Caractérisation de pucerons et efficacité des parasitoïdes

Les parasitoïdes, insectes parasites dont le développement aboutit à la mort de leur hôte, sont une composante importante des agroécosystèmes, dans lesquels ils jouent un rôle de régulation des ravageurs (Godfray, 1994). Les trois quarts des insectes parasitoïdes sont des Hyménoptères (Eggleton & Belshaw, 1992). Au sein de cet ordre, la sous-famille des Aphidiinae est composée intégralement de parasitoïdes de pucerons. La capacité des pucerons à exploiter rapidement les paysages agricoles en fait des ravageurs importants de nombreuses cultures (Dedryver et al, 2010). Les parasitoïdes constituent un outil naturel majeur permettant de réguler les populations de pucerons dans les cultures. En fournissant des sources de nourriture comme du nectar et des insectes hôtes alternatifs dans des habitats semi-naturels, la lutte biologique par conservation permet de favoriser les parasitoïdes dans les paysages agricoles (Landis et al, 2000). Des parasitoïdes sont utilisés en lutte biologique classique pour lutter contre des ravageurs non indigènes. Par exemple, plusieurs espèces d’Aphidiinae ont été introduites au Chili entre 1976 et 1981 pour lutter contre plusieurs espèces de pucerons des céréales (Zuniga et al, 1986). Les parasitoïdes peuvent également être utilisés en lutte biologique inondative, notamment sous serre. Par exemple, des parasitoïdes des genres Encarsia et Eretmocerus sont couramment utilisés pour contrôler l’aleurode Trialeurodes vaporariorum en cultures sous serre (Gerling et al, 2001).

La lutte biologique inondative implique une production de parasitoïdes en masse. Or, la production d’insectes en masse soulève des questions au niveau de la variabilité génétique des populations des auxiliaires élevés et par extension, de la durabilité de la méthode de lutte. Mackauer (1976) a recensé les risques liés à la détérioration génétique des élevages d’auxiliaires des cultures. Afin de produire des auxiliaires bien adaptés aux ravageurs ciblés, il est nécessaire de porter une attention particulière à la population initiale de l’élevage en masse et au maintien de l’élevage. Ainsi, la taille de la population initiale doit être suffisamment importante pour contenir suffisamment de variabilité génétique. Il est notamment important de faire attention à l’existence de biotypes, c’est-à-dire d’une spécialisation intraspécifique sur différents hôtes dans les populations naturelles d’auxiliaires (Ivanović et al, 2009). Une fois un élevage établi, il est nécessaire de veiller au maintien de la diversité génétique de la population. Au cours de l’élevage, des fluctuations dans la taille de la population peuvent conduire à des goulots d’étranglements, et par conséquent à de la dérive génétique c’est-à-dire à une fluctuation aléatoire de la fréquence d’un allèle au sein d’une population. Ce processus peut conduire à terme à la fixation ou à la perte de certains allèles dans la population et donc à l’érosion de la variabilité génétique. Le maintien des élevages dans des conditions particulières (température optimale, absence de prédation,…), différentes des conditions réelles de culture peut conduire à une sélection d’individus bien adaptés aux conditions d’élevage mais dont la fitness sera réduite dans les conditions du lâcher. Dans le cas de l’élevage de parasitoïdes de pucerons, si ceux-ci sont élevés sur une espèce hôte différente de l’espèce de puceron cible, il y a un risque de sélection d’individus bien adaptés sur leur hôte d’élevage mais peu efficaces sur les pucerons visés.

L’efficacité des parasitoïdes dépend de l’adéquation parasitaire entre l’individu parasitoïde et l’individu hôte sélectionné par la femelle adulte. En effet, les parasitoïdes ont des relations physiologiques très étroites avec leur hôte, l’adéquation entre les deux partenaires conditionne la réussite du développement parasitaire. Au cours de leur développement, les parasitoïdes détournent les ressources de leur puceron hôte pour leur propre bénéfice. Ainsi, le venin injecté par la femelle parasitoïde au moment de la piqûre et des cellules appelées tératocytes issues du développement embryonnaire, contribuent à la castration de leur hôte et à la redirection des ressources du puceron vers la larve du parasitoïde en développement (Le Ralec et al, 2010). Dans le cas d’une mauvaise adéquation, des mécanismes de défense des pucerons peuvent empêcher le parasitoïde immature de se développer. Les défenses des pucerons contre les parasitoïdes peuvent être comportementales ou physiologiques (Desneux et al, 2009a). Parmi les défenses vis-à-vis des parasitoïdes, des associations avec des bactéries symbiotiques sont connues pour conférer une résistance, partielle ou totale, contre ces ennemis (Oliver et al, 2003). Ainsi, certaines bactéries symbiotiques telles que Hamiltonella defensa peuvent entraîner l’arrêt du développement de l’œuf ou de la jeune larve de parasitoïde dans le puceron.

Les pucerons constituent un problème majeur en culture de fraisiers sous abri. En effet, les fraisiers sont hôtes de nombreuses espèces de pucerons (Acyrthosiphon malvae rogersii, Macrosiphum euphorbiae, Rhodobium porosum, Aphis gossypii, Aulacorthum solani, Chaetosiphon fragaefolii, Myzus persicae, …). Afin de contrôler les populations de pucerons, les producteurs ont recours à des insecticides dont l’utilisation peut être contraignante. En effet, le choix des modes d’action est limité puisque actuellement seules quatre matières actives sont homologuées en France sur pucerons en culture de fraisier (lambda-cyhalothrine, thiaclopride, deltaméthrine, pyrimicarbe). L’utilisation d’insecticides est d’autant plus délicate que toutes les matières actives ne sont pas efficaces sur toutes les espèces de pucerons. De plus, l’utilisation de ces aphicides impose des délais avant récolte de 3 à 7 jours et des délais de ré-entrée des salariés dans les serres de 8 à 48 heures, ce qui est très contraignant pendant la période de récolte qui dure plusieurs semaines.

Toutes ces contraintes autour de l’utilisation de la lutte chimique conduisent les professionnels du secteur à se tourner vers des solutions de lutte biologique. En culture de fraises, la lutte biologique est encore à un stade expérimental plus ou moins avancé selon les régions. Des stratégies couplées utilisant des hyménoptères parasitoïdes et des prédateurs (chrysopes, syrphes, cécidomyies) sont testées depuis plusieurs années au sein de la coopérative maraîchère bretonne Savéol mais avec des résultats peu convaincants, notamment pour les parasitoïdes. Parmi les facteurs pouvant expliquer les échecs de la lutte biologique, le climat pourrait être un facteur limitant, notamment en Bretagne où les températures faibles peuvent constituer un frein à l’installation des auxiliaires. Cependant, le facteur climatique ne semble pas être la seule explication à la mauvaise efficacité des auxiliaires. En effet, même lorsque les températures sont favorables à l’activité des auxiliaires, l’efficacité est très aléatoire et dans la plupart des cas très peu de pucerons parasités sont observés.

Table des matières

Introduction
Synthèse bibliographique
1. Contexte
2. La lutte biologique inondative
3. Insectes étudiés
3.1- Pucerons
3.2- Parasitoïdes
4. Rôle des bactéries endosymbiotiques de pucerons dans la protection contre les ennemis naturels
5. Le caractère généraliste de certains parasitoïdes de pucerons remis en question
Matériel et méthodes
1. Mise au point des élevages des pucerons et constitution des lignées
2. Détection de bactéries symbiotiques secondaires
2.1- Extraction d’ADN
2.2- PCR diagnostic
3. Tests d’adéquation parasitaire
3.3- Mesure de l’efficacité parasitaire
3.4- Mesure de la mortalité hors momification
4. Analyse génétique de parasitoïdes
4.1- Origine des parasitoïdes
4.2- Extraction d’ADN, amplification et séquençage
5. Analyses statistiques
Résultats
1. Mise au point de l’élevage des pucerons
2. Détection de bactéries symbiotiques secondaires
3. Tests d’adéquation parasitaire
3.1- Le taux d’oviposition
3.2- Le taux de momification
3.3- Le taux d’émergence
3.4- La mortalité des pucerons hors momification
4. Etude des populations de parasitoïdes
4.1- Origine des parasitoïdes commercialisés

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