Effet bottom-up du stress hydrique sur la gamme d’hôtes des parasitoïdes de pucerons

Bottom-up effects of abiotic factors on aphid parasitoid specialization

• Auteur / Autrice : Le Thu Ha Nguyen
• Direction : Éric Wajnberg, Nicolas Desneux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 20/12/2017
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Nice (1965-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Sophia Agrobiotech (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) - Institut Sophia Agrobiotech [Sophia Antipolis]
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Éric Wajnberg, Nicolas Desneux, Yvan Rahbé, François J. Verheggen, Yvan Capowiez, Anne-Violette Lavoir
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Yvan Rahbé, François J. Verheggen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Compétition (biologie)

Chaînes alimentaires

Relations hôte-parasite

Mots clés libres

Spécificité de l'hôte

Hypothèse de préférence-performance

Interactions tritrophiques

Limitation de l'eau

Lutte biologique

Host specificity

Preference-performance hypothesis

Tritrophic interactions

Water limitation

Biological control

Résumé

Le contrôle biologique (C. -B. - l'utilisation d'ennemis naturels pour lutter contre les ravageurs) est durable, écologique et rentable pour contrer la résistance des ravageurs en augmentant l'utilisation des pesticides. Les parasitoïdes des pucerons sont des ennemis naturels communs des pucerons, les principaux ravageurs mondiaux dans l'agriculture. L'étude de la spécificité de l'hôte parasitoïde contribue à (1) comprendre les mécanismes écologiques et évolutifs de l'écosystème et (2) évaluer l'efficacité des agents de lutte biologique et les risques écologiques pour les espèces non ciblées. Cette étude porte sur la spécificité de l'hôte fondamental des parasitoïdes sur les niveaux individuels, en matière de besoins en ressources et dans le contexte des interactions multi trophiques sous stress abiotique environnemental, c'est-à-dire la limitation de l'eau. Aphidius ervi (Hymenoptera: Braconidés: Aphidiinae) a été choisi; ce parasitoïde puceron est largement utilisé comme modèle écologique et comme agent de lutte biologique commercial (BCA). D'une part, l'indice de spécificité de l'hôte A. ervi a été mesuré sur une large gamme d'espèces de pucerons. D'autre part, les impacts indirects de la limitation de l'eau ont été étudiés sur la spécificité de l'hôte du parasitoïde. En outre, les modifications induites par le stress hydrique dans la plante et les traits de vie des pucerons ont été mesurés. A. ervi s'est avéré être une espèce intermédiaire spécialisée qui a attaqué toutes les espèces de pucerons à des taux élevés, mais n'a pas pu se développer correctement sur toutes les espèces. Les quelques espèces qui se développaient bien étaient phylogénétiquement proches et appartenaient à la tribu des Macrosiphini. En outre, une corrélation positive de préférence - performance a été trouvée. Sous stress hydrique, la préférence et la performance des parasitoïdes ont été affectées, causant la perte de la corrélation. La limitation de l'eau a modifié négativement la qualité nutritionnelle de la plante, ce qui a entraîné une faible performance des pucerons sur les plantes hôtes. Ceci à son tour a diminué la convenance des hôtes pucerons pour le parasitoïde. Les effets de la limitation de l'eau n'étaient pas similaires pour toutes les combinaisons plantes-pucerons et dépendaient de plusieurs facteurs, à savoir les mécanismes végétaux adaptés au stress et la spécialisation de l'hôte des pucerons et des parasitoïdes.

Biological control (BC - the use of natural enemies to control pests) are sustainable, environmentally friendly and cost-effective methods to counteract pest resistance by increasing pesticide use. Aphid parasitoids are common natural enemies of aphids, the major worldwide pests in agriculture. The study of parasitoid host specificity contributes to (1) understanding ecological and evolutionary mechanisms driving the ecosystem and (2) evaluating the efficiency of biocontrol agents and the ecological risks for non-target species. This study focuses on the parasitoids fundamental host specificity on individual levels, in terms of resource requirements and in the context of multi-trophic interactions under environmental abiotic stress, i.e.water limitation. Aphidius ervi (Hymenoptera: Braconidae: Aphidiinae) was chosen; this aphid parasitoid is used widely as an ecological model and commercial biological control agent (BCA). On the one hand, A. ervi host specificity index was measured on a broad range of aphid species. On the other hand, the indirect impacts of water limitation were investigated on the host specificity of the parasitoid. Furthermore, water stress-induced modifications in the plant and the aphid life-history traits were measured. A. ervi was shown to be an intermediate specialist species who attacked all aphid species at high rates but was unable to develop well on all of them. The few that developed well were phylogenetically close and belong to the Macrosiphini tribe. Interestingly, a positive correlation preference – performance was found. Under water stress, both preference and performance of parasitoids were affected causing loss of the correlation. Water limitation negatively altered the plant nutritional quality resulting in low aphid performance on host plants. This in turn decreased the suitability of aphid hosts for the parasitoid. The impacts of water limitation were not similar across all plant-aphid combinations and depended on several factors, namely stress-adapted plant mechanisms and the host specialization of both aphids and parasitoids.