Modulation de la manipulation du peuplier par le puceron lanigère, Phloeomyzus passerinii (Sign.), via la résistance de l’hôte et l’environnement

Modulation of poplar manipulation by the woolly aphid, Phloeomyzus passerinii (Sign.), via host resistance and environment

• Auteur / Autrice : France Dardeau
• Direction : François Lieutier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes, populations et interactions. Biologie forestière
• Date : Soutenance le 08/12/2014
• Etablissement(s) : Orléans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie, Ecologie et Environnement (Orléans)
• Jury : Président / Présidente : Yvan Rahbé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Lieutier, Yvan Rahbé, Anne-Marie Cortesero, Paul-André Calatayud, Aurélien Sallé, Steeve Hervé Thany, Marie-Odile Jordan, David Giron
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Marie Cortesero, Paul-André Calatayud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Galles (botanique)

Animaux -- Nutrition

Relations insecte-plante

Ennemis des cultures

Peupliers

Aphididés

Mots clés libres

Interactions plante-insecte

Galle

Manipulation

Nutrition

Comportement

Parenchyme cortical

Fertilisation

Déficit hydrique

Acides aminés

Histologie

Biochimie

Electropénétrographie

Ecophysiologie

Aphididae

Populus x canadensis

Plant-insect interactions

Gall

Manipulation

Nutrition

Behaviour

Cortical parenchyma

Fertilization

Water deficit

Amino acid

Histology

Biochemistry

Electropenetrography

Ecophysiology

Aphididae

Populus x canadensis

Résumé

Phloeomyzus passerinii est un important ravageur des peupleraies en Europe. Ce puceron se développe sur les troncs de peuplier, avec un mode nutrition mal connu, et présente des performances variables selon les génotypes de peuplier. Dans une optique de gestion de cet insecte, il était nécessaire de clarifier la nature de ses interactions trophiques avec son hôte. En complément, nous avons étudié comment la résistance de l’hôte et des facteurs environnementaux, comme la fertilisation et une contrainte hydrique, pouvaient affecter ces interactions. Des approches histologiques et biochimiques ont permis de mettre en évidence l’induction par l’insecte d’un tissu organise dans l’écorce d’un génotype sensible (I-214), qualifiable de pseudo-galle, où les composés phénoliques solubles disparaissent mais ou des acides aminés s’accumulent. Des approches complémentaires ont montré que le comportement de nutrition du puceron était optimisé sur ces tissus modifiés, et son développement larvaire amélioré. Concernant les mécanismes de résistance, dans un génotype très résistant (Brenta), la formation de la pseudogalle était totalement inhibée, suite à une lignification intense et étendue des tissus, empêchant l’installation du puceron. Dans un génotype de résistance intermédiaire (I-45/51), la formation était seulement partiellement inhibée, diminuant les performances démographiques et comportementales de l’insecte, et la capacité du tissu modifié à accumuler des acides aminés. Pour étudier l’impact environnemental, nous avons considéré les effets de trois niveaux de fertilisation et de trois niveaux d’irrigation du sol. La fertilisation n’a pas modifié les performances du puceron, probablement à cause d’une accumulation d’acides aminés par la pseudogalle d’autant plus forte que la fertilisation était faible. Le déficit hydrique a affecté les interactions, notamment au travers d’un effet génotype dépendant, favorisant le développement de l’insecte lors d’une contrainte intermédiaire chez le génotype résistant seulement et affectant négativement le développement chez les génotypes sensible et résistant lors d’une contrainte élevée.

Phloeomyzus passerinii is an important pest of cultivated poplar stands in Europe. It develops onpoplar trunks, thanks to an undefined feeding mode, and exhibits variable performances depending on poplargenotypes. To develop efficient management strategies, we have investigated the trophic interactions betweenthis pest and its host. In addition, we have studied how host resistance and environmental factors, like fertilizationand water deficit, could affect these interactions. Histological and biochemical approaches highlighted theinduction by the aphid of an organized tissue in the bark of a susceptible poplar genotype (I-214), considered as apseudogall, where soluble phenolic compounds disappear but amino acids accumulate. Behavioral andphysiological approaches showed that the aphid nutrition behavior is optimized on these modified tissues, andthat its nymphal development is improved. Regarding resistance mechanisms, on a highly resistant genotype(Brenta), pseudogall formation was totally inhibited, due to an intense and extended lignification, preventing aphidsettlement. On a moderately resistant genotype (I-45/51), pseudogall formation was only partially inhibited,reducing demographic and behavioral performances of the insect, and the ability of the pseudogall to accumulateamino acids. To study environmental impacts, we considered the effects of three soil fertilization levels and threeirrigation levels. Fertilization did not modify aphid performances, probably due to an increase in amino acidsaccumulation by the pseudogall when fertilization decreased. Water deficit affected the interactions, through agenotype dependant effect, favoring insect development under an intermediate deficit on the resistant genotypeonly, and negatively affecting the development on both susceptible and resistant genotypes during a severe waterdeficit.