Optimisation de la dose d'irradiation dans le cadre d'un projet de lutte contre la Ceratitis Capitata

II- Les méthodes de lutte biotechnique :

Ce terme, de plus en plus utilisé ces dernières années avec la montée de l'aspect écologique, a été rapporté par Boller (1983) comme désignant des méthodes utilisées pour la

lutte contre les insectes, comprenant des stimuli physiques et chimiques ou agents qui agissent sur le comportement ou le développement des insectes nuisibles. Elles englobent les attractifs, les répulsifs, les régulateurs et les inhibiteurs de croissance en incluant la stérilisation des insectes (1).

II.1. L'anéantissement des mâles :

Cette méthode est basée sur l'utilisation d'un attractif sexuel très performant mélangé à un insecticide pour attirer les mâles et les tuer par contact. La rareté des mâles augmente le pourcentage des femelles ne produisant pas d'oeufs fertiles, mais cette méthode n'a pas trouvé d'échos favorables envers la Cératite (1).

II.2. La confusion sexuelle :

La lutte par confusion sexuelle consiste à diffuser dans l'atmosphère du verger des quantités importantes de phéromone sexuelle de synthèse de façon à désorienter les mâles empêchant ainsi la rencontre des sexes. Cette méthode ne présente aucun avantage pratique pour la Cératite à cause de ses exigences techniques (coût élevé de la phéromone).

II.3. La lutte biologique :

La lutte biologique consiste en l'utilisation d'ennemis naturels d'un ravageur. La lutte biologique par épizooties est connue principalement par les agents qui se développent au cours des élevages de Cératite tel que les bactéries du genre Serratia qui s'attaquent aux oeufs, larves et pupes, et les champignons entomophorales du genre Beauvaria, ou agents viraux (1).

Mais tous les microorganismes sont sans aucune importance pratique en dehors de leurs dégâts sur les élevages de masse.

Les parasites sont divisés en :

- Parasites des larves généralement du genre Diachasma (Hyménoptéra,

Braconidae).

- Endoparasite "larvo-pupaux" dont l'Opius concolor Szepligeti (Hyménoptéra,

Braconidae) endoparasite du stade (L3) juste avant la formation de la pupe, provoquant la mort de l'adulte et la destruction du puparium. A l'opposé des autres parasites, il ne se disperse pas beaucoup mais présente une grande capacité adaptative. En Tunisie, son taux de parasitisme sur la Cératite est très bas (13).

- Les parasites des pupes sont des espèces attaquant la Cératite au stade pupe tel que

Trichopria capensis et galesus silvestrii (Hyménoptéra, diapriidae).

Malgré les nombreux travaux réalisés sur ces différents parasites, les résultats sont relativement faibles à cause des difficultés d'élevage et de la complexité de la relation hôte- parasite.

II.4. Piégeage de masse

Devant l'incapacité de la lutte chimique, plusieurs auteurs se sont penchés sur la combinaison des facteurs pouvant affecter les populations de mouches tel que le stimulus olfactif et visuel. Le piégeage de masse consiste à l'utilisation de cet ensemble de stimuli par le biais d'un grand nombre de pièges en vu de réduire au maximum la population adulte de la mouche.

L'utilisation des pièges Mcphail appâtés avec des attractifs alimentaires et des chémiostérilisants réduit significativement l'infestation. Le contrôle par les pièges englués à attractifs alimentaires réduit aussi bien la densité de la population que le taux d'infestation des fruits sous certaines conditions (1).

Les pièges appâtés à l'attractif alimentaire et à la phéromone sexuelle capturent plus de femelles que ceux appâtés uniquement à la phéromone. Pour ceci les modèles mathématiques de Barclay (1988) montrent qu'en piégeage de masse la combinaison des deux types d'attractifs sur le même piège augmente son efficacité (1).

Haniotakis et al. (1991) concluent après un essai de piégeage de masse, que cette technique peut être utilisée à la place des traitements insecticides pour le contrôle de la mouche des fruits, mais ayant l'inconvénient de n'être dirigée que vers le stade mobile du ravageur et qu'elle n'est efficace qu'en cas de vergers isolés où le risque de ré invasion est minimisé (1).

En Tunisie, les captures étaient 4 à 5 fois plus importantes dans la parcelle traitée par le piégeage de masse. Les niveaux d'infestation étaient relativement faibles; de l'ordre de 9,6% correspondant à des réductions des piqûres de l'ordre de 82% et 89 % par rapport aux parcelles traitées chimiquement et aux témoins.

II.5.La technique des insectes stériles II.5.1 .Introduction

C'est une méthode de lutte biologique contre les insectes nuisibles notamment la Cératite, qui commence à s'imposer devant les traitements chimiques comme étant une méthode très respectueuse de l'environnement, sans conséquences négatives sur la santé

humaine et très efficace.

La méthode a été appliquée pour la première fois à l'île de Curacao (Antilles) contre la Cochliomyia hominivorax (20) ce qui a incité les chercheurs à l'expérimenter sur plusieurs insectes notamment ceux de la famille des Tephritidae tel que le Dacus dorsalis Hendel et Dacus cucurbitae coquillet, Dacus tryoni Frogg, Anastrepha ludens Loew et Anastrepha suspensa loew et plus timidement pour Bractocera oleae Gmelin, et Rhagolettis cerasi (21).

En ce qui concerne la Cératite, le programme qui a permis de limiter les populations dans la région d'Amérique centrale a commencé à Hawaii, en Californie, et en Mexique. D'autres applications ont été engagées depuis, avec plus ou moins de succès en Egypte et Tunisie (22) ;(11)

En Tunisie, le programme en cours est celui mené par le ministère de l'Agriculture et le Centre National des Sciences et Technologies Nucléaires. Ce programme qui vise le contrôle de la cératite dans la région de Beni Khaled au Cap bon (environ 6000 hectares).

II.5.2. Principe de la méthode

C'est l'entomologiste Américain E.F.Knipling qui a été le premier à développer l'idée de contrôler les insectes nuisibles aux cultures végétales par des manipulations génétiques, une méthode connue comme « lutte autocide » ou un « contrôle génétique des insectes nuisibles » (23).

En se basant sur les travaux du généticien H.Mueller, qui a provoqué des mutations létales dominantes dans les chromosomes de Drosophila melanogaster, « Knipling » et ses collègues ont montré que des faibles doses de radiation sont capable de stériliser les insectes. Son modèle comprend une colonisation et un élevage en masse de l'espèce cible, sa stérilisation et sa dispersion dans les champs. Si les mouches stériles l'emportent largement en nombre sur les mouches fécondes, la population des mouches sauvages est rapidement anéantie. La proportion des mouches stériles par rapport aux mouches sauvages fertiles doit être d'au moins 10 pour 1.

Dans les champs, les mâles trouveront et s'accoupleront avec les femelles fertiles leur transférant ainsi leur sperme stérile. On obtient des descendants non viables, causant de cette façon une réduction dans la population naturelle de l'insecte nuisible. Au début de l'année 1950, dans son essai dans les champs contre la mouche screwworm en Floride et Curaçao, la validité de ce modèle a été démontrée.

II.5.3. Bases génétiques de la stérilité

La technique des insectes stériles a comme cible les femelles sauvages dans les champs. Les femelles déterminent la dimension de la population de la génération suivante. Par conséquent, la stérilité est introduite seulement dans la population sauvage à travers les mâles stériles. Ainsi les mâles sont l'agent actif de la technique des insectes stériles.

II.5.3.1. Processus de la stérilisation

Le processus de stérilisation doit être sélectif et spécifique à la population cible.

Le traitement doit affecter seulement les cellules reproductrices tout en gardant l'insecte viable et capable de rivaliser dans les champs.

L'exposition des cellules germinales aux radiations ionisantes cause des mutations létales dominantes dans la progéniture de la mouche irradiée (1).

L'irradiation des jeunes pupes de la Cératite permet d'obtenir des adultes stériles à l'émergence.

Les doses de 80 à 100 Gray provoquent un niveau élevé de stérilité chez les mâles. Les femelles sont sensibles à des doses d'irradiation inférieures à celles des mâles. En effet, à des doses de 40 Gray, on obtient des femelles stériles.

II.5.3.2. Conséquences génétiques de l'irradiation

Bien que quelques mutations létales dominantes causées par l'irradiation soient des mutations seulement dans les unités génétiques (gènes), on croit que la létalité provient du fait que des parties des chromosomes sont perdues, se sont dupliqués ou ont subis une translocation. Ce déséquilibre des chromosomes est engendré par la radiation ionisante causant la fragmentation des chromosomes (25) (Figure 5).

Figure 6 : Les conséquences génétiques de l'irradiation (25)

Lors de la fécondation de la femelle par le mâle irradié, les chromosomes fragmentés sont transmis aux cellules causant un matériel génétique déséquilibré. Ainsi, lors de l'embryogenèse, les duplications et les délétions des chromosomes vont révéler des embryons qui vont finir par mourir.

II.5.4. Base génétique des souches à sexage génétique :

Puisque seulement les mâles irradiés transmettent la stérilité désirée à la population cible, et comme pour le plus part des espèces les mâles et les femelles sont morphologiquement semblables, des souches à sexage génétique ont été développés pour pouvoir séparer les deux sexes lors de l'élevage et de ne lâcher que des mâles qui sont l'agent actif de la stérilité.

II.5. 4.1. Cytologie de la Cératite :

La mouche méditerranéenne des fruits contient 6 paires de chromosomes incluant la paire de chromosomes du sexe. Quatre autosomes sont métacentrique ou submetacentrique et une paire est acrocentrique. Les chromosomes du sexe sont subtelocentrique.

II.5.4.2. Les mutations génétiques :

Pour rendre la technique de l'insecte stérile plus efficace et plus économique, on s'est basé sur une approche génétique pour pouvoir séparer les mâles des femelles lors de l'élevage en masse de la Cératite.

Une mutation sur la couleur des pupes : wp (white pupae : pupe blanche) et une deuxième mutation (temperature sensitive lethal) : tsl (26) sont utilisés comme marqueurs de sélection. Ces mutations sont induites sur le chromosome 5.

Philippe Kerremans et Gerald Franz (1993) (26) ont pu déterminer la position de ces mutations sur le chromosome 5 en construisant la carte cytogénétique de ce dernier (Figure 6).

Figure 7: Carte cytogénétique du chromosome 5 de la Cératite.

D'autres marqueurs de sélection sont également utilisés lors du sexage génétique des souches de la mouche méditerranéenne des fruits tel que la sensibilité des larves à la purine, la sensibilité différentielle (une mutation Adh (Alcool deshydrogénase)) à l'alcool et la couleur des pupes noire / brune (26).

II.5.4.3. Les souches à sexage génétique :

Parmi les souches à sexage génétique il y'a ceux dont on a réalisé une liaison entre l'autosome portant le gène des marqueurs de sélection (mutation tsl et wp) avec le chromosome du sexe mâle (chromosome Y). L'allèle dominant du type sauvage des marqueurs de sélection est lié au chromosome Y suite à une translocation provoquée par irradiation.

Figure 8 : Structure du chromosome des souches à sexage génétique (26).

Dans les souches à sexage génétique, en se basant sur ce mécanisme, les mâles sont de phénotype sauvage (tsl/wp+ : pupe brune/résistant à la température) et les femelles sont mutantes (tsl+/wp : pupe de couleur blanche/non résistant à la température).

II.5.5.Milieu de développement larvaire

II.5.5.1. Milieu d'élevage standard

Le milieu d'élevage présente la composante la plus importante pour un élevage de masse destiné à faire des lâchers en plein champ. Par conséquent, le souci majeur de l'élevage de masse est d'améliorer les performances des insectes produits tout en réduisant le coût de leur élevage. Le milieu d'élevage adopté à l'unité est celui de Tanaka (1969).

Type de milieu	Composition
Son de blé	28%
Sucre	12%
Levure Torula	7%
Benzoate de sodium	0.2%
HCL	1%
Eau	50%

Tableau 8. Milieu d'élevage de la cératite (Tanaka 1969)

Tableau 9: Quelques milieux d'élevage essayés dans certains programmes de lutte contre la Cératite dans
le monde

Type de milieu	Composition	Unité d'élevage
	Son de blé 26 %
	Sucre ...12%
Milieu Tanaka	Levure Torula 3,6 %	Unité d'élevage
(Tanaka et al, 1970).	Benzoate de sodium 0,1 % Methyl-p-hydroxy benzoate 0,1%	Waimanalo et California à Hawaii.
	Eau .58 %
	Methyl-p-hydroxy benzoate .0.1%
	Sucre granulé 12%
Milieu à cane	Levure Torula (type B) 9%
à sucre	HCl concentré 1%	Unité d'élevage El Pino
bagasse	Eau 56%	au Guatemala.
	Cane à sucre bagasse 13%
	Farine .6%
	Methyl-p-hydroxy benzoate ...0.6%
	Sucre granulé .10%	Unité d'élevage Metapa
	Levure Torula (type B) 9%	de Dominguez, Chiapas
Milieu à	HCl concentré ...0.7%	au Mexique.
betterave à	Eau .60%
sucre bagasse	Betterave à sucre bagasse .11,5%
	Son de blé ...8%

II.5.5.2. Milieu d'élevage liquide

L'élevage de la mouche méditerranéenne des fruits, en employant un milieu liquide a été un objectif à réaliser pour des programmes d'élevage de masse de mouche de fruit pendant les trois dernières décennies. A cause de l'anatomie buccale de la cératite et de ses fonctions (la succion), convertir le milieu de développement d'un régime solide à base de son de blé à un régime liquide pourrait en effet présenter une multitude d'avantages, ces avantages ont été constatés surtout au niveau du premier et du deuxième stade de développement de la mouche. Toutefois la mortalité élevée et le bas rendement ont été rapportés dans quelques études (Halanda 1976, Brunissent et La Neige 1978, Letardi et Caffarelli 1990) (27).

Le milieu de développement larvaire de la mouche à fruit basé sur l'utilisation du son de blé utilisé actuellement au Département d'Agriculture des Etats Unis (USDA) a été exécuté pendant plus de 30 ans et excepté les changements mineurs (principalement dans les agents nutritifs), ce milieu est employé dans le monde entier pour l'élevage de masse de la mouche. Ce milieu contient du son de blé qui présente pour les jeunes larves le rôle d'un substrat de soutien aussi bien que certaines autres valeurs nutritives. Cependant, ce type de milieu conventionnel présente quelques problèmes liés à l'absorption de l'eau, la contamination par les champignons, le coût de la production, la gestion (disposition, malaxage et nettoyage du plateau), le stockage, l'espace, etc. Toutefois un milieu de développement basé sur un liquide et fait d'un système recyclable de substrat, pourrait diminuer plusieurs de ces problèmes énumérés ci-dessus et réduirait le coût de production global (27).

Le milieu est composé de levure de brasseur, de sucre, d'agents antifongiques (benzoate de sodium et de Nipagine), d'acide citrique, et d'eau distillée. Le tissu d'éponge placé à la base des plateaux a été employé comme élément de soutien pour des larves, substituant ainsi le rôle de son de blé comme substrat dans le milieu traditionnel.

L'élevage larvaire de la Bactrocera Cucurbitae Coquillett (la mouche du melon) sur ce type de milieu a eu comme conséquence :

· Une production de moins de 20% de pupes

· Un poids de pupe inférieur de 10% par rapport au milieu conventionnel, tandis que la densité, l'émergence des adultes et les insectes adultes n'ont montré aucune anomalie significative.

· La productivité en pupes a augmenté avec des concentrations en levure jusqu'à 14.2%.

Les avantages d'un élevage à base d'un milieu liquide incluent la réduction dans le coût de production, la suppression du son de blé (qui risque d'être contaminé par les pestes et les champignons) la réduction de l'espace de stockage et du travail consacré (27).

Ces avantages et ces réductions du coût de production doivent être pris en considération surtout lorsque l'élevage passe à une grande échelle de production de mouche stériles dans le cadre d'un programme de lutte.