Propension vectorielle des pucerons dans l’épidémiologie du virus Y (PVY) en culture de pommes de terre

par Sébastien Boquel

Thèse de doctorat en Sciences. Biologie des populations, génétique et éco-éthologie. Entomologie

Sous la direction de Philippe Giordanengo et de Arnaud Ameline.

Soutenue en 2011

à Amiens .


  • Résumé

    Le virus Y de la pomme de terre (PVY) est un virus transmis par les pucerons sur le mode non-persistant, capable d’infecter de nombreuses espèces végétales. Un diagnostic conduit en 2006 en région Picardie a montré que 80 à 90 % des pucerons piégés dans les parcelles de pommes de terre correspondaient à des espèces non inféodées à cette plante. Dans ce contexte, l’objectif général de la thèse a été d’évaluer les capacités de différentes espèces de pucerons colonisatrices (Myzus persicae, Macrosiphum euphorbiae) ou non colonisatrices (Aphis fabae, Brevicoryne brassicae, Sitobion avenae, Acyrtosiphon pisum et Rhopalosiphum padi) de la pomme de terre à transmettre le PVY à cette plante. Pour chaque espèce, l’activité vectorielle correspondant aux comportements adaptés à la vection du phytovirus (comportement alimentaire et locomoteur) et l’efficacité vectorielle correspondant à la capacité à acquérir et inoculer le virus à une plante ont été déterminées. L’étude de l’activité vectorielle montre que chez les espèces colonisatrices de la pomme de terre, les individus aptères issus de la colonisation des ailés présentent un comportement sédentaire et que les potentialités de dispersion des ailés sont plus élevées chez M. Persicae que chez M. Euphorbiae. Ces deux espèces ne réalisent pas de déplacements de plantes en plantes contrairement aux pucerons non colonisateurs. L’étude du comportement alimentaire via la technique d’électropénétrographie (EPG) révèle que toutes les espèces réalisent des piqûres intracellulaires nécessaires à l'acquisition et à la transmission du virus. Par ailleurs, l’état infectieux de la plante est susceptible de moduler l’activité vectorielle des pucerons entraînant une forte répercussion dans la dissémination du virus. L'infection d'une plante par le PVY induit un effet phagostimulant chez M. Persicae et S. Avenae et anti-appétant chez M. Euphorbiae, A. Fabae et B. Brassicae. D’autre part, nous avons également mis en évidence une incapacité de ces espèces à discriminer entre une plante saine et une plante infectée par le PVY. L’étude de l’efficacité vectorielle a été mise en œuvre suivant une méthodologie originale, impliquant l'utilisation de vitroplants et la prise en compte de la période d’acquisition du virus, variable suivant les espèces. Les résultats révèlent des taux de transmission élevés pour les pucerons colonisateurs (83 % pour M. Persicae et 27 % pour M. Euphorbiae), moyens à faibles pour A. Pisum, B. Brassicae et S. Avenae (< 20%) et nuls pour A. Fabae et R. Padi. Malgré les taux de transmission élevés observés pour les espèces colonisatrices, leur influence dans le processus épidémiologique du PVY pourrait être surestimée en raison de leur comportement sédentaire. En revanche, certaines espèces non colonisatrices, notamment A. Pisum, B. Brassicae et S. Avenae, présentent une activité vectorielle très favorable à la dissémination du virus et leurs fortes densités de population en parcelles de pommes de terre pourraient compenser leurs plus faibles efficacités vectorielles. Ces travaux soulignant le rôle potentiel des espèces non colonisatrices apportent un nouvel éclairage sur la compréhension des mécanismes régissant la dynamique épidémiologique du PVY.

  • Titre traduit

    Vector propensity of aphids in the potato virus Y (PVY) epidemiology in potato crops


  • Résumé

    Potato virus Y (PVY) is a phytovirus transmitted in a non-persistent fashion by aphid vectors to a broad range of plants. A diagnosis carried out in 2006 in Picardy showed that 80 to 90 % of aphids trapped in potato fields corresponded to non-colonizing potato aphids. Thus, the main aim of this thesis was to evaluate the ability of different aphid species to transmit PVY to potato plants, whether they were potato colonizing aphids (Myzus persicae and Macrosiphum euphorbiae) or not (Aphis fabae, Brevicoryne brassicae, Sitobion avenae, Acyrtosiphon pisum et Rhopalosiphum padi). For each aphid species, vector activity, corresponding to the behavioural component (feeding and locomotion behaviour) involved in the spreading of phytoviruses and vector efficiency, corresponding to its ability to acquire and inoculate viruses, were determined. The vector activity study showed that in potato colonizing aphids, apterous individuals, born from colonizing alates, exhibit a sedentary behaviour and that alate dispersal ability is higher in M. Persicae than in M. Euphorbiae. Both colonizing species did not realize interplant movements contrary to non-colonizing ones. Through the electrical penetration graph (EPG) technique, the feeding behaviour study revealed that all species performed the intracellular punctures necessary for virus acquisition and inoculation. The infection status of the plant can modulate aphid vector activity and therefore can strongly impact on the PVY spreading. PVY-infected plants induced a phagostimulant effect on M. Persicae and S. Avenae, and a deterrent one in M. Euphorbiae, A. Fabae and B. Brassicae. Furthermore, dual choice bioassays revealed that all the aphid species tested were unable to discriminate between a healthy and a PVY-infected plant. The vector efficiency study was set up according to a novel methodology that involved the use of in vitro plants and the determination of different virus acquisition periods depending on the aphid species considered. Results showed high transmission rates for potato colonizing aphids (83 % for M. Persicae and 27 % for M. Euphorbiae), a medium to low rate for A. Pisum, B. Brassicae and S. Avenae (< 20 %) and no transmission for A. Fabae and R. Padi. Despite the high transmission rates observed for colonizing aphid species, their involvement in PVY epidemiology may be overestimated due to their sedentary behaviour. By contrast, some non-colonizing species, notably A. Pisum, B. Brassicae and S. Avenae, exhibited a vector activity favouring the spread of viruses and their high population densities in potato fields may compensate for their lower vector efficiency. This work highlights the potential role of non-colonizing potato aphid species and brings new insights into our understanding of the mechanisms governing the PVY epidemiological dynamics.

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  • Détails : 1 vol. (155 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 131-150

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  • Bibliothèque : Université de Picardie Jules Verne. Bibliothèque universitaire. Section Sciences.
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  • Cote : T 51 2011-8
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