Étude expérimentale sur l’hibernation du doryphore de la pomme de terre dans des conditions naturelles
Summary
Nous présentons ici une méthode d’étude de l’hibernation du doryphore de la pomme de terre dans les conditions naturelles de la zone tempérée ainsi qu’une technique de collecte des coléoptères en hiver. Cette méthode permet d’obtenir le nombre souhaité d’individus hivernants pour diverses analyses à n’importe quel stade d’hibernation.
Abstract
L’un des principaux ravageurs de la pomme de terre Solanum tuberosum L. dans la zone tempérée est l’insecte doryphore de la pomme de terre (CPB). La plupart des études sur l’immunité et les maladies du doryphore sont menées pendant les phases d’alimentation active. Néanmoins, il existe moins d’études sur les stades de repos, bien que ces coléoptères passent la majeure partie de leur cycle de vie dans un état de diapause hivernale (hibernation). Dans le cadre de ce travail, une méthode d’étude de l’hibernation du doryphore dans des conditions naturelles a été mise au point et mise à l’essai, offrant ainsi la possibilité de capturer un nombre suffisant d’individus en hiver. Dans cet article, la survie du doryphore a été évaluée et des agents infectieux à différents stades d’hibernation ont été identifiés. La mortalité des doryphores a augmenté pendant l’hibernation, atteignant un maximum en avril-mai. Des champignons entomopathogènes (Beauveria, Isaria et Lecanicillium) et des bactéries Bacillus, Sphingobacterium, Peribacillus, Pseudomonas et Serratia ont été isolés des insectes morts. Le taux de survie des coléoptères pendant toute la période d’hibernation était de 61 %. Aucun coléoptère congelé ou desséché n’a été trouvé, ce qui indique le succès de la méthode présentée.
Introduction
Le doryphore de la pomme de terre Leptinotarsa decemlineata Say (CPB) est un ravageur important des plantes Solanacées, principalement de la pomme de terre Solanum tuberosum L. L’aire de répartition géographique de cette espèce est de plus de 16 millions dekm2 et ne cesse de s’étendre1. Le doryphore a une diapause hivernale facultative et l’hibernation est obligatoire dans la zone tempérée. La diapause est induite par une photopériode de jour court et modulée par la température1. Ces coléoptères hivernent au stade adulte en s’enfouissant dans le sol. Avec l’augmentation des latitudes, la durée de la période d’hibernation s’allonge. Dans la zone tempérée, en particulier sur les territoires septentrionaux de son aire de répartition, l’hivernage dure jusqu’à 9 mois : d’août-septembre à mai-juin (Noskov et al., observations personnelles). Pendant cette période, le doryphore – comme tout autre insecte de la zone tempérée – est exposé à des conditions hivernales défavorables et doit augmenter sa tolérance au froid. Dans le même temps, le contact des coléoptères avec le sol augmente le risque d’infection par divers micro-organismes opportunistes et pathogènes2. Par conséquent, ces coléoptères doivent maintenir un certain niveau d’activité du système immunitaire pendant l’hibernation, ce qui est également coûteux sur le plan énergétique. Néanmoins, même si l’insecte survit à une infection, la maladie peut réduire sa résistance au froid3. Il est à noter que les basses températures ne sont pas la seule cause de mortalité hivernale du doryphore. Le manque d’oxygène joue également un rôle important et, dans certaines conditions, il pourrait être le principal facteur de mortalité hivernale 4,5.
On sait que la mortalité hivernale naturelle du doryphore peut être très élevée, atteignant 100 % dans les sols limoneux argileux6. Ainsi, l’hivernage est l’une des périodes les plus cruciales du cycle de vie de l’OEC. Néanmoins, les données sur la physiologie, l’activité du système immunitaire, la survie et d’autres paramètres de l’hibernation du doryphore dans des conditions naturelles sont encore limitées. Il existe des études sur l’expression différentielle des gènes et divers paramètres physiologiques chez les adultes atteints de doryphore pendant la diapause et en réponse à un choc thermique 7,8,9,10,11,12 ; Cependant, ces analyses ont principalement été effectuées par induction de diapause ou de stress dû au froid dans des conditions de laboratoire sans fluctuations naturelles de température, d’humidité et de charge pathogène native. Néanmoins, la recherche sur la physiologie de ces coléoptères collectés par excavation dans le sol dans des conditions naturelles est importante. Différents aspects de l’hivernage du doryphore dans des conditions naturelles ont été activement étudiés dans les années 1970-1980 13,14,15,16,17,18. D’autre part, ces études n’ont pas impliqué l’excavation du doryphore dans le sol en hiver. De plus, une technique d’hibernation contrôlée du doryphore et une description des cages ne sont pas fournies en détail. Il est donc nécessaire d’étudier la physiologie des doryphores hivernant en milieu naturel19.
L’objectif de cette étude était de mettre au point et de mettre à l’essai une méthode d’hibernation contrôlée des adultes atteints de doryphores dans des conditions naturelles. La méthode proposée permet d’obtenir un nombre souhaité d’individus de doryphores pour des tests microbiologiques, immunologiques et autres pendant l’hibernation dans les conditions de terrain d’un climat continental. Cette méthode peut être adaptée et appliquée à d’autres espèces d’insectes hivernant dans le sol sous la neige.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cette étude montre que la méthode proposée pour l’étude de l’hivernage des doryphores permet d’obtenir un nombre suffisant d’insectes en différentes périodes d’hibernation. Le succès de la technique présentée dépend de plusieurs facteurs indépendants, dont le plus important est les conditions météorologiques. Lors d’un hiver froid et sans neige, le sol peut geler sur toute la profondeur de la cage. Dans ce cas, le risque de mort de tous les coléoptères augmente considérablement<sup class="xref…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions nos collègues Vladimir Shilo, Vera Morozovа, Ulyana Rotskaya, Olga Polenogova et Oksana Tomilova pour leur aide dans l’organisation et l’exécution des procédures sur le terrain et en laboratoire.
La recherche a été soutenue par la Fondation russe pour la science, projet n° 22-14-00309.
Materials
| Agar-agar bacteriological purified | diaGene | 1806.5000 | |
| Bile Esculin Agar | HiMedia | M972 | |
| Endo Agar | HiMedia | M029 | |
| Glucose monohydrate-D | PanReac Applichem | 143140.1000Φ | |
| Lactic acid | PanReac Applichem | 141034.1211 | |
| Luria-Bertani liquid medium | HiMedia | G009 | |
| 15 ml conical centrifuge tubes | Axygen | SCT-15ML-25-S | |
| Peptone | FBIS SRCAMB | M 030/O61 |
|
| Phosphate buffered saline | Medigen | PBS500 | |
| Temperatutre and humidity datalogger Ecklerk-M-11 | Relsib | Waterproof datalogger |
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