Contrôle des pucerons par manipulation bactérienne
Des recherches montrent comment les bactéries peuvent influencer le comportement des pucerons et la santé des plantes.
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Table des matières
- Le Rôle des Symbiotes chez les Pucerons
- Rickettsiella et ses Effets sur le Puceron du Blé Russe
- Une Nouvelle Approche pour Contrôler les Populations de Pucerons
- Méthodes Utilisées dans l'Étude
- Impact sur la Santé des Plantes
- Effets sur les Plantes Non Cultivées
- Les Implications de l'Infection par Rickettsiella
- Conclusion
- Source originale
Les Pucerons sont des petits insectes qui peuvent vraiment foutre en l'air les plantes et les cultures. Ils se nourrissent de la sève des plantes, ce qui peut les affaiblir et causer des pertes économiques pour les agriculteurs. Depuis longtemps, les scientifiques cherchent des moyens de contrôler ces nuisibles, mais il y a encore des défis parce que les pucerons se multiplient vite, peuvent transporter des maladies des plantes, et deviennent résistants à de nombreux insecticides. En plus, certains pucerons peuvent produire des descendants ailés, ce qui leur permet de se déplacer facilement vers de nouvelles plantes.
Le Rôle des Symbiotes chez les Pucerons
Les pucerons ont noué des relations à long terme avec certaines bactéries appelées symbiotes. Ces bactéries aident les pucerons à digérer la sève des plantes, surtout les acides aminés essentiels qu'ils ne peuvent pas obtenir des plantes qu'ils mangent. Un symbiote qu'on trouve souvent chez beaucoup d'espèces de pucerons est Buchnera aphidicola. Certains pucerons ont aussi des bactéries supplémentaires, qu'on appelle symbiotes facultatifs, qui peuvent influencer leur santé et leur comportement de différentes manières. Ces symbiotes pourraient être une cible potentielle pour contrôler les populations de pucerons.
Manipuler ces symbiotes a déjà été fait efficacement sur d'autres insectes, comme les moustiques, pour réduire la propagation des maladies. Cette stratégie pourrait être bénéfique pour l'agriculture, car il existe de nombreux types de symbiotes chez les nuisibles, et ils peuvent être partagés entre différentes espèces. Une fois introduits, ces symbiotes peuvent continuer à se reproduire et à transmettre leurs avantages aux générations futures.
Rickettsiella et ses Effets sur le Puceron du Blé Russe
Un symbiote spécifique appelé Rickettsiella viridis a été transféré d'un type de puceron à un autre. Ce transfert a montré des promesses pour le contrôle des nuisibles car il peut affecter significativement la forme physique des pucerons. L'infection par Rickettsiella peut affaiblir les pucerons en réduisant leur capacité de reproduction et leur durée de vie. De plus, elle peut se propager rapidement parmi les pucerons.
Le puceron du blé russe est un nuisible important pour les cultures de céréales à travers le monde. Contrairement à beaucoup d'autres pucerons, il ne transmet pas de virus des plantes, mais il cause beaucoup de dommages. Il ronge la plante et injecte des toxines qui peuvent nuire à la photosynthèse et ralentir la croissance des plantes. Le puceron du blé russe peut se cacher dans les feuilles enroulées, ce qui rend son contrôle difficile avec les insecticides. De plus, il peut se déplacer rapidement vers d'autres plantes, rendant la gestion des nuisibles compliquée.
Une Nouvelle Approche pour Contrôler les Populations de Pucerons
Dans cette étude, les chercheurs se sont concentrés sur le transfert du symbiote Rickettsiella dans le puceron du blé russe. Ils voulaient voir comment ce transfert affecterait le comportement du puceron et son impact sur les plantes de blé. Les chercheurs ont généré une nouvelle souche de pucerons du blé russe portant Rickettsiella. Ils ont ensuite examiné divers facteurs comme la forme physique, leur capacité à se nourrir sur différentes plantes et leur mobilité.
Les résultats montrent que l'infection par Rickettsiella peut persister dans les populations de pucerons. Cela a aussi apporté certains avantages dans des conditions spécifiques. La présence de Rickettsiella a accru les dégâts causés par les pucerons sur les plantes de blé, ce qui signifie que les pucerons infectés étaient plus nuisibles aux cultures. En revanche, les pucerons infectés par Rickettsiella produisaient moins de formes ailées qui pourraient normalement les aider à se répandre vers de nouvelles plantes.
Méthodes Utilisées dans l'Étude
Les chercheurs ont maintenu les pucerons dans des conditions contrôlées pour étudier leur comportement et leur forme physique. Ils ont cultivé les pucerons sur des feuilles de plantes spécifiques, en veillant à ce que la température et les conditions d'éclairage soient constantes.
Ils ont d'abord injecté les bactéries Rickettsiella dans le puceron du blé russe en utilisant une méthode appelée microinjection de l'hémolymphe. Cette technique permet un transfert direct des bactéries dans le liquide corporel du puceron.
Les chercheurs ont ensuite surveillé la croissance, la reproduction et les taux de survie des pucerons. Ils ont évalué comment la température affectait leurs caractéristiques de vie, comme le temps de développement et le nombre de descendants qu'ils produisaient. Ils ont aussi examiné leur forme corporelle et leur couleur.
Impact sur la Santé des Plantes
Les chercheurs ont évalué comment les pucerons infectés affectaient les plantes de blé. Ils ont placé à la fois des pucerons infectés par Rickettsiella et non infectés sur le blé pour comparer les dégâts causés par chaque groupe. Les plantes infestées par des pucerons infectés par Rickettsiella montraient plus de signes de dommages, avec moins de feuilles et plus de stries chlorotiques sur les feuilles, indiquant du stress et une possible maladie.
À travers diverses expériences, les chercheurs ont constaté que les pucerons infectés par Rickettsiella étaient plus nuisibles aux plantes de blé. Les pucerons infectés causaient des dommages plus importants plus tôt par rapport aux non infectés.
Effets sur les Plantes Non Cultivées
L'étude ne s'est pas arrêtée aux plantes de blé. Les chercheurs ont aussi examiné les effets des pucerons infectés par Rickettsiella sur deux types de mauvaises herbes qui hébergent ces pucerons. Les résultats ont montré que les pucerons infectés causaient des dommages similaires, sinon plus importants, à ces plantes non cultivées qu'à celles de blé.
Les Implications de l'Infection par Rickettsiella
L'infection par Rickettsiella chez les pucerons du blé russe a des implications importantes pour l'agriculture. Même si cela peut augmenter la virulence des pucerons et causer plus de dommages aux cultures, la même infection a entraîné une production de formes ailées réduite. Cela pourrait limiter la capacité des pucerons à se répandre rapidement, potentiellement aidant à contrôler les nuisibles.
Conclusion
La recherche met en avant une approche unique pour gérer les populations de pucerons en manipulant leurs symbiotes. L'infection par Rickettsiella a montré qu'elle pouvait avoir des effets à la fois nuisibles et bénéfiques sur les pucerons et leur impact sur l'agriculture. Cette dualité suggère que même si cela peut aider à la gestion des nuisibles, d'autres études sont nécessaires pour comprendre l'impact global sur la santé des cultures et le comportement des nuisibles.
Les résultats encouragent à explorer plus de moyens pour tirer parti de telles manipulations bactériennes dans les pratiques agricoles afin de créer des solutions de gestion des nuisibles durables. Les recherches futures se concentreront probablement sur le test de variétés supplémentaires de pucerons et l'évaluation de la manière dont ces techniques fonctionnent dans des situations agricoles réelles.
Titre: The endosymbiont Rickettsiella viridis increases the virulence of Diuraphis noxia but reduces alate frequency
Résumé: Aphids are among the worlds most economically damaging pests and carry a diverse range of bacterial endosymbionts. There is increasing interest in exploring potential applications of natural and novel strains of endosymbionts in aphid control. One endosymbiont, Rickettsiella viridis, has a large fitness cost following transfer from its natural aphid host Acyrthosiphon pisum into a novel host aphid Myzus persicae. Here, we investigated host impacts after transferring the same Rickettsiella strain to an important cereal aphid, the Russian wheat aphid Diuraphis noxia. Rickettsiella in this host resulted in modest fitness effects, with a minor increase in heat tolerance and a decrease in development time at 25{degrees} C. The infection persisted in mixed caged populations under different temperatures. Surprisingly, Rickettsiella increased aphid virulence to wheat plants and to two non-crop hosts of D. noxia, barley grass and brome grass. This was evident from sharper decreases in leaf number and leaf area, as well as an increase in chlorotic streaking when plants were exposed to Rickettsiella-infected D. noxia. Rickettsiella also reduced the proportion of alates in aphids held in small cages and in larger mesocosms containing multiple wheat plants where short-distance dispersal of aphids was impacted. These results provide compelling evidence that Rickettsiella can affect virulence - the first case of an endosymbiont transfer directly influencing aphid virulence to host plants - and highlight the species-specific impacts of endosymbiont transfers on aphids which can involve multiple traits.
Auteurs: Xinyue Gu, A. Gill, Q. Yang, P. A. Ross, E. Yeatman, M. Berran, M. Stelmach, S. Sharma, P. A. Umina, A. A. Hoffmann
Dernière mise à jour: 2024-09-16 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.15.613162
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.15.613162.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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