artemisia campestris, ziziphus lotus, datura

AFPP – DIXIÈME CONFÉRENCE INTERNATIONALE SUR LES RAVAGEURS EN AGRICULTURE
MONTPELLIER – 22 ET 23 OCTOBRE 2014
ACTIVITE NÉMATICIDE IN VITRO DES EXTRAITS AQUEUX DES PLANTES MÉDICINALES « ARTEMISIA
CAMPESTRIS, ZIZIPHUS LOTUS, DATURA STRAMONIUM ET URGINEA MARITIMA » SUR DES LARVES
DE MELOIDOGYNE
D. NEBIH HADJ- SADOK (1), S. HADROUG (1) et F. TAOUSSI (1)
(1)
UNIVERSITE BLIDA 1, FACULTE DES SCIENCES AGRO. VETERINAIRES, DEPARTEMENT DES
BIOTECHNOLOGIES, BP. 270 ROUTE SOUMAA, BLIDA, ALGERIE.
[email protected]
RÉSUMÉ
L’effet nématicide des extraits aqueux issus de différentes organes (racines, feuilles ou fruits) des
plantes médicinales (A.campestris, Z. lotus, D. stramonium et U. maritima) a été testé in vitro des
larves (L2) Meloidogyne. Les juvéniles sont exposés à six doses différentes (20, 40, 60, 80, 100 et
120g de matière sèche/litre) de chaque extrait aqueux des organes des plantes pendant 24, 48 et 72
heures. L’effet biocide des extraits est proportionnel aux concentrations testées et au temps
d’exposition des larves (L2) de Meloidogyne. Quelque soit le traitement, la toxicité la plus importante
est signalée dans les extraits employés à fortes concentrations (80,100 et 120g/l) et après un temps
d’immersion de 72h. La toxicité des extraits aqueux des plantes varie en fonction de l’organe utilisé.
Les extraits issus des feuilles présentent une toxicité plus élevée par rapport à ceux issus des racines
ou des fruits. Quant aux mélanges un effet synergique a été signalé pour A. campestris, D.
stramonium et U. maritima. Alors que le mélange Ziziphus lotus a montré une action antagoniste.
Mots-clés: Activité nématicide, Extraits aqueux, plantes médicinales, Meloidogyne.
ABSTRACT
ACTIVITY NEMATICIDE IN VITRO OF AQUEOUS EXTRACTS OF MEDICINAL PLANTS ON LARVAE
« ARTEMISIA CAMPESTRIS, ZIZIPHUS LOTUS, DATURA STRAMONIUM ET URGINEA MARITIMA » OF
MELOIDOGYNE
Nematicide effect of aqueous extracts from different organs (roots, leaves or fruits) of medicinal
plants (A.campestris, Z. lotus, D. stramonium and U. maritima) was tested in vitro on larvae (L2) of
Meloidogyne. Juveniles are exposed to six different doses (20, 40, 60, 80, 100 and 120 g of dry matter
/ liter content) of each aqueous extract of plant organs for 24, 48 and 72 hours. The biocidal effect of
extracts is proportional to the concentrations tested and the exposure time of larvae (L2) of
Meloidogyne. Whatever the treatment, the greater toxicity is reported in extracts used at high
concentrations (80,100 and 120 g / l) and after 72 hours of immersion time. The toxicity of the
aqueous extracts of the plants varies according to the organ used. The extracts from the leaves show
a higher toxicity compared to the ones from roots or fruits. When mixtures a synergistic effect was
reported for A. campestris, D. stramonium and U. maritima while the mixture Ziziphus lotus showed
antagonistic action.
Keywords: Aqueous Extract, Medicinal plants, Meloidogyne, Nematicidal Activity.
INTRODUCTION
En Algérie, les Meloidogyne sont connus depuis longtemps, leur présence a été signalée pour
la première fois par Delassus en 1928 (Scotto La Massèse, 1961). Les agriculteurs algériens
connaissent bien ce type de nématodes par les galles provoquées sur le système racinaire. Ils les
désignent sous le nom de « maladie de la patate ». Ces parasites sont capables de se développer sur
un grand nombre de plantes cultivées telles que les Cucurbitacées, les Solanacées, les Légumineuses
(Mokabli, 1988 ; Sellami et al., 1999 et Nebih Hadj-Sadok, 2000), les Crucifères, les Composées, les
Ombellifères, les Chénopodiacées (Sellami et al., 1999).
La lutte chimique est le moyen le plus usité dans notre pays, mais elle n’est pas en mesure de
résoudre le problème de ces parasites. Face aux normes environnementales imposées par la
communauté internationale, la mise au point de stratégies de luttes alternatives aux moyens
chimiques s’avère indispensable. L'activité anthelminthique des espèces d'Artemisia a été signalée
par divers auteurs (Idris et al., 1982 ; Iqbal et al., 2004). Dans le but de développer des nématicides
potentiels intégrant d’autres moyens de contrôle des Meloidogyne, nous avons réalisé ce travail qui
nous permet d’évaluer la toxicité des extraits aqueux de quatre espèces médicinales Artemisia
campestris, Ziziphus lotus, Datura stramonium and Urginea maritima in vitro sur les juvéniles des
Meloïdogyne.
MATERIEL ET MÉTHODE
PRÉPARATION DES EXTRAITS AQUEUX
Les plantes d’Artemisia campestris et Ziziphus lotus ont été collectées en été dans la zone
aride de Djelfa. Alors que Datura stramonium et Urginea maritima proviennent de la région sub
humide de Blida. Les plantes sont nettoyées les différentes parties (racines, feuilles, fruits) sont
séparées puis séchées à l’ombre pendant 2 mois. Les parties sont ensuite broyées séparément puis
tamisées. La poudre des racines, des feuilles et des fruits de chaque plante est utilisée pour la
préparation des extraits. La méthode utilisée est l’extraction aqueuse (Djellout, 2009). Nous avons
préparé six doses (5, 10, 15, 20, 25 et 30g) de la poudre végétale de chaque partie des plantes
testées. Ces dernières sont mises en suspension avec 250 ml d’eau distillée stérile dans des flacons
hermétiquement fermés et parfaitement enveloppés par du papier aluminium sous agitation
horizontale pendant 72h. Les extraits sont ensuite filtrés à travers un papier WATTMAN (n°5).
A partir des extraits aqueux filtrés des organes des plantes, nous avons préparé les différents
mélanges qui sont composés par l’association des extraits aqueux des (racines + feuilles) pour Z.
lotus, A. campestris et pour U.maritima alors que pour D. stramonium le mélange a concerné les
feuilles et les fruits.
Pour la préparation des mélanges testés, nous avons prélevé 5 ml de chaque dose des extraits
aqueux que nous avons mélangé. Ainsi nous avons obtenu pour les mélanges de chaque plante
toutes les concentrations de (D1 à D6) qui correspondent à (5, 10, 15, 20, 25 et 30g/250ml).
TEST IN VITRO DE L’EFFICACITE DES TRAITEMENTS
Les masses d’œuf des Meloidogyne sont extraites des galles des racines de la courge
infestées puis sont déposées dans de petits tamis en plastiques de 2 à 4 cm de diamètre (15 à 30
masses). Ces derniers sont placés dans des boites de Pétri contenant de l’eau distillée puis sont mises
à l’étuve à 25°C. Les larves (L2) libérées progressivement dans l’eau sont récupérées et comptées
quotidiennement. Un nombre de 20 juvéniles de Meloidogyne sont comptés puis aspirés à l’aide
d’une seringue stérile et mises en solution dans 50 µl d’eau distillée stérile (Amer-Zareen et al.,
2003). Cette suspension de larves est déposée dans un puits de microplaques de culture cellulaire
(Costar, cell culture cluster dish) renfermant 12 puits.
Les traitements sont alors additionnés à la suspension de larves à raison de 1 ml chacun (Agbenin et
al., 2005). L’effet toxique des différents traitements est évalué après un temps d’immersion de 24, 48
et 72 heures. Chaque traitement est répété quatre fois. Pour comparer l’efficacité des traitements,
nous avons préparé des témoins à l’eau distillée stérile.
Toutes les données recueillies ont subi une analyse de la variance (ANOVA) en utilisant le
Modèle Linéaire Global (GLM) (SYSTAT VERS. 12, SPSS 2009).
RÉSULTATS
TOXICITE DES EXTRAITS AQUEUX DES ESPЀCES VÉGÉTALES TESTÉES
Les résultats reportés sur le tableau I, montrent que les extraits aqueux des quatre plantes
médicinales aussi bien les feuilles, les racines, les fruits ou leur mélange se sont révélés toxiques
envers les larves (l2) des Meloidogyne en comparaison avec le témoin eau distillée.
Tableau I: Evaluation du degré de toxicité des plantes testées contre les Meloidogyne
Table I: Evaluation of the toxicity levels of the tested plants against Meloidogyne
Plantes
Traitements
Racines
Feuilles
Ziziphus
lotus
Mélange
Feuilles
Racines
Artemisia
campetris
Mélange
Racines
Feuilles
Urginea
maritima
Mélange
Feuilles
Fruits
Datura
stramonium
Mélange
Temps
d’immersion
(heures)
24
48
72
24
48
72
24
48
72
24
48
72
24
48
72
24
48
72
24
48
72
24
48
72
24
48
72
24
48
72
24
48
72
24
48
72
20
10,0
13,3
20,0
10,0
20,0
30,0
10,0
13,3
20,0
10,0
13,3
20,0
05,0
10,0
16,7
10,0
20,0
20,0
08,9
16,7
33,3
22,2
26,7
36,7
26,7
40,0
66,7
08,89
13,33
23,33
11,11
11,11
16,67
13,33
23,33
56,67
% mortalité moyenne
Concentrations (g/l)
40
60
80
100
10,0 10,0 20,0 23,3
13,3 16,7 33,3 43,3
30,0 33,3 50,0 70,0
13,3 13,3 16,7 23,3
20,0 40,0 50,0 50,0
30,0 56,7 70,0
100
16,7 13,3 13,3 16,7
23,3 20,0 30,0 43,3
36,7 36,7 43,3 56,7
16,7 13,3 23,3 50,0
20,0 16,7 40,0 73,3
30,0 26,7 56,7
100
13,3 13,3 23,3 33,3
13,3 13,3 36,7 43,3
20,0 13,3 53,3 63,3
13,3 26,7 46,7 60,0
20,0 43,3 83,3 83,3
30,0 56,7
100
100
13,3 16,7 20,0 26,7
20,0 23,3 26,7 33,3
36,7 43,3 46,7 63,3
20,0 16,7 22,2 33,3
23,3 33,3 26,7 40,0
40,0 46,7 76,7 76,7
22,2 36,7 30,0 20,0
26,7 43,3 40,0 36,7
70,0 83,3 93,3
100
20,0 40,0 33,33 40,0
46,67 46,67 43,33 50,0
60,0 60,0 66,67 73,33
13,33 16,67 26,67 43,33
20,0 26,67 30,0 50,0
23,33 36,67 40,0 53,33
10,0 13,33 8,89 26,67
26,67 36,67 30,0 40,0
93,33 96,67
100
100
120
70,0
80,0
96,7
26,7
63,3
100
13,3
33,3
66,7
63,3
100,0
100
53,3
66,7
76,7
66,7
83,3
100
40,0
46,7
70,0
16,7
50,0
100
13,3
23,3
100
26,67
56,67
76,67
33,33
50,0
56,67
30,0
53,33
100
Te
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
Toutefois le degré de toxicité varie selon l’espèce végétale, l’organe testé, la concentration de
l’extrait et la durée d’exposition des larves.
En général les taux de mortalité des juvéniles augmentent avec la concentration des extraits et le
temps d’immersion des larves. Tous les extraits ont dévoilé les taux de mortalité dépassant les 50%
pour les fortes concentrations (80, 100 et 120g/l) après 72 h d'exposition. En comparant l’action
nématicide des différents organes des plantes testées, on constate que les extraits issus des feuilles
sont plus toxiques pour les juvéniles de Meloidogyne .
En ce qui concerne les mélanges, on remarque que l’association feuilles-racines d’A.campestris et
d’U. maritima augmente la toxicité des plantes de même que le mélange feuilles-fruits de D.
stramonium alors que pour Z. lotus l’association racines-feuilles ont dévoilé diminution de la
mortalité des larves de Meloidogyne par rapport au traitement avec les extraits des feuilles de la
même espèce végétale.
La comparaison de l’efficacité des différents traitements par l’analyse de variance modèle
G.L.M. (tableau II) révèle que les traitements et leurs concentrations présentent une variation
temporelle très hautement significative (p=0.000; p<0.05).
Tableau II : Evaluation de la toxicité des traitements en fonction des concentrations et du temps
Table II: Evaluation of toxicity of treatment according to the concentrations and time
Source
Sum-of-Squares
Traitements
36971.05
Concentrations
136560.97
Temps
138218.82
Erreur
155722.82
df
11
5
2
629
Mean-Squares
3361.00
27312.19
69109.41
247.57
F- Ratio
13.58
110.32
279.15
-
p
0.000
0.000
0.000
-
L’analyse (fig.1) confirme une différence significative de l’activité biocide des différents
organes des espèces végétales testées. Pour les extraits des feuilles nous enregistrons une activité
comparable pour ceux d’A. campestris et de D. stramonium. Alors que pour ceux de U. maritima et
Z. lotus l’action nématicide est légèrement faible. Quant aux extraits aqueux des racines d’A.
campestris, U. maritima et Z. lotus et du fruit de D. stramonium une faible activité biocide est
observée.
En ce qui concerne la toxicité des mélanges (feuilles/ racines) et (feuilles/ fruits) un effet synergique
est signalé pour A. campestris, D. stramonium et U. maritima. Alors que le mélange Z. lotus a
montré une action antagoniste.
Par ailleurs, quel que soit le traitement la toxicité augmente avec le temps d’exposition. Elle est plus
élevée après 72 h d’exposition. Cependant l’analyse révèle que la toxicité des traitements est
proportionnelle aux doses testées. Les extraits les plus concentrés (100 et 120g/l) sont plus efficaces
que ceux les moins concentrés (20, 40 et 60g/l).
Figure 1 : Variation temporelle de la toxicité des plantes en fonction de la concentration
Figure1: Temporal variation of the toxicity of plants according the concentration
DISCUSSION
Les produits naturels semblent fournir une solution viable aux problèmes provoqués par les
nématodes. Actuellement, le recours aux extraits aqueux s’avère être un choix pertinent face au
risque de contamination de l’environnement et à la nécessité de réduire ou de remplacer les produits
chimiques. Pour cela, plusieurs travaux ont testé in vitro, les extraits aqueux, alcooliques et lipidiques
des différentes plantes nématicides sur les larves et les œufs de divers nématodes, principalement
les Meloidogyne (Isman, 2002). Les plantes sont capables de produire des substances naturelles très
variées. Elles les synthétisent et les accumulent qui représente une source immense de molécules
exploitables par l’homme dans divers domaines comme en agriculture dans le cadre de la
phytoprotection (Auger et al., 2002).
Plusieurs composés nématicides ont été isolés des plantes d’Asteraceae. Les plus étudiés sont les
Polythienyls, particulièrement α-terthienyl extraits des espèces de Tagetes et d’autres Asteraceae
(Gommers et Bakker, 1988). D’après Munakata (1979), la plupart des substances naturelles
nématicides sont décomposables et non polluantes et peuvent avoir une activité systémique
(véhiculées par la sève de la plante).
Les résultats obtenus ont montré que les extraits aqueux de quatre espèces médicinales présentent
une activité nématicide. Les investigations d’El Badri (2008) ont révélé une différence d’action entre
les 27 extraits de plantes testées contre les juveniles (J2) de M. incognita.
La toxicité varie significativement selon l’espèce végétale, la concentration de l’extrait et le temps
d’exposition pour les larves (L2) de Meloidogyne. Tafifet (2010) et Ploeg (2000) affirment que les
extraits des plantes utilisées ont montré des taux de mortalité plus élevés après 72 h d'exposition.
Le pouvoir biocide des extraits aqueux des espèces végétales varie significativement en fonction de
l’organe utilisé. En effet, les extraits aqueux issus des feuilles ont dévoilé une toxicité plus élevée par
rapport aux extraits préparés à partir des racines. Le screening phytochimique de deux plantes à
pouvoir nématicides (Acacia gummifera et Tagetes patula) a révélé une teneur relativement
importante en flavonoïdes (El Allagui et al., 2006). Selon Gommers et Barker (1988), ces substances
présentent une activité nématicide importante. Les essais in vitro de Tafifet (2010) sur quatre
espèces végétales Calendula arvensis, Euphorbia helioscopia, Plantago lanceolata et Urtica dioica
révèle une activité toxique des extraits des feuilles sur les larves de Meloidogyne spp.
En ce qui concerne les préparations en mélanges on remarque que l’association racines-feuilles d’A.
campestris et d’U. maritima et le mélange feuilles-fruit de D.stramonium augmente les
performances toxiques des extraits aqueux ; l’effet synergique est bien présent. Cependant, le
mélange racines et feuilles de Z. lotus entraîne une diminution d’efficacité par rapport aux racines et
aux feuilles utilisées séparément. Dans ce cas un effet antagoniste entre les composés de chaque
extrait est observé. Il semblerait que les substances actives ou leur concentration varie selon
l’organe. L’association de ces molécules dans des mélanges pourrait avoir des interactions positives
ou négatives cependant nous ne disposons pas d’éléments de comparaison viables quant aux
interactions de ces substances pour les plantes testées.
CONCLUSION
Ces résultats semblent très prometteurs. Ils ont démontré l’efficacité in vitro des espèces végétales
testées. Il est à noter que la toxicité d’A. compestris et de D. stramonium est plus importante,
notamment en mélange. Ainsi, ces plantes ouvrent la voie à la possibilité de leur utilisation dans le
cadre d’un programme de lutte intégrée. Des recherches restent à développer, principalement sur
des formulations, des méthodes d'application et sur la stabilité de ces composés dans le sol, pour
développer des bio-nématicides conformes aux attentes des producteurs.
BIBLIOGRAPHIE
Scotto La Massèse C, 1961 – Aperçu sur les problèmes posés par les nématodes phytoparasites en
Algérie In les nématodes. Journées d’étude et d’information, Fédération Générale des Groupements
de Protection des Cultures (FNGPC), ACTA, 1-27.
Mokabli A., 1988- Principaux facteurs qui déterminent l’importance et l’agrissivité des
Meloidogyne sous abris serres en Algèrie . Thèse Magister. Inst . Nat. Agro., El-Harrach, 69 p.
Sellami S., Lounici M., Eddoud A. et Benseghir H., 1999 – Distribution et plantes hôtes associées aux
Meloidogyne sous abris plastiques en Algérie. Nematol. Medit., 27, 295-301.
Nebih Hadj-Sadok., 2000- Etude de la biologie des Meloidogyne spp.( NematodaMeloidogynidae)dans quelques régions du littoral algérien . Thèse Thèse Magister.Inst.Nat . Agro.,
El-Harrach, 176p.
Idris, U. A.; Adam, S. E.; Tartour, G., 1982 - The anthelmintic efficacy of Artemisia herba-alba against
Haemonchus contortus infection in goats. Animal Health Quarterly, 22, 3, 138-143
Iqbal Z, Lateef M, Ashraf M, Jabbar A., 2004 - Anthelmintic activity of Artemisia brevifolia in sheep. J.
Ethnopharmacol., 93, 265-268
Djellout H., 2009- Evaluation de pouvoir antibactérien de quatre plantes spontanées. Thèse. Ing.
Phytopathol. Unv.Blida, 60p.
Ameer-Zareen, Zaki, J.M. and Javed, N. 2003 - Nematicidal activity of ginger and its effect on the
efficacy Pasteuria penetrans for the control of root knot nematodes. Asian Journal of Plant Science, 2,
11, 858-860.
Agbenin N.O., Emechebe A.M., Akpa A.D. 2005. Evaluation of nematicidal action of some botanicals
on Meloidogyne incognita in vivo and in vitro. J.Agric. Rural Develop. Tropics and Subtropics , 106,
29–40.
Isman M.B., 2002- Problèmes et perspectives de commercialisation des insecticides d’origine
botaniques. In Regnault-Roger, C. Philogène, BJR, Vincent C., Biopesticides d’origine végétale. Tec et
Doc Paris, 301-312.
Auger J, Thibout E, 2002-Substances soufrées des Allium et Crucifères et leurs potentialités
phytosanitaires. In Regnault-Roger, C, Philogène, B J.R, Vincent C. Biopesticides d’origine végétale.
Tec & Doc, Paris, 77-96.
Gommers et Bakker F.J., 1988 - Physiological diseases induced by plant response or products. In:
G.O. Poinar and H.-B. Jansson, Editors, Diseases of Nematodes vol. 1, CRC Press, Boca Raton, FL, 3–
22.
Munakata K., 1979- Nematocidal Natural Products. In D.L. Whitehead and W.S. Bowers: Natural
product for innovative pest management. Pergamon press Oxford.
El badri G.A., Lee D. W., Park J.C., Yu H. B. et Choo H.Y., 2008- Evaluation of various plant extracts
for their nematicidal efficacies against juveniles of Meloidogyne incognita. Journal of Asia-Pacific
Entomology, 11, 99–102.
Tafifet L., 2010 – Effet bactericides, fungicide et nématicide in vitro de quatre éspèces végétales
spontanées. Mém. Magister, Prot. Plat. et Environ., Univ. Saad Dahleb Blida, Algérie, 176p.
Ploeg A.T., 2000- Effect of amendeding soil with Tagète patula cv. Single Gold on Meoidogyne
incognita infestation of tomato. Nematology, Vol 2, 5, 489-493.
El allagui N., Bourijate M., Tahrouche S. et Hatimi A., 2006 - Effet de cinq extraits végétaux sur
Meloidogyne de la tomate. Congrès International de Biochimie, Substance Naturelles et
Environnement. 9-12 Mai, Agadir, Maroc. Société Marocaine de Biochimie et Biologie.