Impact des zones agro-écologiques et UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES Impact des zones agro-écologiques et Infrastructures de stockage sur la diversité et la structuration génétiques de Sitophilus spp (Coleoptera, Curculionidae) ravageurs du maïs stocké.  Par Mama Racky NDIAYE, Assane NDONG & Mbacké SEMBENE Equipe de Génétique et de Gestion des Populations FST / UCAD

Problématique (1) Désorganisation des communautés biologiques pose plusieurs problèmes aux populations ; Peut fortement affecter la productivité et la rentabilité des agrosystèmes ; Entraver la Conservation des denrées stockées par l’apparition d’espèces ou de biotypes originaires d’autres régions ou zones agroécologiques ; Faciliter er l’augmentation des populations d’espèces locales favorisées par le changement global.

PROBLEMATIQUE (2) Poacée, originaire d’Amerique Centrale (Le Conte, 1950; Willet, 1962) le maïs est la 1e production mondiale devant le blé et le riz ( Larsen, 2012) Afrique: Denrée de base pour beaucoup de pays(Guèye et al., 2011); Sénégal: Alimentation humaine et animale ou traverser les périodes de soudure. 2003: choix du maïs comme « spéculation test » pour assurer la sécurité alimentaire à court terme. Conséquence: Culture de rente comme l’arachide et le coton (Guèye et al., 2011)

PROBLEMATIQUE (3) Maïs est attaqué par des insectes ravageurs tels Sitophilus spp. Les pertes dues aux charançons sont de 25% voire 40% de la récolte en six mois de stockage (Ngamo et al., 2007). imago nymphe œuf larve Fig. 2 : Maïs infestés Fig. 1: Processus d’infestation des grains

Objectifs Objectif général Objectifs spécifiques Estimer l’impact des zones agro-écologiques et des infrastructures de stockage sur la diversité et la structuration génétique des populations de Sitophilus spp ravageurs du mais stocké Objectifs spécifiques Polymorphisme et diversité génétiques ; Identification des haplotypes et du réseau d’haplotype; Relations phylogénétiques Histoire démographique .

MATERIEL ET METHODES (1) Zone d’étude Fig. 3 : Les 7 zones agro-écologiques Haute Casamance/Sénégal Oriental; Basse et Moyenne Casamance Nord Bassin arachidier; Sud Bassin arachidier;

MATERIEL ET METHODES (2) Echantillonnage Infrastructures de stockage Zones agro-écologiques Case Nord Bassin Arachidier (NBA) Champ Sud Bassin Arachidier (SBA) Magasin Grenier Haute Casamance/ Sénégal oriental (HCSO) Chambre Basse et Moyenne Casamance Cuisine Moyenne Guinée Stratégie d’échantillonnage en fonction des infrastructure de stockage et des zones agro-écologiques

MATERIEL ET METHODES (3) Extraction d’ADN Amplification du Cyt. B grâce aux amoces: CB1 (5’-TAT GTA CTA CCA TGA GGA CAA ATA TC-3’) ; CB2 (5’-ATT ACA CCT CCT AAT TTA TTA GGA AT-3’). Séquençage

MATERIEL ET METHODES (4) Analyses et traitement de données : Alignement et analyses des séquences (BioEdit v 7.0.5.3) Nbre d’haplotypes Diversités haplotypique Dnasp version 5.10.01 Divérsité nucléotidique Mismatch distribution % de transition et transversion (MEGA version 5.05) Reconstruction phylogénétique (Mr Bayes) Reseaux d’haplotypes (NETWORK 4.6.1.1) Test de Mantel (XLSTAT version 2012.6.03)

RESULTATS ET DISCUSSION (1) Polymorphisme et diversité génétique 73 sequences ; Alignement : forte ≠ciation (21,46%) 2 gpes ; Comparaison par barecoding Identification de 2 Sitophilus (S. zeamais et S. oryzae respect. 49 et 24 séquences de 410 pb ; Chez les 2 : le % de transition (50%) est ˃ aux transversions Fig. 5 :Sitophilus zeamais Sitophilus oryzae

RESULTATS ET DISCUSSION (3) Identification des haplotypes Nbre d’haplotypes élevé Cytohrome b : marqueur à évolution rapide Espèces Sitophilus zeamais Sitophilus oryzae Nbre d’haplotypes 18 16 Zones agro- écologiques SBA NBA HCSO MG BMC 10 03 06 04 07 Infrastructures de stockage Magasin Case Champ Grenier Cuisine Chambre Magasi n 05

RESULTATS et DISCUSSION(8) Différenciation génétique et du flux génique entre populations. Population 1 Population 2 FST Nm BMC HCSO/S 0,0067 37,25 NBA SBA 0,1294 1,68 MG 0,0863 2.65 HCSO/M 00 0,1248 1,75 0,056 4,21 S. oryzae Les 2 pop. ont un fort flux génique; elles sont panmictiques ; confirmé par le GST = 0,00 et les DG intra et inter pop. S. zeamais FST entre les pop. du SBA (champ + magasin) en général et la HCSO/S (grenier) : il n’y a aucune différenciation génétique il y a donc un fort flux génique Les plus grandes FST sont observées entre le SBA (magasin+champ) avec le NBA (case) et la MG (cuisine): Isolement reproductif plus moins important La contribution de la diversité génique inter-population (GST) à la diversité génique totale est en moyenne de 9,8 %.

RESULTATS ET DISCUSSION (4) Proportion des haplotypes privés par rapport au nombre total d’haplotypes dans chaque infrastructure de stockage. Chez les 2 sp : le nombre d’haplotypes obéit à un gradient décroissant de diversité génétique pour en partant :Magasin, Grenier, Champ, cuisine et Case.

RESULTATS ET DISCUSSION (5) Réseaux d’haplotypes Reseaux d’haplotypes de S. zeamais et S. oryzae ; NETW4.6.1.1

RESULTATS ET DISCUSSION (6) Analyse phylogénétique Topologie de l’arbre phylogénétique obtenu avec la méthode bayésienne

RESULTATS ET DISCUSSION (7) Histoire démographique Pour Sitophilus zeamais Pi=12,8‰ Hd=0,7891 fortes Stabilité démograp. Pour Sitophilus oryzae Mismatch Distribution Pi=16,33‰ Hd=0,8949% fortes Dynamique démographique Mismatch Distribution Population stable avec grande taille efficace ou admixture de pop. initialement isolées.

CONCLUSION ET PERSPEECTIVES S. zeamais et S. oryzae du Sénégal et de la Guinée présentent respectivement 18 et 16 haplotypes ; Les 2 sp : caractérisées par une grande diversité haplotypique et nucléotidique. Donc, forte variabilité et résistance aux méthodes de lutte Haplotype majoritaire de S. zeamais pourrait représenter un haplotype sous-régional. Chez les 2 sp, dynamique démographique : Population stable avec une grande taille efficace d’où une urgence d’agir afin de maitriser les populations. Zones agro-écologiques : influeraient dans la structuration des 2 espèces Infrastructures de stockage : n’auraient pas d’impact dans la structuration des 2 sp

CONCLUSION ET PERSPEECTIVES Une meilleure compréhension des relations entre les groupes nécessiterait: Diversifier les localités à échantillonner en essayant d’avoir un équilibre dans l’échantillonnage; En faisant une reconstruction phylogénétique basée sur la combinaison des données entre un gène nucléaire (28 S, par exemple) et un gène mitochondrial (cytochrome B, par exemple). D’étendre les tests à une étude des microsatellites afin de voir, par exemple, si la diversité génétique est sous influence du type de marqueur (enzymatique et mirosatellite);

MERCI DE VOTRE AIMABLE ATTENTION