution towards genetic caste determination.
2. History of royal lineages: I will use population genomics in three pairs of Messor royal lineages to trace back their evolutionary origin. For this, I will develop a novel ABC method to map introgressions and selective sweeps along royal lineage genomes to detect past hybridization events or fixation of potentially selfish caste-biasing alleles.
3. Identifying caste-determining genes: I will use comparative transcriptomics in early ant embryos to identify genes differentially expressed between castes before developmental divergence. Candidate genes will be experimentally validated via i) controlled matings between pure-lineage queens and lab-produced recombinant males and ii) genome editing via the CRISPR-Cas9 technology.
If successful, this project will enable the first genetic manipulation of ant royalty, deciphering how such an iconic example of phenotypic plasticity can become genetically hardwired.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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- sciences médicales et de la santésciences de la santénutrition
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Programme(s)
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Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
75794 Paris
France