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Ravageurs des cultures Impact et moyens de lutte

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Présentation au sujet: "Ravageurs des cultures Impact et moyens de lutte"— Transcription de la présentation:

1 Ravageurs des cultures Impact et moyens de lutte

2 Ravageurs des cultures: impacts et moyens de lutte I°)Introduction II°)Les ravageurs 1-Phytophatogènes A-Virus B-Bactéries 2-Les Nématodes A-des racines B-des parties aériennes 3-Les Insectes A-Biologie générale B-Reproduction C-Mue et métamorphose D-Système sensoriel E-Relation plantes-phytophages F-Causes de pullulation III°) Lutter contre les ravageurs 1-Les Pesticides A-Neurotoxiques 1-Modif des canaux ioniques 2-Modif des synapses B-Déreglement des mécanismes endocrines C-Déreglement de la synthèse de lexosquelette D-Problèmes associés 2-Stratégies alternatives A-Action sur les plantes cultivées B-Action sur les pratiques culturales C-Action sur lenvironnement cultural D-Action directe sur les ravageurs 1-Lutte Autocide 2-Action sur le comportement 3-Les auxiliaires de culture IV°)Vers une Lutte intégrée

3 Agriculture et démographie INED, Population et Sociétés, n° 394, juin millions ( ): 815 P Développement 28 P en transition 9 P industriels (source: Food and Agriculture Organization (FAO))

4 Les ravageurs: les dégats... Agroecosystèmes: grande instabilité –Pullulations de ravageurs Le coût des ravageurs : –Les pertes : avant récolte après récolte –Les coûts de la lutte

5 A qui la faute ? II°) Les ravageurs Mauvaises herbes Phytopathogènes (virus, B, champignons) Ravageurs (sens strict): –Nématodes –Arthropodes + Mollusques –Vertébrés: oiseaux et mammifères

6 II-1. Phytopathogènes : A- les virus Structure: –De 10nm à >1 m –Capside –Acide nucléique (ADN, ARN, sb ou db) Détournent la machinerie cellulaire Fort pouvoir infectieux Symptômes courants: Décoloration, enroulement feuilles nécroses, malformations, retard, flétrissement... tmv

7 Mosaïque du tabac –Tabac, Tomate, betterave, moutarde M du concombre M du haricot... panachure jaune du riz en Afrique (Rice yellow mottle virus) Pox virus de la prune

8 Propagation des virus de plantes Transmission mécanique: Transplantation, manipulation humaine, Blessure ex: Virus Mosaïque Tabac Transmission par vecteur: def. (acariens, nématodes, insectes)

9 Les vecteurs de virus de plante Exemples: TYLCV / Bemisia tabaci Rice yellow mottle virus / Coléoptères Ng & Falk 2006 Ann. Rev. Phytopathol.44:183:212

10 Interactions Virus-Vecteur 2 modes de vection: -non persistant: -persistant: Ng & Falk 2006 Ann. Rev. Phytopathol.44:183:212

11 Interactions Virus-Vecteur

12 Virus persistant

13 Rôle des endosymbiotes

14 II-1. Phytopathogènes :B-les bactéries Symptômes: –Nécroses (Pseudomonas) –Pourriture molle (Erwinia) –Flétrissement ( Erwinia, Xylella) –Prolifération anormale (Agrobacterium)

15 Ecologie des bacteries induisant des galles Daprès Marie Weidner et Gilles Furelaud (Univ. Jussieu)

16 Manipulation de la physiologie de la plante Daprès Marie Weidner et Gilles Furelaud

17 II-3. Les Insectes Extrême diversité Importance écologique Des sales bêtes ? –Seuls 1% des espèces présentent des risques –Mais fort potentiel de reproduction En France, 75 espèces considérées nuisibles sur les décrites (ACTA)

18 A-Biologie générale Arthropodes : exosquelette Cuticule composée de : –Épicuticule –Exocuticule –endocuticule Imperméable à l eau Principale barrière des insecticides

19 Cuticule: barrière contre les agressions exterieures Couche cireuse imperméable soie

20 Pouvoir de reproduction élevé Fécondité Survie pré-imaginale Sexe-ratio –Proportion de femelle dans la descendance B-Reproduction

21 Majorité: sexuée à sexes séparés diplo ï des Stockage sperme dans spermathèque Minorité: parthénogénèse –arrhénotoque (surtout Hyménoptères) : Femelles diploïdes Mâles haploïdes –thélytoque : disparition des mâles –Cyclique: nombreux pucerons

22 C-Mues et métamorphoses Mécanismes neuro-endocrines 3 types d hormones: –Neuropeptides –L ecdysone –Hormone juvénile:

23 Mécanismes endocrines cerveau PTTH Glande prothoracique Corps Allates Hormone Juvénile Ecdysone Larve-larveLarve-pupepupe-adulte

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25 D-Système sensoriel et comportement Système sensoriel perfectionné Intégration de nombreux stimuli –Localisation de la nourriture –Localisation des partenaires sexuels à longue distance –Évitement des prédateurs –...

26 3 types d organes sensoriels photorecepteurs chemorecepteurs mécanorecepteurs

27 chémorécepteurs

28 Subst. Chimiques utilisées par les insectes : « semiochimiques » Intra-specifique Inter-specifique (allélochimiques) Phéromones -alarme -sexuelles -agrégation -territorialité … Kairomones (bénéfice au receveur) Ex: Phéromones émises par une espèce utilisées par son parasito ï de Allomones (bénéfice à lémetteur) Ex: substances répulsives à légard des phytophages émises par certaines plantes (phénols, terpènes, alcaloides) Synomones (bénéfice aux deux) Ex: odeurs florales attirant les pollinisateurs

29 Les phéromones Produites par des glandes dérivées des cellules épidermiques. 5 types: –Phéromones sexuelles –Phéromones d agrégation Ex: Dendroctonus brevicornis –Phéromones de dispersion –Phéromones d alarme Ex: puceron –Phéromone de marquage au sol

30 Communication sexuelle chez les teignes (ex:saturniid moths)

31 Très spécifiques !!

32 Les subst. allélochimiques

33 E-Relation plantes-phytophages = La moitié des espèces d insectes interactions plante/insecte anciennes : –Spécialisation des phytophages et adaptations réciproques (coévolution)

34 Spectre d utilisation de la plante Monophages Oligophages Polyphages

35 Spécialisation sur la plante hôte Défoliateurs –Lymantria dispar Les mineuses Les perceurs de galeries Les suceurs de sève Les galligènes Les prédateurs de graines

36 F-Principales causes de pullulation des insectes Agro-EcoSystèmes: –Homogénéité spatiale –Faible diversité spécifique Conditions climatiques Intro accidentelle –Phylloxera –doryphore –cochenille (Icerya purchasi) –Cameraria ohridella

37 Merci Mr Trouvelot…

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39 Liriomyza trifolii Lymantria dispar Ostrinia nubilalis Ceratitis capitata

40 III. Lutter contre les ravageurs Comment diminuer le potentiel de nuisance d un ravageur ? Agir directement sur les individus –pesticides Agir sur son environnement –Par des pratiques agricoles adaptées Labour, rotation des cultures, destruction des résidus végétaux après récolte –Par l utilisation de variété résistantes –Par l utilisation des auxiliaires de culture

41 III.1. Moyens de lutte conventionnels: les pesticides Pesticides: –Insecticides, nématicides, fongicides, herbicides, acaricides Moyen de lutte le plus utilisé Modes d action: –A- système nerveux (neurotoxiques) Modification du fonctionnement des canaux ioniques membranaires des axones (Organochlorés, Pyréthrinoïdes) Modification du fonctionnement des synapses (Organophosphorés, Carbamates) –B- Synthèse de l exosquelette tégumentaire –C- Mécanismes endocrines

42 C- Dérèglement des Mécanismes endocrines cerveau PTTH Glande prothoracique Corps Allates Hormone Juvénile Ecdysone Larve-larveLarve-pupepupe-adulte

43 Slama 1965: un heureux hasard… « It seems not unlikely that the hormonally active material may be effective in the selective destruction of at least certain of these pests, as well as any other insects which show the same hormonal sensitivities as Pyrrhocoris apterus. This possibility is worthy of attention because the active material is available on an unlimited scale in American newspapers and journals. »

44 D-Problèmes liés à l utilisation des pesticides Effets directs: –Faible spécificité Vertébrés (dont homme) Ennemis naturels Effets indirects –Concentration dans la chaîne alim. –Résistances

45 Mécanismes moléculaires: -amplification génique -surexpression -changement de la séquence des enzymes impliquées dans la dégradation de linsecticide B A,C

46 III. 2. Stratégies alternatives Lutte biologique: toutes les méthodes de lutte faisant appel à des mécanismes naturels de défense ou de régulation des populations Génie génétique Objectif: contrôler sans n é cessairement é radiquer (seuil de nuisibilit é )

47 A-Action sur les plantes cultivées Amélioration des plantes –Résistance des plantes: ensemble des caractéristiques héritables dune plante qui diminuent lincidence dun ravageur sur la qualité ou la quantité dune récolte. Résistance: –Niveau total ou partiel –Résistance spécifique / non spécifique –Déterminisme génétique: Gène Mi: résistance de la tomate au nématodes à galle du genre Méloidogyne. 1 gène. Résistance de la tomate au champignon Cladosporium fulvum implique plus de 20 gènes

48 Amélioration des plantes 3 alternatives: –Limiter lattaque de la plante par le ravageur Ex: sélection de poils sur les feuilles de tomates contre les pucerons –Réduire la population de ravageur Production par la plante de substances toxiques –Augmenter la tolérance de la plante

49 Comment obtenir de telles plantes ? - Sélection de combinaisons génétiques résistantes à partir des gènes présents dans les populations naturelles de la plante - Introduction artificielle de gènes par génie génétique: plantes transgéniques

50 - Sélection… Utilisation de la variabilité existante –Ex:RYMV

51 Sélection artificielle: création de nouvelles lignées à partir de la variabilité génétique existante Variétés multilignées Croisements hybrides greffes

52 - Introduction artificielle… Introduction artificielle de gènes codant pour des protéines toxiques pour les insectes –Gènes dorigine végétale –Gènes dorigine microbienne

53 Gènes dorigine végétale Les lectines –Rôle dans la reconnaissance cellulaire des plantes –Mode d action : agissent sur les cellules de l é pith é lium de l intestin moyen des insectes Les inhibiteurs de protéase –Forment un complexe avec les protéases digestives des insectes, empêchant la lib é ration de l enzyme

54 Gènes dorigine bactérienne La toxine bactérienne la + utilisée : delta endotoxine de Bacillus thuringiensis. –Modification de la perméabilité membranaire = paralysie partielle Affecte le processus de respiration cellulaire : accroissement de labsorption doxygène et blocage de la synthèse dATP Blocage de la prise alimentaire (25 min après ingestion)

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56 Gènes dorigine virale Intégration dun gène de capside de virus En cas dinfection par un virus proche, production dheterocapsides Perturbe la transmission du virus Ex: RYMV (ORF2)

57 Mécanismes des transferts de gènes (dicotylédones) Transformation de cellules somatiques Utilisation de bactéries phytopathogènes (ex: Agrobacterium tumefaciens) –Le gène codant pour la toxine est intégré dans le plasmide Ti responsable de linduction de galles, a la place des gènes normalement integrés –Transfert du plasmide dintérêt à la bactérie pathogène débarrassée de ses gènes plasmidiques pathogènes –Intégration du plasmide modifié dans le génome de la cellule végétale via infection naturelle –Développement de la cellule végétale transformée

58 Daprès Marie Weidner et Gilles Furelaud

59 Mécanismes du transfert (suite) Pour les monocotylédones –Biolistique : Bombarder les cellules végétales avec des billes de tungstène ou dor enrobées dADN à transformer –Électroporation Introduction dADN nu dans des protoplastes (cellules végétales débarrassées de leur paroi pectocellulosique)

60 Source:Rapport FAO Source : International service for the acquisition of agri-biotech applications.

61 Inconvénients des plantes transgéniques Problèmes de résistance Diffusion des transgènes dans les plantes sauvages: –Par hybridation –Par les virus –Par les bactéries –Par les champignons

62 B- Action directe sur les ravageurs des cultures 1- Lutte autocide –Incompatibilité cytoplasmique Ex: Wolbachia

63 female male Inf. Cytoplasmic incompatibility Uninf. Uninf

64 Rhagoletis cerasi mouche de la cerise Ceratitis capitata Mouche méditerranéenne des fruits Lacher de mâles infectés par Wolbachia (en cage à population)

65 –Stérilité hybride –Lâcher de mâles st é riles Rayons X ou gamma : mutation dans les cellules germinales –Ex: lutte contre la lucilie bouchère (Cochliomyzia hominivorax)

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68 Sterile Insect Technique (SIT)

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70 Bactrocera cucurbitae

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72 -fluorescence introduite dans les individus relachés: tracabilité -release of insects with a dominant lethal mutation (RIDL) technology: avec un complément alimentaire : reproduction OK sans le complément : stérilité -construction génétique permettant lélimination de toutes les femelles avant le lâcher Nouveaux développements:

73 1bis. La paratransgénèse

74 Rhodococcus rhodnii Trypanosoma cruzi Rhodnius prolixus cecropin

75 Mêmes approches actuellement à létude dans un contexte agronomique: Exemple: Ciccadelle vecteur de Xylella fastidiosa, agent de la maladie de Pierce sur vigne manipuler le Symbiote de linsecte Alcaligenes xylosoxidans var. denitrificans Homalodisca virtipennis

76 2- Action sur le comportement –La confusion sexuelle Carpocapse de la pomme (Cydia pomonella) 0,55 g / j / ha Pyrale du ma ï s 50 mg / j / ha –Substances répulsives

77 Lymantria dispar

78 3- Les auxiliaires de culture Les microorganismes pathogènes –Les virus Baculovirus –Ex: virus de la polyhédrose nucléaire de Autographa californica (coléoptère) –Les bactéries Principalement le genre Bacillus –Les champignons Champignons entomopathogènes –Beauveria Champignons nématocides –Ex:Arthrobotrys –Les bactéries symbiotique de Nematodes Steinernema / Xenorhabdus et Heterorhabditis / Photorhabdus Voir Irigaray, article PAPER; patents of macroorganisms in biocontrol

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80 Les prédateurs Les insectes prédateurs –La moitié appartiennent à lordre des Coléoptères : Ex: coccinelles / pucerons Ex: coccinelle (Rodolia cardinalis) / cochenille (Icerya purchasi) Ex: chrysopes en culture sous serre Les acariens prédateurs –Ex: famille des Phytoseiides, prédateurs dacariens (Tetranychus sp.)

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82 Les insectes parasito ï des 10 à 25 % des insectes : –Hyménoptères, Diptères, Coléoptères principalement Mode de vie intermédiaire entre la prédation et le parasitisme –Seul les stades immatures sont parasites. Les adultes sont libres –Parasitent les stades pré-imaginaux –Le développement du parasito ï de finit par provoquer la mort de son hôte. Formidable diversité

83 Les différents modes de vie des parasito ï des Stade attaqué Endo ou ecto parasites Solitaire / grégaire Spectres dhôtes Reproduction : –parth é nog é n è se arrh é notoque ou th é lytoque –Biparentale sexu é e Ex: Encarsia formosa / aleurode Bemisia Ex: Trichogramma sp. / lépidoptères

84 Avantages –Grande mobilité –Comportement de recherche sophistiqués (apprentissage) –Spécificité possible Inconvénients –Co û ts de production é lev é s –D é lai d action assez long –Incertitude de lefficacité –Main doeuvre

85 Gestion des auxiliaires Gestion des auxiliaires indigènes Introduction et acclimatation –Ex: Tyroglyphus phylloxerae / Phylloxera –Ex: puceron russe Diuraphis noxia. 23 espèces introduites entre 1988 et 92 Lâchers massifs –Lâchers inoculatifs (préventif) Diglyphus isaea / Liriomyza trifolii –Lâchers inondatifs (curatif) Trichogramma sp. / Lepidoptères Baculovirus / Mamestra brassicae

86 Efficacité / risques associés à lutilisation des auxiliaires 3000 introductions (>1000 espèces) introduites pour contrôler 200 ravageurs 35 % : acclimatation r é ussie Dont 65 % ont eu une incidence é conomique significative Problème de spécificité, espèces non cibles

87 IV. Vers une lutte intégrée… Utilisation optimale de toutes les méthodes de lutte (chimique, biologique) assurant une protection efficace des cultures et limitant autant que possible lutilisation des produits chimiques. Gestion raisonnée des AES

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