Chapitre III : Les plantes hôtes et les ravageurs
III.3. Interactions plante-puceron
III.3.1. Dégâts
Les dégâts peuvent être directs ou indirectes : III.3.1.1. Les dégâts directs
Les pucerons causent d’importants dommages culturaux en s’alimentant directement dans les éléments criblés du phloème, dans lesquels ils prélèvent la sève phloémienne riche en sucres, composés azotés et autre nutriments essentiels à leurs développements et reproduction (Dinant et al, 2010).
La sève phloémienne est un milieu riche, mais constitue une ressource limitée en acides aminés essentiels non synthétisable par les animaux (Giordanengo et al, 2007). L’adaptation du puceron à cette source alimentaire déséquilibré n’a pu se faire que grâce à une bactérie symbiotique intracellulaire obligatoire Buchneraaphidicolaspécialisée dans la complémentation nutritionnelle (Brinza et al, 2009 ; et al, 2011).
L’alimentation phloemiénnedes pucerons sur la fève engendre un arrêt de croissance de la plane, l’enroulement et la chute prématurée des feuilles, la diminution du nombre de gousses et des grains ainsi qu’une réduction de la taille des graines (Akello et Sikora, 2012).
En s’alimentant de la sève, les pucerons injectent continuellement des secrétions salivaires toxiques dans les tissues de la plante hôte (Tjallingii, 2006 ; Giordanengo et al., 2010).
III.3.1.2. Les dégâts indirects
Les dégâts indirects sont essentiellement de deux types : III.3.1.2.1. Miellat et fumagine
Les pucerons rejettent une substance épaisse et collante par le système digestif appelée le miellat. Ce composé déposés sur les feuilles et au pied de la plante hôte est riche en sucre et en acides aminés.
Chapitre III Les plantes hôtes et les ravageurs de culture
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La forte concentration en sucre du miellat (90 à 95% de matière sèche) favorise le développement de la fumagine, la fumagine forme un dépôt noirâtre à la surface des feuilles de la plante hôte, réduit la photosynthèse et provoque même l’asphyxie de la plante attaquée par les pucerons (Leroy et al., 2009).
III.3.1.2.2. Transmission de virus
Les pucerons sont responsables des dégâts indirects assez importants en véhiculant des virus pathogènes (Harmel et al., 2010 ; AkelloatSikora, 2012). Les virus affectent les processus physiologiques de la plante, en diminuant le taux de photosynthèse. En réduisant la teneur en chlorophylle (jaunisse) et en augmentant les taux de respiration (Radwan et al., 2008).
Chapitre IV Activité phytopharmaceutique des huiles essentielles et la lutte contre les ravageurs de culture
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IV.1. Activité des huiles essentielle
Les huiles essentielles sont connues pour être douées de propriétés antiseptiques et antimicrobiennes. Beaucoup d'entre elles, ont des propriétés antitoxiques, antivenimeuses, antivirales, anti-oxydantes, et antiparasitaires. Plus récemment, on leur reconnaît également des propriétés anticancéreuses.L'activité biologique d'une huile essentielle est à mettre en relation avec sacomposition chimique et les possibles effets synergiques entre ses composants (Lahlou, 2004). IV.1.1. Activité insecticide des huiles essentielles
Les huiles essentielles se disposent de grands potentiels, qui les rend une piste de recherche très prometteuse, et particulièrement leur effet insecticide (Glitho, 2002).
La grande majorité de ces études portaient sur les moustiques, que ce soit sur l’effet répulsif des huiles essentielles (MA Oshaghi et al., 2003) ou sur leur effet ovocide (Martin et al., 2006) ou larvicide (Markouk et al., 2000).
Le mode d’action des huiles essentielles est relativement peu connu chez les insectes (Isman, 2000).
IV.1.1.1. Effets physiologiques
Les huiles essentielles ont des effets anti-appètent, affectant ainsi la croissance, la mue, la fécondité et le développement des insectes et acariens. Des travaux récents montrent que les monoterpènes inhibent le cholinestérase (Keane et al., 1999).
IV.1.1.2. Effets sur le system nerveux
L’octopamine est un neuromodulateur spécifique des invertébrés : Cette molécule a un effet régulateur sur les battements de coeur, la motricité, la ventilation, le vol et le métabolisme des invertébrés.(Enan, 2000) et (Isman,2000) font le lien entre l’application de l’eugénol, de l’alpha terpinéol et de l’alcool cinnamique, et le blocage des sites accepteurs de l’octopamine. (Enan, 2000) a également démontré un effet sur laTyramine, autre neurotransmetteur des insectes. En général, les huiles essentielles sont connues comme des neurotoxiques à effets aigus interférant avec les transmetteurs octopaminergiques des Arthropodes.Toutefois, la grande majorité de ces études portaient sur les moustiques, que ce soit sur l’effet répulsif des huiles essentielles ou sur leur effet larvicide.
IV.1.2. Activité antibactérienne
Du fait de la variabilité des quantités et des profils des composants des HEs, il est probable que leur activité antimicrobienne ne soit pas attribuable à un mécanisme unique, mais à plusieurs sites d’action au niveau cellulaire (Carson et al., 2002).
De façon générale, il a été observé une diversité d’actions toxiques des HEs sur les bactéries comme la perturbation de la membrane cytoplasmique, la perturbation de la force motrice de proton, fuite d'électron et la coagulation du contenu protéique des Cellules (Davidson, 1997).
Chapitre IV Activité phytopharmaceutique des huiles essentielles et la lutte contre les ravageurs de culture
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Le mode d’action des HEs dépend en premier lieu du type et des caractéristiques des composants actifs, en particulier leur propriété hydrophobe qui leur permet de pénétrer dans la double couche phospholipidique de la membrane de la cellule bactérienne. Cela peut induire un changement de conformation de la membrane.(Cox et al., 2000; Carson et al.,2002). Une inhibition de la décarboxylation des acides aminés chez Enterobacteraerogenesa aussi été rapportée (Wendakoon et Sakaguchi, 1995). Les HEs peuvent aussi inhiber la synthèse de l’ADN, ARN, des protéines et des polysaccharides.(Cox et al., 1991).
IV.1.3. Activité antifongique
Dans le domaine phytosanitaire et agroalimentaire, les huiles essentielles ou leurs composés actifs pourraient également être employés comme agents de protection contre les champignons phytopathogènes et les microorganismes envahissant la denrée alimentaire.(Lis-Balchin, 2002)
Ainsi l’activité fongistatique des composés aromatiques semble être liée à la présence de certaines fonctions chimiques. Ils ne concluent que les phénols sont plus antifongiques et que les aldéhydes testés. Ils présentent également des propriétés fongistatiques très marquées.
Cette activité est estimée selon la durée d’inhibition de la croissance déterminée par Simple observation macroscopique (Ultree et al., 2002).
IV.2. La lutte contre les ravageurs des cultures
La lutte contre les pucerons a été et reste le souci majeur des agriculteurs. Pour cela différentes méthodes de la lutte ont été préconisées dont :
IV.2.1. La lutte chimique
Les insecticides utilisés sont les organophosphorés, les carbamates et les pyréthrinoides de synthèse et il est apparu une nouvelle famille de produits, les chloronicotiniles qui présentent la particularité d’être très fortement systématiques (dedryver, 2007). Cependant, les insecticides présentent des inconvénients : ils coutent chers, nuisent à l’écosystème et à l’environnement et tuent les insectes auxiliaires, de plus, les pucerons peuvent développer des résistances aux différentes molécules chimiques utilisées (Dogimont et al., 2010).
IV.2.2. Lutte physique
La chaleur, le froid, la déshydratation ou l'hydratation sont des moyens physiques pour lutter contre les insectes, l'immersion, l'utilisation du courant électrique, les ondes courantes l'eau chaude (aux environs de 90°C) peut également servir à désinfecter de petites quantités des terres destinées à la préparation des émie en cagettes. La thermothérapie consiste à maintenir une culture à une température donnée pendant un temps précis, de façon que la chaleur en détruise le virus, etc. Les applications sont assez nombreuses (Alloui.2005).
Chapitre IV Activité phytopharmaceutique des huiles essentielles et la lutte contre les ravageurs de culture
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IV.2.3. La lutte intégrée
La lutte intégrée peut se définir par l’emploi combiné et raisonné de tous les moyens de lutte dont dispose l’agriculteur pour maintenir la population de ravageurs à un niveau suffisamment bas pour que les dégâts occasionnés à la culture soient économiquement tolérables (Faurie et al., 2003). IV.2.4. La lutte biologique
Cette mode de lutte s’articule dans la majeure de cas sur l’utilisation des ennemies naturels ou auxiliaires des cultures pour réduire les niveaux des populations ophidiennes à des seuils économiquement tolérables (Sullivan, 2005).
La lutte biologique est la méthode de lutte la plus « propre » par excellence puisqu’elle n’implique pas l’utilisation de produits chimique, plus ou moins nocifs pour l’homme et son environnement (Regnault-Roger, 2005).
IV.2.5. La lutte génétique et OGM
La transgénèse est une technique consistant à introduire un ou plusieurs gènes d’une ou de plusieurs espèces dans une autre espèce. Le génie génétique permet, en effet, d’intervenir l’ADN, support de l’information héréditaire pour l’ensemble des êtres vivants (GAB IDF, 2009).
La lutte génétique consiste à sélectionner les avantages génétiques des différentes variétés pour exploiter au mieux leurs résistances intrinsèques aux bioagresseurs. La particularité des OGM est qu’elles contiennent un gène provenant d’un pool génétique inaccessible par les méthodes de croisement classique (Villemereuilet al., 2008).
IV.2.6. Lutte biopesticide
Les plantes produisent des substances actives ayant des propriétés insecticides, aseptiques ou encore régulatrices de la croissance des plantes et des insectes. Le plus souvent, ces substances actives sont des métabolites secondaires qui, à l’origine, protègent les végétaux des herbivores (Deravel et al, 2014).
L’activité biologique des huiles essentielles sur les insectes phytophages s’exerce à plusieurs niveaux et limite le renouvellement des générations. Ainsi, il a été constaté que des huiles essentielles se révèlent insecticides ou /et inhibent le cycle de reproduction. Les profils phytochimiques de ces huiles essentielles ont été établis et la bioactivité de chacun des constituants majoritaires étudiée sur différents insectes. On note une variabilité dans l’efficacité de l’huile essentielle et de ses constituants allélochimiques en fonction, non seulement du profil phytochimique de l’extrait végétal mais aussi de l’espèce entomologique considérée (Regnault-Roger, 2005).
Chapitre IV Activité phytopharmaceutique des huiles essentielles et la lutte contre les ravageurs de culture
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IV.2.7. Lutte par les plantes ou phytothérapie
L’utilisation des substances naturelles des plantes en tant que biopesticides dans la protection des graines de légumineuses permet de limiter la toxicité des insecticides d’origines chimiques, ils se présentent sous plusieurs formes : extraits aqueux (Gwinner etal.,1996 ; Aouinty et al.,2006). Extraits organiques (Regnault-Roger et al., 1993). Huiles végétales ainsi que les huiles essentielles et les poudres végétales (Kellouche., 2005).
Chapitre V Matériel et méthodes
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Le but de notre travail expérimental est l’étude de l’effet insecticide des huiles essentielles et les huiles fixes de pistachier lentisque.
V.1. Matériel
V.1.1. Matériel de laboratoire
Le matériel utilisé est constitué principalement d’un dispositif d’extraction de type Clevenger, on a utilisé également d’autre appareils : le microscope photonique à caméra, la loupe binoculaire et le CPG-SM (Chromatographie en phase gazeuse couplé à une spectrophotométrie de masse) pour l’analyse chimique.
V.1.2. Matériel végétal
La wilaya de Jijel est recouverte d’un tapis végétal très riche et diversifié, nous avons sélectionné le pistachier lentisque pour leur disponibilité locale, et leur propriété aromatique et sa culture facile.
V.1.2.1. Le pistachier lentisque
V.1.2.1.1. La classification taxonomique (Guignard et Dupont, 2004 ; Pell, 2004) Règne : plantae
Embranchement : Spermatophytes Sous-embranchement : Angiospermes Classe : Dicotylédones Vraies Supérieures Sous-classe : Rosidees
Ordre : Sapindales Famille : Anacardiaceae Genre : Pistacia
Espèce : Pistacia lentiscus
Nom vernaculaire : Derou Figure 06 : Pistacia lentiscus L.
V.1.2.1.2. Habitat et description
Arbrisseau très commun dans le Tell Algérien, les lieux boisés, le maquis, il préfère les sols siliceux, cet arbrisseau ne dépasse pas généralement 1.5 à 2m bien qu’il puisse parfois atteindre 5 à 6m de hauteur.
Ses feuilles sont persistantes paripennées, avec 4 à 10 paires de folioles oblongues, elliptiques, vertes foncées et luisantes dessus, plus pâles, mates en dessous, elles prennent en hiver une teinte pourprée.
Les fleurs sont en petits racèmes à l’aisselle des feuilles, à calice pentalobé à 5 étamines, de couleur rougeâtre (Alloum, 2007).
Chapitre V Matériel et méthodes
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Le fruit est petit et globuleux ; c’est une drupe rouge, puis noire à maturité, mûrissent en novembre, comestible, arrondie, d'environ cinq millimètres qui renferme un seul noyau à une seule graine (Ait youssef, 2006).
V.1.2.1.3. Lieu de récolte
Nous avons fait la récolte de la plante à partir des sites suivants : Texanna, Timizar (Al-Ouana) et ce pendant la période fin février et début mars.
V.1.2.1.4. Principaux constituants
Essence, tanin, acide mastique et son tronc fournit une résine appelée mastic et employée comme masticatoire (chewing-gum) (Alloum, 2007).
V.1.2.2. Le haricot
Le haricot est une plante herbacée, annuelle, qui peut prendre plusieurs types de port selon les variétés. On distingue deux grands groupes, les haricots grimpants (dits haricots à rames), et les haricots nains à port érigé et plus ramifié. Le cycle de vie est bouclé en un an : il s’agit d’une plante annuelle (Annexe).
Taxenna
JIJEL
Figure 07 : Carte de localisation géographique des stations de récolte (Google maps, 2010).
Chapitre V Matériel et méthodes
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Le haricot préfère les sols légers, profonds et sains. Les terres lourdes sont à éviter ainsi que les fonds à humidité stagnante à moins de semer sur billons. Il s’accommode aux sols légèrement acides, ayant un pH variant de 6 à 6,8 mais son développement reste correct jusqu’à pH= 4,7 (Graham, 1980).
Selon Guignard (1998). La position systématique du haricot est la suivante :
Règne : végétal.
Embranchement : Spermaphytes.
Sous embranchement : Angiospermes. Classe : Dicotylédones.
Ordre : Fabales. Famille : Fabacées. Genre : Phaseolus.
Espèce : Phaseolus vulgaris L.
Figure 08 : Le Haricot (Phaseolus vulgaris L.) en floraison et fructification
V.1.3. Matériel animal
V.1.3.1. Puceron noir Aphis fabae .
Les pucerons utilisés tout au long de l’expérience proviennent des pucerons de la fève Aphis fabae, réalisé au sein des laboratoires de la faculté SNV à l’université de Jijel. Ces insectes sont récoltés à partir des cultures de la fève, plantée dans le jardin de la maison à la ville de Jijel. Les plantes infestés par les pucerons ont été coupées (tiges et feuilles) et transportées au laboratoire dans des boites d’élevages, et la récolte doit être effectuée continuellement durant les tests pour assurer la fiabilité des résultats.
A. fabae forme des colonies sur la fève. Pendant nos expériences, nous avons choisis des individus adultes formes aptères afin de faciliter l’utilisation et le comptage.
Chapitre V Matériel et méthodes
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Figure 09 : Colonies de pucerons noirs sur la fève
Figure 10 : Les différents stades de développement d’Aphis fabae, (A: jeune larve, B: adulte, C: mature)
Classification du puceron noir Règne : Animale Embronchement : Arthropodes Classe : Insecta Ordre : Homoptère Famille : Aphidides Genre : Aphis Espèce : Aphis fabae
A B
Chapitre V Matériel et méthodes
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V.2. Méthode
V.2.1. Préparation de plante hôte
Le dispositif expérimental décrit doit être installé dans un endroit où les conditions climatiques ne sont pas trop variables, de préférence à une température de 20 à 25 C°. -Planter les graines préalablement gonflées dans l’eau.
-Semer les graines à 1cm de profondeur dans chaque pot.
-Arroser les pots régulièrement jusqu’ a la germination des graines.
- Lorsque les plantes ont atteint entre 7 et 13 cm, ils sont infectés par les pucerons noirs adultes.
Figure 11 : Infestation des plantes par le puceron noir V.2.2. Observation microscopique
Pour mieux définir la localisation des huiles végétales du plant étudié, des coupes anatomiques ont été réalisées sur les graines au laboratoire de Département d’environnement et d’Agronomie.
Chapitre V Matériel et méthodes
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Figure 12 : Fruits de pistachier lentisque V.2.2.1. Méthode d’expérimentation (Deysson ,1954)
Afin d’étudier la structure anatomique des organes végétaux (fruit), il est nécessaire d’effectuer des coupes minces et parfaitement orientées et de pratiquer différentes colorations.
On prend un fragment de végétal frais (fruit) entre la moelle de sureau et on procède à des coupes à main levée à l’aide d’une lame de rasoir, le mouvement doit être rapide. Les coupes doivent être aussi minces que possible et le plan de la coupe doit être perpendiculaire au grand axe de l’organe pour les sections transversales.
Figure 13 : Coupes de fruits
On récupère les différentes coupes dans un bécher contenant de l’eau de javel qui, au bout de 5 à 30 minutes va solubiliser et détruire les constituants cellulaires. Et il ne restera intact que la paroi.
Après cette étape on passe au rinçage à l’eau afin de bloquer la réaction acide et ceci pendant 5 minutes ; on remet ces coupes dans de l’acide acétique à 1% pendant 1 minute pour l’élimination totale de l’eau de javel et faciliter la fixation ultérieure des colorants sur les parois.
Chapitre V Matériel et méthodes
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V.2.2.2. Coloration des coupes (Deysson, 1954)
On rince une seconde fois puis on passe à la coloration au vert de méthyle pendant 5 à 10 minutes.
Figure 14 : Coloraion au vert de méthyle
Le rinçage doit être abondant puis on procède à une deuxième coloration, cette fois on utilise le rouge de Congo (rouge soudan) pendant 5 à 10 minutes.
Figure 15 : Coloration au rouge soudan
Après la sélection de meilleures coupes c.à.d. les plus fines entre lames et lamelles (fig 16). les observations seront réalisés sur le microscope photonique à caméra.
Chapitre V Matériel et méthodes
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Figure 16 : Echantillons de coupes de fruits sur lame (V : vert, R : rouge, N : noir) V.2.3. Extraction des huiles essentielles
Le matériel végétal découpé en petits morceaux est soumis à une extraction des HEs par hydrodistillation qui est réalisé à l’aide d’un appareil de type Clevenger.
Figure 1 Figure 17 : Appareil d’hydrodistilation (Clévanger)
1 2 3 4 5 6 1-Chauffe ballon 2-Ballon
3-Tube de dégagement vertical 4-Réfrigérant à eau
5-Décanteur 6-Sens de l’eau
Chapitre V Matériel et méthodes
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V.2.3.1. Protocol expérimental
L’appareil utilisé pour l’hydrodistillation est de type Clevenger, il est constitué d’un chauffe ballon, un ballon en verre de 1000 ml où l’on place 100 g de la matière végétale sèche et 500 ml d’eau distillée, l’ensemble est porté à ébullition 2 à 4h. Après la décantation du distillat, deux phases sont obtenues : l’une dite organique constituée par l’huile essentielle, d’autre aqueuse constituée par l’hydrolat aromatique ou l’eau aromatique.
Pour l’isolement des HEs de la phase organique, on ajoute l’éthanol (C2H6O) pour éliminer les traces d’eau. Les HEs obtenues sont conservées dans des tubes, puis stockées à basse température + de 4C° et à obscurité jusqu’à son utilisation. Les rendements d’extraction des HEs sont calculés par rapport à la quantité de matière sèche des échantillons de 100g.
V.2.3.2. Rendement en huile essentielle
Le rendement en HE est défini comme étant le rapport entre la masse d’huile essentielle obtenue et la masse sèche du matériel végétal à traiter (Kaid , 2004).
%
R : rendement en huiles essentielles exprimé en m 1 : masse des l’huiles essentielles en gramme m 2 : masse d’échantillon en gramme
V.2.4. Analyse chimique des huiles de pistachier lentisque par CPG-SM
L’étude analytique des huiles essentielles et fixes de P. lentisque a été réalisée par chromatographie en phase gazeuse, par injection de 0.2µl d’extrait. Le gaz vecteur utilisé est l’hélium He, la colonne utilisée est une colonne capillaire à polaire SE 30 (longueur 30m, et de 0.25 µm de diamètre intérieur, l’épaisseur de film est de 25m) couplé à un spectromètre de masse des même type. Le détecteur est de type EV.
Chapitre V Matériel et méthodes
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Les HEs et HFs sont injectées en CPG-SM dans les conditions chromatographiques suivantes :
-Température de l’injection de 250C°
-La température de four variait entre 50 et 250C° à une vitesse de 5C°/min
-Le gaz vecteur était l’hélium
-La température d’injection de 250C° et température d’interphase de 350C°
L’identification des constituants des HEs et HFs a été faite sur la base de leurs temps de rétention et de leurs spectres de masse par comparaison avec les donnée de la bibliothèque du CPG-SM.
V.2.5. Etude de l’activité insecticide des huiles V.2.5.1. Préparation des doses :
Pour les deux types d‘huiles (essentielle et fixe) et après des tests préliminaires, quatre doses d’huile ont été utilisées est préparées en diluant chaque fois dans 1 ml de solvant (éthanol) les volumes successifs de 1, 2, 4 et 8 µl de produit chaque dose était uniformément répondue (Tedonkeng et al., 2002).
V.2.5.2. Effet répulsif des huiles sur papier filtre
Placer les pucerons dans une boite de pétri et repérer avec la loupe binoculaire les pucerons adultes.
L’effet répulsif des huiles à l’égard des adultes d’A fabae a été évalué en utilisant la méthode de la zone préférentielle sur papier filtre décrite par McDonald et al. en 1970.
Ainsi, les disques de papier filtre (9cm de diamètre) utilisés à cet effet ont été coupés en deux parties égales. Quatre doses d’huile ont été préparées (1, 2, 4 et 8 µl/ml) par dilution dans l’éthanol. Ensuite; 0,5 ml de chacune des solutions ainsi préparées a été répandue uniformément sur une moitié du disque, tandis que l’autre moitié a reçu uniquement 0,5 ml d’éthanol.
Après quinze minutes, les deux moitiés des disques ont été ressoudées au moyen d’une bande adhésive. Le disque de papier filtre ainsi reconstitué a été placé dans une boîte de Pétri, les adultes de poserons de même tailles ont été répartis au centre de chaque disque à raison de 10 individus par boite.
Après deux heures, le nombre d’insectes présents sur la partie de papier filtre traitée à l’huile essentielle ou fixe (Nt) et le nombre de ceux présents sur la partie traitée uniquement à l’éthanol (Nc) ont été relevés. Le pourcentage moyen de répulsion pour l’huile a été calculé et attribué selon le classement de McDonald et al., (1970).
Chapitre V Matériel et méthodes