Institut Sophia Agrobiotech

L’Institut Sophia Agrobiotech (ISA) est une unité mixte de recherche soutenue par INRAE et Université Côte d'Azur. Situées à l’interface Agriculture-Environnement, les principales recherches conduites à l’ISA concernent l'étude du fonctionnement des interactions entre plantes, bioagresseurs et symbiotes et leur dynamique dans le temps et l’espace. L’ambition de l'ISA est de relever certains des défis proposés à la recherche agronomique dans le domaine de la gestion écologique des agrosystèmes en intégrant les connaissances générées dans le développement de stratégies innovantes pour la santé des plantes (biocontrôle, biostimulation, résistance des plantes) plus respectueuses de l’environnement et de la santé humaine.

 Trois axes thématiques structurent les recherches de l’ISA autour de la santé des plantes. Ces travaux s’appuient sur les compétences disciplinaires présentes dans l’unité : la biologie cellulaire et moléculaire, la biochimie ; la génétique ; les approches « omiques » ; l’écologie et la biologie des populations et communautés ; la biologie computationnelle, la modélisation et la simulation.

Le fonctionnement des interactions plantes-bioagresseurs et plantes-symbiotes

               L'ISA travaille sur les mécanismes moléculaires, cellulaires et physiologiques d'interaction entre la plante et divers organismes, qu’il s’agisse de bioagresseurs (oomycètes, nématodes, insectes) ou de symbiotes (bactéries fixatrices d’azote). Les recherches concernent les bases moléculaires de la reconnaissance et du dialogue entre organismes. Elles se focalisent sur les processus qui contribuent à établir, à maintenir ou à empêcher les relations entre la plante et ces organismes. Les études portent en particulier sur :

• La mise en place des structures anatomiques de l’hôte végétal ou du microorganisme qui permettent l’interaction ; 
• L’immunité de la plante et sa manipulation au cours d’interactions simples ou multiples ;
• Les signaux émis par la plante lors des différentes phases de l’interaction ;
• Les voies de signalisation et les effecteurs impliqués dans le développement des maladies ;
• Les mécanismes d’évolution des génomes en lien avec l’apparition et l’évolution du parasitisme ;
• La biologie des systèmes appliquée aux réseaux de gènes impliqués dans la reprogrammation de l’expression génique des cellules végétales au cours d’interactions biotiques.

Les processus de réponse des insectes aux stimuli environnementaux

               A l’échelle contemporaine, les insectes sont capables de répondre aux conditions de leur environnement et à des stress forts et soudains, tels qu’un changement d’hôte ou l’usage en agriculture de méthodes de protection des cultures. Au sein de l’ISA, les déterminants génétiques et/ou physiologiques de ces processus de réponse sont étudiés sur des bioagresseurs et auxiliaires ou via des approches translationnelles à partir de l’espèce modèle Drosophila melanogaster. L’ISA étudie par exemple :

• La résistance des insectes aux (bio)insecticides (composés chimiques, microorganismes, toxines de Bacillus thuringiensis par exemple) ;
• L’orientation des insectes en réponse aux composés volatils des plantes ou d’autres organismes ;
• Les modifications de développement des systèmes sensoriel et neuroendocrinien en réponse à des facteurs abiotiques (lumière, gravité) ;
• Les réponses immunitaires croisées des insectes dans les interactions plante-insecte phytophage- insecte parasitoïde (évolution des venins) ou insecte-microorganisme (symbiotique ou pathogène).

L’ecologie et l’evolution des populations dans les agrosystèmes

               Un des objectifs de l’ISA est de comprendre comment les populations et communautés d’organismes nuisibles ou d’auxiliaires sont impactées par les changements d’environnement biotiques ou abiotiques qui surviennent dans les agrosystèmes. Parmi les approches développées, on peut citer :

• L’écologie comportementale, en particulier l’étude du mouvement et de la dispersion des insectes parasitoïdes ;
• L’écologie fonctionnelle des populations et des communautés dans le contexte de la lutte biologique (par conservation, acclimatation ou augmentation) à l’aide de macro-organismes ;
• La génétique et la génomique des populations lors de leur introduction dans un nouvel environnement, en interaction avec d’autres espèces introduites et/ou invasives, ou confrontées à l’utilisation de variétés résistantes ;
• La biologie théorique et la modélisation, en lien avec l’épidémiologie des ravageurs et/ou des maladies des plantes et le déploiement des méthodes agroécologiques de protection des cultures (biocontrôle et résistance végétale).

Rédacteur: D. Cazes