Vers une nouvelle lutte biologique contre la sésamie du maïs

Porteuse du projet : Laure KAISER-ARNAULD (EGCE)      

Partenaires :

• Dans BASC: GQE-Le Moulon
• Hors BASC: Institut de Recherche sur la Biologie des Insectes (IRBI, UMR UMR CNRS 7261 / Univ. F. Rabelais, Tours) 
• non académiques: Arvalis

La sésamie du maïs est un insecte en recrudescence en France à cause de la douceur hivernale et il n’y a plus de moyen de contrôle efficace. Le recours à des ennemis naturels est attendu. Cotesia typhae (photo supra) est un insecte parasitoïde nouvellement caractérisé en Afrique de l’Est où il s’attaque spécifiquement à cette sésamie. Son introduction en zone infestée est donc une piste intéressante de lutte biologique.

Les enjeux scientifiques sont:

1. d’évaluer le risque environnemental de son introduction en France ;
2. de comprendre l’efficacité de souches du parasitoïde en étudiant les composantes de leur succès reproducteur ;
3. d’estimer l’impact de la température sur la fertilité mâle, particulièrement sensible à ce facteur ;
4. de simuler la dynamique et l’impact du parasitoïde suite à un lâcher pour pour cerner les données manquantes et étudier des stratégies de contrôle.

Photos: Gauche: Chenille de sésamie du maïs se nourrissant à l’intérieur d’un jeune épi. / Centre: Adulte femelle de l’espèce Cotesia sesamiae, guêpe parasite de chenilles. / Droite: A maturité, les larves de Cotesia sesamiae quittent le corps de la chenille où elles se sont développées, pour former leur cocon de nymphose autour du cadavre.

Le projet Lutte Sesa a permis d’avancer sur les 4 enjeux scientifiques. Pour ne citer que deux résultats :

• Concernant les composantes du succès reproducteur, nous avons mis en évidence que des populations de parasitoïdes distantes de quelques centaines de kilomètres présentaient une importante différenciation de leur comportement de ponte et de leur virulence envers l’insecte hôte cible, expliquée par des adaptations aux populations hôtes locales[1] ; nous avons caractérisé les dynamiques de production d’ovules et de spermatozoïdes, en préambule à l’étude de leur sensibilité aux variations de température, étudiée par la suite.
• Concernant la simulation de l’action du parasitoïde suite à un lâcher, un modèle a été réalisé qui couple la dynamique de population du ravageur et celle du parasitoïde. La version actuelle intègre un modèle de phénologie pour S. nonagrioides mais pas pour le parasitoïde.  Il a permis de réaliser des simulations montrant que la température de la saison ainsi que les dates et la composition du lâcher (oeufs/larves) pourraient impacter l’efficacité de la lutte biologique[2].

Ce projet a été essentiel pour démarrer et compléter les études développées plus largement dans le cadre du projet ANR CoteBio. Il a permis également de commencer avec GQE-Le Moulon un travail de modélisation mathématique qui va être poursuivi dans le cadre du projet Phenofore financé par le GNIS coordonné par GQE-Le Moulon et impliquant EGCE. Le retrait de l’entreprise Bioline a été compensé par une collaboration avec l’Institut du Végétal Arvalis, permettant l’accès à des données de terrain sur le long terme, la sensibilisation des agriculteurs à la lutte biologique, et le montage du projet GNIS Phenofore.

===> Les chercheurs expliquent le projet et ses RESULTATS en VIDEO (Journée scientifique du LabEx, janvier 2021)

Références

[1] Benoist R., Paquet S., Decourcelle F., Guez J, Jeannette R., Calatayud P.-A., Le Ru B., Mougel F. Kaiser L. 2020. Role of egg-laying behavior, virulence and local adaptation in a parasitoid’s chances of reproducing in a new host. J. Insect Physiol. 120, 103987. https://doi.org/10.1016/j.jinsphys.2019.103987

[2] Rosero P. 2019. Development of a mathematical model to assess the efficacy of a biological control agent against a maize pest. Mémoire M2 Ecologie Evolutive et Fonctionnelle - Ecologie Théorique et Modélisation, U. P. Saclay.

Publications

> Benoist R., Paquet S., Decourcelle F., Guez J, Jeannette R., Calatayud P.-A., Le Ru B., Mougel F. Kaiser L. 2020. Role of egg-laying behavior, virulence and local adaptation in a parasitoid’s chances of reproducing in a new host. J. Insect Physiol. 120, 103987. https://doi.org/10.1016/j.jinsphys.2019.103987. Résumé: "Understanding the ability of parasitoid insects to succeed in new host populations is a relevant question for biological control and adaptive mechanisms. Cotesia typhae is an African parasitoid specialized on the moth Sesamiae nonagrioides, also called the Mediterranean corn borer. Two Kenyan strains of C. typhae differ in their virulence against a new host population from France. We explored behavioral and physiological hypotheses about this differentiation. Cotesia genus belongs to a group of Hymenoptera in which females inject a domesticated virus in their host to overcome its resistance. Since viral particles are injected along with eggs and since the strain with the higher virulence injects more eggs, we hypothesized that virulence could be explained by the quantity of virus injected. To test this assumption, we measured the injected quantities of eggs and viral particles (estimated by viral DNA segments) of each parasitoid strain along several ovipositions, to vary these quantities. Unexpectedly, results showed that virulence against the French host was not correlated to the injected quantities of eggs or viral segments, indicating that virulence differentiation is explained by other causes. The virulence against the respective natural hosts of the two C. typhae strains was also measured, and results suggest that local adaptation to a more resistant natural host may explain the pre-adaptation of one strain to the new host population. We also identified a differentiation of oviposition strategy and subsequent offspring number between the parasitoid strains, which is important in a biocontrol perspective."

Vulgarisation

> Kaiser L & Marques Fortuna T. 2020. Cotesia typhae, une nouvelle espèce prometteuse pour la lutte biologique. Passion Entomologie, 2 juin 2020. https://passion-entomologie.fr/cotesia-typhae-lutte-biologique2-2/. "Cotesia typhae Fernandez-Triana (Hymenoptera, Braconidae) est un Hyménoptère d’Afrique sub-saharienne, parasitoïde des chenilles de Sesamia nonagrioides Lefebvre (Lepidoptera, Noctuidae). Ces chenilles mangent l’intérieur des tiges de nombreuses espèces de plantes du groupe des Poales. Originaire d’Afrique, ce papillon ravage le maïs dans les pays du Sud de l’Europe, dont la France."