Impacts d’un biopesticide, l’azadirachtine, sur la physiologie et le comportement de Drosophila melanogaster : Reproduction, nutrition et propriétés aversives

Impacts of a biopesticide, azadirachtin, on physiology and behavior of Drosophila melanogaster : Reproduction, nutrition and aversive properties

• Auteur / Autrice : Maroua Ferdenache
• Direction : Frédéric Marion-Poll, Samira Kilani-Morakchi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Toxicologie
• Date : Soutenance le 26/06/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay en cotutelle avec Université Badji Mokhtar-Annaba
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : AgroParisTech (France ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Biosphera (2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Évolution, génomes, comportement et écologie (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) - AgroParisTech (France ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Wahida Ayad-Loucif
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Samira Kilani-Morakchi, Dhebia Abed-Vieillard, Leila Allal-Benfekih, Laure Kaiser-Arnauld
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dhebia Abed-Vieillard, Leila Allal-Benfekih

Mots clés

Mots clés contrôlés

Odorat

Goût

Biopesticides

Azadirachtine

Nutrition

Fécondité

Drosophila melanogaster

Mots clés libres

Azadirachtine

D. melanogaster

Fécondité

Développement

Gustation

Olfaction

Azadirachtin

D. melanogaster

Fecundity

Development

Tasting

Olfaction

Résumé

Si les effets de toxicité aigüe des pesticides sont assez bien connus, les effets à court et long terme d’une exposition non létale à un stade juvénile sont beaucoup moins étudiés. Dans ce travail, nous avons examiné les effets à long terme du Neem-Azal, qui contient 1% d’azadirachtine A, sur un insecte modèle, Drosophila melanogaster. Deux doses (DL25 : 0,28 µg, D 50 : 0,67 µg correspondant respectivement à 25% et 50% de mortalité cumulée des stades immatures) ont été utilisées par application topique sur des larves du début du stade larvaire (L3). Les effets de cette unique exposition à l’azadirachtine ont été testés sur plusieurs générations successives jusqu’à restauration des paramètres étudiés.L’exposition unique, en période pré-imaginale, à l’azadirachtine affecte la fécondité des femelles en réduisant significativement le nombre d’œufs pondus chez deux générations successives (P : exposée, F1 : non exposée). Une restauration complète de la fécondité est notée chez la génération F2. Le traitement larvaire affecte également le choix de ponte des femelles qui ont survécu au traitement avec une claire préférence de ponte sur un milieu témoins par rapport au milieu traité à l’azadirachtine et ce pour toutes les générations testées. Les mouches traitées à l’azadirachtine (début de stade L3) montrent une aversion plus marquée au biopesticide comparativement aux mouches "naïves".Chez la génération parentale, l’exposition précoce à l’azadirachtine affecte le développement des adultes en réduisant le nombre de descendants, en induisant un retard du développement larvaire et pupal ; en biaisant le sex-ratio en faveur des mâles et en provoquant plusieurs anomalies morphologiques. L’azadirachtine réduit de manière significative la survie des adultes chez deux générations successives et ce comparativement aux témoins. De plus, l’azadirachtine affecte la réactivité locomotrice des adultes en réduisant significativement les scores géotaxiques obtenus chez les adultes des deux sexes en comparaison aux témoins.L’azadirachtine affecte également la quantité de nourriture consommée par les mouches et perturbe le système chimiosensoriel des adultes en affectant leurs choix olfactifs et gustatifs. Les mouches préalablement traitées (début de stade L3) à l’azadirachtine ont une aversion plus marqué à cette molécule et évitent son odeur. Le biopesticide induit également une inhibition de l’extension du proboscis des adultes des deux sexes avec un effet plus marqué chez les adultes préalablement traités au stade larvaire. Les réponses électrophysiologiques des sensilles gustatives montrent une augmentation de la sensibilité des sensilles gustatives à l’azadirachtine chez les mouches traitées au stade larvaire confirmant l’aversion plus marquée à cette molécule.

While the acute toxicity of xenobiotics on organisms is well known, long term effects of intermittent exposures are less studied. Here we examined the effects of a single larval exposure to a commercial antifeedant and insecticide Neem-Azal (containing 1% azadirachtin A), on Drosophila melanogaster. Two doses (LD25 : 0.28 µg, LD50 : 0.67 µg corresponding respectively to 25% and 50% cumulative mortality of immature stages) were used by topical application on early third instar larvae (L3). The possible adverse effects of this prior single exposure to azadirachtin experienced by the preceding generations were evaluated over three successive generations until full restoration of the studied parameters.The single pre-imaginal exposure of azadirachtin affects female fecundity by significantly reducing the number of eggs laid over two successive generations (P and F1). Full restoration of affected fecundity was noted in the second generation (F2). Larval treatment also affects oviposition choices, the surviving flies avoiding treated substrates more than control flies for all tested generations.Early exposure to azadirachtin also affects adult’s development by reducing the number of organisms, delay larval and pupal development ; male biased sex ratio and induced morphological alterations. This exposure significantly reduces adult’s survival during two successive generations. Moreover, azadirachtin was found to affect Drosophila adult’s locomotor reactivity by significantly decreased the geotactic positioning scores of adults of both sexes as compared to controls.Azadirachtin affects the amount of food intake by the flies and disrupts the chemosensory system of the adults by affecting their olfactory and gustatory choices. Results showed that previously treated flies (3rd instar larvae) showed an aversion to the biopesticide avoiding azadirachtin odor. The biopesticide also inhibited the proboscis extension response in the adults of both sexes with more marked effects in treated flies. The electrophysiological studies of gustatory response showed an increase of sensibility of gustatory sensilla to azadirachtin previously exposed flies confirming the more marked avoidance to this molecule.