Ravageurs des cultures

1. Ravageurs des cultures Impact et moyens de lutte varaldi@biomserv.univ-lyon1.fr

2. 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 l’exosquelette D-Problèmes associés 2-Stratégies alternatives A-Action sur les plantes cultivées B-Action sur les pratiques culturales C-Action sur l’environnement 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 Ravageurs des cultures: impacts et moyens de lutte

3. 852 millions (2000-2002): 815 P Développement 28 P en transition 9 P industriels (source: Food and Agriculture Organization (FAO)) Agriculture et démographie INED, Population et Sociétés, n° 394, juin 2003

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

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 D’après Marie Weidner et Gilles Furelaud (Univ. Jussieu)

16. Manipulation de la physiologie de la plante D’après 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 50000 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. B-Reproduction Pouvoir de reproduction élevé • Fécondité • Survie pré-imaginale • Sexe-ratio • Proportion de femelle dans la descendance

21. B-Reproduction • Majorité: sexuée à sexes séparés diploïdes • 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. Corps Allates Hormone Juvénile Mécanismes endocrines cerveau PTTH Glande prothoracique Ecdysone Larve-larve Larve-pupe pupe-adulte

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 » Inter-specifique (allélochimiques) Intra-specifique Phéromones -alarme -sexuelles -agrégation -territorialité … Allomones (bénéfice à l’émetteur) Ex: substances répulsives à l’égard des phytophages émises par certaines plantes (phénols, terpènes, alcaloides) Kairomones (bénéfice au receveur) Ex: Phéromones émises par une espèce utilisées par son parasitoïde 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…

39. Liriomyza trifolii Lymantria dispar Ostrinia nubilalis Ceratitis capitata

40. III. Lutter contre les ravageursComment 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. Corps Allates Hormone Juvénile C- Dérèglement des Mécanismes endocrines cerveau PTTH Glande prothoracique Ecdysone Larve-larve Larve-pupe pupe-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. A,C B Mécanismes moléculaires: -amplification génique -surexpression -changement de la séquence des enzymes impliquées dans la dégradation de l’insecticide

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 nécessairement éradiquer (seuil de nuisibilité)

47. A-Action sur les plantes cultivées • Amélioration des plantes • Résistance des plantes: ensemble des caractéristiques héritables d’une plante qui diminuent l’incidence d’un ravageur sur la qualité ou la quantité d’une 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 Cladosporiumfulvum implique plus de 20 gènes

48. Amélioration des plantes • 3 alternatives: • Limiter l’attaque 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