Use of the Wolbachia bacteria to fight against an invasive species and pest of crops, Drosophila suzukii
Utilisation des bactéries Wolbachia pour lutter contre une espèce invasive et ravageur de cultures, Drosophila suzukii
Résumé
Since its recent invasion of the European and American continents, the spotted wing Drosophila, D. suzukii has become a major burden of the fruit industry. Armed with a highly sclerotized ovipositor, females can lay eggs in a wide variety of ripening and healthy fruits, in contrast to other Drosophila species. Economic losses due to D. suzukii reach millions of dollars annually and methods to control natural populations in the field mainly rely on the use of chemical pesticides. Here we test if Wolbachia bacteria can represent a potential ally to control this pest species. These symbionts are naturally present in many insects and often induce a form of conditional sterility called Cytoplasmic Incompatibility (CI): the offspring of infected males die, unless the eggs are rescued by the same infection inherited from the mother which protects the embryo against a yet unidentified toxin. As long recognized, a strategy called the Incompatible Insect Technique (IIT) makes use of the CI phenotype to control insect populations through the mass release of infected males. D. suzukii is naturally infected by a single Wolbachia strain, named wSuz, which has an intermediate prevalence in field populations and which does not induce a high level of CI. To implement IIT in D. suzukii, we used back and forth Wolbachia transfers between D. suzukii and D. simulans to identify Wolbachia strains that can fully sterilize D. suzukii females despite the presence of wSuz. We identified two potential candidates, both induce a very high level of CI in this pest which is not attenuated by the presence of wSuz in females. The transinfected males showed a similar competitiveness compared naturally infected and uninfected males and are able to induce a high level of CI during all their life. Finally we demonstrated that, in large population cage, the IIT can be very efficient to limit the D. suzukii population size. All the results confirmed that the IIT is a promising approach to control D. suzukii population and merit to go out the laboratory. Associate with a perfect sexing technique, IIT can be a powerful tool to fight against D. suzukii, which is not polluting and species specific
Depuis sa récente invasion dans les continents européen et américain, la drosophile à aile tachetées, Drosophila suzukii est devenue un ravageur majeur des cultures de fruits rouges. Contrairement aux autres espèces de drosophiles, D. suzukii, est capable de pondre ses œufs dans des fruits sains avant la récolte, à l'aide de son ovipositeur sclérotinisé. Les pertes économiques liées à la présence de D. suzukii s'élèvent annuellement à plusieurs millions de dollars. Le contrôle des populations se fait principalement par l'utilisation de pesticides. Ici, nous avons testé si la bactérie Wolbachia pouvait être efficace pour lutter contre cette espèce. Ce symbiote est présent chez de nombreuses espèces d'insectes et induit souvent de l'incompatibilité cytoplasmique (IC) : les descendants des mâles infectés meurent, exceptés si l'œuf est sauvé par la même infection, héritée de la mère et qui va protéger l'embryon contre cette toxine encore non identifiée. La Technique de l'Insecte Incompatible (TII) repose sur l'utilisation de l'IC pour contrôler les populations d'insecte par des lâchers de mâles infectés. Nous avons montré que D. suzukii est naturellement infecté par une souche de Wolbachia, nommée wSuz, avec des prévalences intermédiaire et qui n'induit pas un taux d'IC élevé. Pour le développement de la TII chez D. suzukii, nous avons réalisé des transferts de souches de Wolbachia entre D. simulans et D. suzukii pour identifier des souches qui peuvent stériliser les femelles D. suzukii, en dépit de la présence de wSuz. Nous avons identifié deux souches de Wolbachia comme candidates pour le développement de la TII. Ces souches induisent des taux d'IC très élevés chez ce ravageur, qui n'est pas atténué par la présence de wSuz chez les femelles. Les mâles stérilisants ont une compétitivité sexuelle similaire comparés à celle des mâles infectés ou non par wSuz, et sont capable d'induire des taux d'IC élevés tout au long de leurs vie. Finalement nous avons montré que, dans de grandes cages à population, la TII pouvait être très efficace pour limiter l'augmentation de la taille des populations de D. suzukii. L'ensemble des résultats confirment que la TII est une approche prometteuse pour contrôler les populations de D. suzukii et mérite de dépasser le stade du laboratoire. Associé à une technique de sexage efficace, la TII peut être un outil puissant, spécifique et respectueux de l'environnement
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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