Intérêts du phénotypage de la personnalité pour améliorer la lutte biologique : cas d’étude chez l’auxiliaire Trichogramma evanescens

Phenotyping personality to improve biological control : Trichogramma evanescens as a case study.

• Auteur / Autrice : Silène Lartigue
• Direction : Jérôme Moreau, Thibaut Malausa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance le 17/03/2021
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biogéosciences (Dijon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
• Jury : Président / Présidente : Joan Van Baaren
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ruth Hufbauer, Lucia Zappalà, Isabelle Amat
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Thierry Hance

Mots clés

Mots clés contrôlés

Agents de lutte biologique

Écologie

Trichogramma evanescens

Mots clés libres

Variation intra-Spécifique

Trichogramma evanescens

Biocontrôle

Efficacité en champ

Écologie comportementale

Personalité animale

Biocontrol

Animal personality

Behavioural evology

Field efficiency

Trichogramma evanescens

Intraspecific variation

Résumé

Une approche prometteuse pour améliorer l’utilisation des agents de lutte biologique en protection des cultures repose sur la prise en compte de leurs variations intra-spécifiques sur des traits liés aux capacités des agents de lutte à être élevés en masse ou à contrôler les ravageurs au champ. Dans ce contexte, les variations comportementales interindividuelles qui sont stables au cours du temps et des situations (appelées aussi personnalité) n’ont jamais été considérées dans les programmes de lutte biologique, alors qu’elles (i) peuvent être héritables et (ii) sont corrélées à des traits liés à la valeur sélective et peuvent donc impacter l’efficacité des auxiliaires des cultures. Les deux objectifs majeurs de cette thèse étaient (i) de développer des protocoles expérimentaux permettant de mesurer les traits de personnalité chez l’auxiliaire de lutte biologique parasitoïdes d’œufs Trichogramma evanescens, et (ii) d’évaluer la faisabilité et l’intérêt de l’utilisation des phénotypages de personnalité dans des programmes d’amélioration génétique de cet auxiliaire : estimer l’héritabilité des traits de personnalité et étudier leurs relations avec des traits liés à la fitness et aux performances de lutte biologique. Dans ce but, nous avons développé un protocole de suivi vidéo permettant de mesurer des traits de personnalité et avons pu caractériser des traits liés à la personnalité (mais également la fécondité, la longévité et la taille) sur plus de mille femelles issues de 24 lignées isogéniques de T. evanescens. Nous avons mis en évidence pour la première fois chez cette espèce l’existence de variations interindividuelles stables dans des traits comportementaux liées à l’audace, à l’activité et à l’exploration. Nous avons montré des différences de personnalité entre les 24 lignées isogéniques utilisées, ce qui souligne que les variations comportementales observées ont une part d’origine génétique (les valeurs d’héritabilité au sens large que nous avons estimées varient de 0,06 à 0,11). Nous avons également mis en évidence l’existence d’un compromis évolutif (ou trade-off) entre l’exploration et la fécondité chez ces lignées. Nous avons ensuite mené des expérimentations dans des champs de maïs, sur 38 points de lâchers, afin d’attribuer à ces lignées des variables liées à leurs mouvements et parasitisme sur le terrain, comme le nombre d’agrégats d’œufs hôtes parasités et les distances moyenne et maximale observées le point de lâcher et les sites de ponte. Nos résultats suggèrent que la personnalité a un effet sur la distance entre point de lâcher et site de ponte chez T. evanescens sur le terrain, alors que nous n’avons observé aucun effet des variables liées à des traits classiquement considérés dans les programmes de lutte biologique (fécondité, longévité et taille). Pour conclure, nous avons pour la première fois évalué le lien entre des traits de personnalité mesurés en laboratoire et le mouvement d’un auxiliaire de lutte biologique sur le terrain, et nous discutons des perspectives d’études à venir et de développements nécessaires pour permettre d’intégrer les traits de personnalité dans les programmes de sélection des auxiliaires de lutte biologique dans le but d’augmenter l’efficacité de ces derniers.

One promising approach to improve the use of biological control agents (BCA) consists in the exploitation of intraspecific variation on traits related to mass-rearing or field performance. Consistent inter-individual variations in behaviour (known as personality) have never been considered in biological control (BC) while they have proved to be heritable and correlated to phenotypic traits possibly related to fitness in rearing or field conditions. The aim of this PhD thesis was (i) to develop an experimental design to measure personality traits in a the egg-parasitoid Trichogramma evanescens, and (ii) to evaluate the feasibility and interest of phenotyping personality traits to set and improve selection programmes in this BCA species: by estimating the broad-sense heritability of personality traits and investigate their relationships with traits related to fitness and biocontrol performance. First, we developed a videotracking design to measure behavioural traits and found, for the first time in this species, consistent individual differences in boldness, activity and exploration, measured on 1,049 individuals (on which we also measured fecundity, longevity and tibia length) from 24 isogenic lines of T. evanescens. Personality differences between the 24 isogenic lines suggested a genetic origin of the variations in activity and exploration (broad-sense heritability estimates from 0.06 to 0.11), and revealed a trade-off between exploration and fecundity. We then conducted field experiments in cornfields, over 38 released points, to measure field characteristics of these isogenic lines (number of egg patches parasitized, mean and maximum distance between release point and oviposition sites) and investigate the effect of personality traits on these field variables. Our results suggest that personality traits influence the mean distance between release point and oviposition sites while this not the case for three traits commonly considered in biocontrol programmes (fecundity, longevity and tibia length). To conclude, we studied for the first time the link between lab-measured personality traits and movement in the field and discussed about further studies and development needed to integrate personality in biological control agents’ selection programmes in order to improve their efficiency.