UR 103-Hortsys These sud mouche blanche

Caractérisation et répartition/distribution des espèces et populations du
complexe Bemisia tabaci au Burkina Faso pour une gestion durable des
cultures maraichères et cotonnières
Contexte et justification (position du sujet dans la littérature internationale et
rattachement à un projet de recherche financé)
Bemisia tabaci (Homoptera : Aleyrodidae), communément appelé la mouche blanche du
tabac, est un insecte phytophage piqueur-suceur. Son importance économique majeure dans le
monde entier vient de sont statut de ravageur et de sa capacité à transmettre des virus
extrêmement dommages sur plusieurs cultures tel le coton, la tomate et le manioc.
Opportuniste, B. tabaci aurait bénéficié, surtout ces 30 dernières années, de l’intensification
des échanges commerciaux, de certaines pratiques culturales et probablement de certains
épisodes de réchauffement climatique pour étendre son aire de répartition à tous les continents
sauf l’Antarctique. Cet aleurode est particulièrement redouté par les agriculteurs par la
difficulté à le contrôler efficacement du fait de sa petite taille de sa polyphagie et de sa grande
propension à développer de la résistance aux insecticides.
B. tabaci est capable de se développer sur de nombreuses plantes-hôtes cultivées et sauvages
(ie. de l’ordre de 1000, Bielza et al. 2013). Vecteur de plus de 110 phytovirus, parmi lesquels
figure le Tomato Yellow Leaf Curl Virus (TYLCV) virus très dommageable pour les cultures
de tomate, B. tabaci est capable d’infester un large panel de ses plantes-hôtes et d’occasionner
des dégâts considérables dans tous les agro-systèmes.
Ainsi, est-il dorénavant un véritable fléau aux yeux des agriculteurs du monde entier ce qui lui
a valu d’être classé parmi les « pires 100 espèces invasives de bio-agresseurs au monde »
(Union Internationale pour la Conservation de la Nature et des Ressources Naturelles,
l’IUCN.en anglais, http://www.issg.org). B. tabaci est également sur la liste des organismes
de quarantaine (Annexe 2) et des organismes contre lesquels la lutte est obligatoire par
l’OEPP (1989) et l’UE.
B. tabaci est un complexe d’au moins 30 espèces morphocryptiques pouvant différer par leur
spectre d’hôtes et d’autres caractéristiques biotiques, par leur capacité à développer des
résistances aux insecticides et à transmettre des virus phytopathogènes. Certaines espèces du
complexe, notamment l’espèce Med (« Mediterranean species» incluant l’ex biotype Q) et
l’espèce MEAM1 (« Middle East-Asia Minor I species ») sont particulièrement
dommageables et invasives. Le commerce national et international des plantes ornementales
et maraichères serait prioritairement impliqué dans la dispersion de ces espèces. D’autres
facteurs plus locaux, tels que les pratiques culturales comprenant principalement les
traitements insecticides associés et les types de cultures, participeraient activement à la
prévalence voire même à la seule présence de certaines espèces et/ou populations sur les
autres espèces du complexe (cas de Med dans de nombreuses zones du bassin Méditerranéen
et d’Afrique en particulier au Burkina Faso (Mouton et al, in press). Au Burkina Faso en effet,
1
des études récentes (Gnankiné et al. 2012, 2013) décrivent la présence conjointe d’une grande
diversité de populations (Q dont Q1 et Q3, ASL et AnSL) au sein de l’espèce Med. Ces
populations présentent aussi des différences écologiques. Les populations de type Q sont
majoritairement présentes sur le cotonnier et vivent en sympatrie avec des populations de type
ASL (Africa silverleaf) sur les cultures maraîchères. Par contre aucun individu appartenant à
l’espèce MEAM1 n’y a été trouvé.
Au Burkina Faso comme ailleurs, l’utilisation depuis plus de 30 ans de pesticides chimiques
appartenant à la famille des organophosphorés et des pyréthrinoïdes et depuis 10 ans de
certains néonicotinoides a sélectionné des populations résistantes de B. tabaci réduisant
l’efficacité de la lutte chimique (Houndete et al 2010ab). Ainsi, la présence des allèles de
résistance kdr lié à l’utilisation exclusive des pyréthrinoides a été révélée chez les B. tabaci de
type Q1 (Gnankiné et al. 2013). Des résistances aux organophoshorés et néonicotinoides ont
été détectées dans les populations mixtes Q1 et ASL (Houndete et al 2010a).
Des études très récentes ont montré l’effet répulsif de composés naturels issus des extraits de
plantes (Deletre et al, submitted). Ces composés prometteurs dans la lutte contre B. tabaci
seront recherchés dans des plantes compagnes/associées locales compatibles avec les cultures
et sources de profit pour les producteurs.
Cette étude sera soumise à financement dans le cadre du projet européen H2020, projet ASAP
(Advanced Solutions for the prevention and management of invasive Alien species and Pests
), WP3 Native and alien pest and virus vector (Bemisia tabaci species)
Résumé du travail proposé (questions et hypothèses de recherche, objectifs,
méthodologie) explicitant le lien avec l’un des axes stratégiques du Cirad, avec le projet
propre de l’unité ;
Axe stratégique du Cirad : intensification écologique
Projet propre de l’unité Hortsys : Réduction du recours aux pesticides chimiques et Gestion
agroécologique des bioagresseurs aériens
Questions :
- Quels sont les espèces et populations de B. tabaci présentes au Burkina Faso ? Quelle est
leur évolution spatio-temporelle ?
- Quel est le niveau de différentiation génétique entre les diverses populations du Burkina
Faso ? Comment va-t-il influencer la diffusion des gènes de résistance aux insecticides dans
les populations (compétition entre sous-biotypes ou mixture) de la zone d’étude du nord et du
sud du Burkina Faso?
- Quels sont les gènes impliqués dans la résistance aux insecticides (kdr, ace1, P450) chez les
populations de type Q1, Q3 et de type ASL ?
- Quels sont les virus de type begomovirus dont ils sont porteurs ?
- Quels plantes locales à effet répulsif vis-à-vis des B. tabaci pouvent être associées aux
cultures de tomate et de coton ?
2
Hypothèses :
Une connaissance approfondie des populations de Bemisia tabaci au Burkina Faso
permettra d’augmenter l’efficacité de la lutte contre ce ravageur par une utilisation
raisonnée des insecticides
Les plantes à propriétés répulsives peuvent constituer une alternative à l’utilisation
d’insecticides chimiques.
- Les prospections et analyses moléculaires de laboratoire permettront d'identifier les espèces
et populations impliquées dans la transmission des bégomovirus au Burkina Faso
- Les marqueurs microsatellites devront permettre de déterminer la structuration génétique
(flux de gènes, hybridation….) des populations de B. tabaci au Burkina Faso en fonction des
cultures et des régions
- L'analyse moléculaire de spécimens de mouches blanches (B. tabaci) collectés sur
différentes plantes-hôtes cultivées (coton, tomate) et sauvages poussant à proximité des
cultures permettra de caractériser les gènes impliqués dans la résistance aux insecticides et
d’estimer leur fréquence.
- Screening de plantes pour leurs propriétés répulsives permettra d’élargir les ressources de
lutte alternative
Objectifs :
L’objectif global du programme de recherche de cette thèse est de 1) caractériser
génétiquement les B. tabaci et ce qu’ils transmettent (virus, gènes de résistance) dans certains
agro-systèmes du Burkina Faso, 2) suivre la dynamique des populations et l’évolution de la
résistance sur la durée du projet (3 ans) et en fonction des plantes hôtes. Un screening parmi
les plantes locales associées aux cultures de tomate et du coton sera réalisé pour évaluer leur
effet répulsif vis-à-vis de B. tabaci et leur potentiel dans les stratégies de protection des
cultures cotonnières et maraichères à proposer.
Objectifs spécifiques
Etudier la biodiversité des populations au Burkina Faso ; Acquis de nouvelles bases
génétiques (phylogénie & phylogéographie) des populations d'insectes et de virus.
Caractérisation et cartographie géographique de la résistance aux insecticides des populations
de B. tabaci.
Acquérir de nouvelles bases biologiques et épidémiologiques sur les virus émergeants
transmis par les aleurodes (Begomovirus, Ipomovirus et Crinivirus).
Identifier des plantes locales à activité répulsive et association avec la tomate et le cotonnier.
Méthodologie :
Des sites expérimentaux seront choisis selon un gradient est-ouest. L’itinéraire technique
appliqué dans chaque champ sera relevé (opérations culturales, pratiques phytosanitaires,
insecticides utilisés). Des collectes de B. tabaci seront effectuées périodiquement avant,
pendant et après la saison cotonnière sur cotonnier, sur culture maraîchère sur les différents
3
sites choisis. Sur plantes ornementales, les collectes se feront 2 fois (une fois dans le
semestre). Les échantillons seront répartis en 2 lots et ramenés au laboratoire :
Le 1er lot constitué d’individus vivants sera destiné à la quantification par test toxicologique
du niveau de résistance aux pyréthrinoïdes, OP et néonicotinoides et aux biopesticides. Les
mécanismes de résistance impliqués seront identifiés en utilisant des méthodes biochimiques
(activité enzymatique).
Le 2e lot sera envoyé au CBGP et servira à l’identification des spécimens (PCR-RFLP sur
COI et séquençage du COI) et aux analyses de structuration génétique des populations
(Marqueurs microsatellites). Ce 2e lot servira également à la recherche de phytovirus transmis
par B. tabaci et décrits comme très dommageables sur les cultures de tomate et le coton. Pour
ce qui est des virus à ADNs tels que ceux du genre Begomovirus, ils pourront être recherchés
sur les extraits d’ADN servant à la caractérisiation moléculaire des aleurodes. Pour ce qui est
des virus à ARNs tels que ceux appartenant au genre Ipomovirus et Crinivirus, une extraction
d’ARN sera nécessaire sur un échantillon d’individus de chaque site expérimental.
Liste de quelques publications de l’équipe proposant le sujet illustrant sa capacité à le
mener à bien ;
Deletre Emilie, Maelle Mallent, Chantal Menut and Thibaud Martin. Repellent, irritant and
toxic effects of 20 plant extracts on the whitefly Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera:
Aleyrodidae) Journal of Insect Science (submitted)
Gnankiné O, I H N Bassolé, F Chandre, I Glitho, M Akogbeto, R K. Dabiré, T Martin, 2013.
Insecticide resistance in Bemisia tabaci Gennadius (Homoptera: Aleyrodidae) and Anopheles
gambiae Giles (Diptera:Culicidae) could compromise the sustainability of malaria vector
control strategies in West Africa. Acta Tropica, 128 : 7 17 .DOI:
10.1016/j.actropica.2013.06.2004.
Gnankiné O, G Ketoh, T Martin 2013. Dynamic of Mediterranean Species (Med) of the
Bemisia Tabaci species complex in two Western African countries. International Journal of
Tropical Insect Science, Vol. 33 (2):99-106.
Gnankiné O, L Mouton, A Savadogo, T Martin, A Sanon, R K Dabire, F Vavre, F Fleury,
2013. Biotype status and resistance to neonicotinoids and carbosulfan in Bemisia tabaci
(Hemiptera:Aleyrodidae) in Burkina Faso, West Africa. International Journal of Pest
Management. 59: 95-102.
Gnankine O, Mouton L, Henri H, Houndete T, Martin T, Vavre F, Fleury F 2013.
Distribution of the biotypes of Bemisia tabaci (Homoptera: Aleyrodidae) and their associated
symbiotic bacteria on host plants in western Africa. Insect Conservation and Diversity, 6:
411-421. DOI: 10.1111/j.1752-4598.2012.00206.x
Gueguen G, Vavre F, Gnankine O, Peterschmitt M, Charif D, Chiel E, Gottlieb Y, Ghanim M,
Zchori-Fein E, Fleury F 2010. Endosymbiont metacommunities, mtDNA diversity and the
evolution of the Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) species complex. Molecular
Ecology, 19, 4365-4378.
4
Henri H, G Terraz, O Gnankiné, F Fleury, L Mouton, 2013. Molecular characterization of
genetic diversity within the Africa/Middle East/Asia Minor and Sub-Saharan African groups
of the Bemisia tabaci species complex. International Journal of Pest Management. Vol. 59
(4): 329338.
Houndété T A, G K Kétoh, O S A Hema, T Brévault, I A Glitho, T Martin 2010a. Insecticide
resistance in field populations of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) in West Africa.
Pest Management Science 66: 1181–1185. http://dx.doi:10.1002/ps.2008
Houndété TA, D Fournier, GK Ketoh, IA Glitho, R. Nauen, T Martin 2010b. Biochemical
determination of acetylcholinesterase genotypes conferring resistance to the organophosphate
insecticide chlorpyriphos in field populations of Bemisia tabaci from Benin, West Africa.
Pesticide Biochemistry and Physiology, 98, 115-120.
http://dx.doi:10.1016/j.pestbp.2010.05.009
Mouton L, Gnankiné O, Henri H, Terraz G, Ketoh G, Martin T, Fleury F, Vavre F 2014.
Detection of genetically isolated entities within the Mediterranean species of Bemisia tabaci:
new insights into the systematics of this worldwide pest. Pest Management Science
(accepted).
Pour le CBGP : encadrant
Gauthier N, Dalleau-Clouet, C., Bouvret, ME (2008). Twelve new polymorphic
microsatellite loci and PCR multiplexing in the whitefly, Bemisia tabaci. Molecular Ecology
Notes, 8, 1004-1007
Dounia Saleh, Asma Laarif, Cécile Clouet, Nathalie Gauthier (2012) Spatial and host-plant
partitioning between coexisting Bemisia tabaci cryptic species in Tunisia. Population
Ecology, 54(2), 261-274
M. Mnari-Hattab, S. Zammouri, F. Pellegrin, N. Gauthier (2014). Natural occurrence of
Begomovirus recombinants associated with tomato yellow leaf curl disease co-existing with
parental viruses in tomato crops and weeds in Tunisia. Journal of Plant Pathology. 96(1),
195-200
N. Gauthier, C. Clouet, A. Perrakis, D. Kapantaidaki, M. Peterschmitt, A. Tsagkarakou
(2014). Genetic structure of Bemisia tabaci Med populations from home range countries
inferred by nuclear and cytoplasmic markers: impact on the distribution of the insecticide
resistance genes. Pest Management Science, DOI 10.1002/ps.3733
Asma Laarif, Dounia Saleh, Cécile Clouet, Nathalie Gauthier (2014) Regional cooccurrence between distinct Bemisia tabaci species in Tunisia with new insights into the role
of host plants. Phytoparasitica, submitted
5
Nom du directeur ou du co-directeur de thèse selon les critères des Ecoles Doctorales (en
précisant s’il a donné son accord)
Directeur de Thèse : Dr Olivier GNANKINE, PhD (accord donné)
Laboratoire d’Entomologie Fondamentale et Appliquée, Département de Biologie et
Physiologie Animales, UFR/Sciences de la Vie et de la Terre
Université de Ouagadougou 03 BP 7021 Ouagadougou 03
Cel : +226 78826245
Email: [email protected] & [email protected]
Co-Directeur : Dr Thibaud MARTIN, PhD, HdR
Research Entomologist,
Cirad UR Hortsys, icipe - African Insect Science for Food and Health
PO Box 30772-00100, Nairobi, Kenya
Tel: +254 208 632 256 Mob: +254 708 725 683 Email: [email protected] &
[email protected]
•
Nom de l’encadrant (s’il est différent du directeur ou co-directeur de thèse) et en
France (métropole ou DOM) :
Dr Nathalie Gautier, PhD
Entomologiste-IRD, Centre de Biologie pour la Gestion des Populations, Campus
international de Baillarguet-CS30016, 34988 Montferrier sur Lez
Tel 04 99 62 33 19
[email protected] [email protected]
•
Discipline et Ecole Doctorale de rattachement de la thèse
Discipline : Sciences biologiques Appliquées
Ecole Doctorale : Sciences et Technologies
•
Composition prévisionnelle du comité de thèse.
Olivier Gnankine, Thibaud Martin, Nathalie Gauthier, Michel Petershmitt, Laurence Mouton
6