Two genomes of highly polyphagous lepidopteran pests (Spodoptera frugiperda, Noctuidae) with different host-plant ranges
Anaïs Gouin
(1)
,
Anthony Bretaudeau
(2, 3)
,
Kiwoong Nam
(4)
,
Sylvie Gimenez
(4)
,
Jean-Marc Aury
(5, 6)
,
Bernard Duvic
(4)
,
Frederique Hilliou
(7)
,
Nicolas Durand
(8)
,
Nicolas Montagné
(8)
,
Isabelle Darboux
(4)
,
Suyog Kuwar
(9)
,
Thomas Chertemps
(10)
,
David Siaussat
(10)
,
Anne Bretschneider
(9)
,
Yves Moné
(4)
,
Seung-Joon Ahn
(9)
,
Sabine Hänniger
(9)
,
Anne-Sophie Gosselin Grenet
(4)
,
David Neunemann
(9)
,
Florian Maumus
(11)
,
Isabelle Luyten
(11)
,
Karine Labadie
(12)
,
Wei Xu
(13)
,
Fotini A. Koutroumpa
(14)
,
Jean-Michel Escoubas
(4)
,
Angel Llopis
(15)
,
Martine Maïbèche-Coisne
(8)
,
Fanny Salasc
(4)
,
Archana Tomar
(16)
,
Alisha R Anderson
(17)
,
Sher Afzal Khan
(9)
,
Pascaline Dumas
(18)
,
Marion Orsucci
(4)
,
Julie Guy
(12)
,
Caroline Belser
(5, 6)
,
Adriana A. Alberti
(12)
,
Benjamin Noel
(5, 6)
,
Arnaud Couloux
(5, 6)
,
Jonathan Mercier
(5, 6)
,
Sabine Nidelet
(19)
,
Emeric Dubois
(19)
,
Nai-Yong Liu
(20)
,
Isabelle Boulogne
(8)
,
Olivier Mirabeau
(14)
,
Gaelle Le Goff
(7)
,
Karl Gordon
(21)
,
John Oakeshott
(21)
,
Fernando L Consoli
(22)
,
Anne-Nathalie Volkoff
(4)
,
Howard W Fescemyer
(23)
,
James H Marden
(23)
,
Dawn S Luthe
(23)
,
Salvador Herrero
(15)
,
David G Heckel
(9)
,
Patrick Wincker
(5)
,
Gael J Kergoat
(14)
,
Joelle Amselem
(11)
,
Hadi Quesneville
(11)
,
Astrid T Groot
(9)
,
Emmanuelle Jacquin-Joly
(14)
,
Nicolas Nègre
(4)
,
Claire Lemaitre
(1)
,
Fabrice Legeai
(1, 3)
,
Emmanuelle D’alençon
(4)
,
Philippe Fournier
(4)
1
GenScale -
Scalable, Optimized and Parallel Algorithms for Genomics
2 Plateforme bioinformatique GenOuest [Rennes]
3 IGEPP - Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes
4 DGIMI - Diversité, Génomes & Interactions Microorganismes - Insectes [Montpellier]
5 UMR 8030 - Génomique métabolique
6 LBGB - Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
7 ISA - Institut Sophia Agrobiotech
8 SU - Sorbonne Université
9 Max Planck Institute for Chemical Ecology
10 iEES - Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris
11 URGI - Unité de Recherche Génomique Info
12 GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
13 School of Veterinary and Life Sciences [Murdoch]
14 INRA - Institut National de la Recherche Agronomique
15 UPV - Universitat Politècnica de València = Universitad Politecnica de Valencia = Polytechnic University of Valencia
16 CDFD - Centre for DNA Fingerprinting and Diagnostics
17 CSIRO Ecosystem Sciences
18 IBED - Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics
19 IGF - Institut de Génomique Fonctionnelle
20 SWFU - Southwest Forestry University
21 CSIRO - Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Australia]
22 USP - Universidade de São Paulo = University of São Paulo
23 Penn State - Pennsylvania State University
2 Plateforme bioinformatique GenOuest [Rennes]
3 IGEPP - Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes
4 DGIMI - Diversité, Génomes & Interactions Microorganismes - Insectes [Montpellier]
5 UMR 8030 - Génomique métabolique
6 LBGB - Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
7 ISA - Institut Sophia Agrobiotech
8 SU - Sorbonne Université
9 Max Planck Institute for Chemical Ecology
10 iEES - Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris
11 URGI - Unité de Recherche Génomique Info
12 GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
13 School of Veterinary and Life Sciences [Murdoch]
14 INRA - Institut National de la Recherche Agronomique
15 UPV - Universitat Politècnica de València = Universitad Politecnica de Valencia = Polytechnic University of Valencia
16 CDFD - Centre for DNA Fingerprinting and Diagnostics
17 CSIRO Ecosystem Sciences
18 IBED - Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics
19 IGF - Institut de Génomique Fonctionnelle
20 SWFU - Southwest Forestry University
21 CSIRO - Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Australia]
22 USP - Universidade de São Paulo = University of São Paulo
23 Penn State - Pennsylvania State University
Anthony Bretaudeau
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1688
- IdHAL : anthony-bretaudeau
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- IdRef : 253128358
Kiwoong Nam
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1252956
- IdHAL : kiwoong-nam
- ORCID : 0000-0003-3194-8673
Jean-Marc Aury
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756899
- IdHAL : jean-marc-aury
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Bernard Duvic
- Fonction : Auteur
- PersonId : 735204
- IdHAL : bernard-duvic
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Frederique Hilliou
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1137564
- IdHAL : frederique-hilliou
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Nicolas Durand
- Fonction : Auteur
- PersonId : 818667
- ORCID : 0000-0002-3613-2609
- IdRef : 149853890
Nicolas Montagné
- Fonction : Auteur
- PersonId : 22083
- IdHAL : nicolas-montagne
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- IdRef : 136418112
Isabelle Darboux
- Fonction : Auteur
- PersonId : 736516
- IdHAL : isabelle-darboux
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Anne-Sophie Gosselin Grenet
- Fonction : Auteur
- PersonId : 752705
- IdHAL : anne-sophie-gosselin-grenet
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Florian Maumus
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : florian-maumus
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- IdRef : 187116962
Karine Labadie
- Fonction : Auteur
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- ORCID : 0000-0001-7467-8509
- IdRef : 089020235
Wei Xu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 765028
- ORCID : 0000-0003-0092-824X
Fotini A. Koutroumpa
- Fonction : Auteur
- PersonId : 751611
- IdHAL : koutroumpa-fotini
- ORCID : 0000-0001-9010-8872
Jean-Michel Escoubas
- Fonction : Auteur
- PersonId : 759553
- IdHAL : jean-michel-escoubas
- ORCID : 0000-0002-6138-1148
Caroline Belser
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1146293
- IdHAL : caroline-menguy
- ORCID : 0000-0002-8108-9910
Adriana A. Alberti
- Fonction : Auteur
- PersonId : 183113
- IdHAL : adriana-alberti
- ORCID : 0000-0003-3372-9423
Benjamin Noel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1168862
- ORCID : 0000-0002-5830-3253
Arnaud Couloux
- Fonction : Auteur
- PersonId : 908635
Jonathan Mercier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 9626
- IdHAL : jonathan-mercier
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Emeric Dubois
- Fonction : Auteur
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Isabelle Boulogne
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : isabelle-boulogne
- ORCID : 0000-0001-6810-6504
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Olivier Mirabeau
- Fonction : Auteur
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Gaelle Le Goff
- Fonction : Auteur
- PersonId : 736860
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Karl Gordon
- Fonction : Auteur
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Anne-Nathalie Volkoff
- Fonction : Auteur
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Salvador Herrero
- Fonction : Auteur
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Patrick Wincker
- Fonction : Auteur
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Gael J Kergoat
- Fonction : Auteur
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Hadi Quesneville
- Fonction : Auteur
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Emmanuelle Jacquin-Joly
- Fonction : Auteur
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Nicolas Nègre
Connectez-vous pour contacter l'auteur
- Fonction : Auteur correspondant
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Claire Lemaitre
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Fabrice Legeai
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : fabrice-legeai
- ORCID : 0000-0002-6472-4839
- IdRef : 273916432
Emmanuelle D’alençon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1173504
- IdHAL : emmanuelle-dalencon
- ORCID : 0000-0001-8994-0119
- IdRef : 175624879
Résumé
Emergence of polyphagous herbivorous insects entails significant adaptation to recognize, detoxify and digest a variety of host-plants. Despite of its biological and practical importance - since insects eat 20% of crops - no exhaustive analysis of gene repertoires required for adaptations in generalist insect herbivores has previously been performed. The noctuid moth Spodoptera frugiperda ranks as one of the world’s worst agricultural pests. This insect is polyphagous while the majority of other lepidopteran herbivores are specialist. It consists of two morphologically indistinguishable strains (“C” and “R”) that have different host plant ranges. To describe the evolutionary mechanisms that both enable the emergence of polyphagous herbivory and lead to the shift in the host preference, we analyzed whole genome sequences from laboratory and natural populations of both strains. We observed huge expansions of genes associated with chemosensation and detoxification compared with specialist Lepidoptera. These expansions are largely due to tandem duplication, a possible adaptation mechanism enabling polyphagy. Individuals from natural C and R populations show significant genomic differentiation. We found signatures of positive selection in genes involved in chemoreception, detoxification and digestion, and copy number variation in the two latter gene families, suggesting an adaptive role for structural variation.
Domaines
Bio-informatique [q-bio.QM]Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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