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Phéromone sexuelle de <em>Chilo zacconius Blesz</em>., foreur du riz en Afrique (Lepidoptere, <em>Pyralidae</em>)

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Phéromone sexuelle de Chilo zacconius Blesz., foreur du riz en Afrique (Lepidoptere, Pyralidae)

Pierre Zagatti, Georges Assiri Bosson, Jean Brenière, Charles Descoins, Martine Gallois

To cite this version:

Pierre Zagatti, Georges Assiri Bosson, Jean Brenière, Charles Descoins, Martine Gallois. Phéromone sexuelle de Chilo zacconius Blesz., foreur du riz en Afrique (Lepidoptere, Pyralidae). Comptes rendus de l’Académie des sciences. Série III, Sciences de la vie, Elsevier, 1983, 296, pp.85-88. �hal-02725847�

(2)

Source gallica.bnf.fr / Bibliothèque nationale de France

[Comptes rendus des séances de l'Académie des sciences.

Série 3, Sciences de la vie]

(3)

Académie des sciences (France). [Comptes rendus des séances de l'Académie des sciences. Série 3, Sciences de la vie]. 1981-1983.

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(4)

C. R. Acad. Sc. Paris, t. 296 (10 janvier 1983) Série III 85

PHYSIOLOGIE DES INVERTEBRES.

Phéromone sexuelle de Chilo zacconius Blesz., foreur du Riz en Afrique (Lépidoptère, Pyralidae). Note (*) de Pierre Zagatti, Georges Assiri Bosson, Jean Etienne, Jean Brenière, Charles Descoins et Martine Gallois, présentée par Constantin Vago.

Deux composés ont été identifiés par chromatographie en phase gazeuse et spectrométriede masse dans la sécrétion phéromonale émise par les femelles vierges de Chilo zacconius Blesz. Il s'agit de l'hexadécanol (C16OH

:

24 %) et de l'hexadécène-11-Z ol-l (ZuC16OH

:

76 %). Le mélange de ces deux composés n'étant pas attractif pour les mâles, il a été nécessaire d'y ajouter l'octadécène-13-Zol-l (Z13C18OH) pour disposer d'une formulation efficace tant au laboratoire (olfactométrie)que sur le terrain (piégeage sexuel). Le Z13C18OH, identifié dans la phéromone de Chilo sacchariphagus, n'a pas encore pu être isolé dans la sécrétion des femelles de C zacconius.

PHYSIOLOGY OF INVERTEBRATES. - Sex Phéromone of an African Rice Borer Moth: Chilo zacconius Blesz. (Lepidoptera,Pyralidae).

Two compoundshave been identified by gas chromatography and mass spectrometry in the sex phéromone blend produced by virgin females of Chilo zacconius Blesz.

:

hexadecanol (C16OH : 24%) and Z-ll hexadecenol (Z1

1

C16OH

:

76 %). Behavioral studies (olfactométrie tests) andpreliminary field tests in Africa have shown that thèse two compounds are not attractive for the males. Addition of Z-13 octadecenol (Z13C18OH), previously isolated from another species: Chilo sacchariphagus, increases significantly responses of the males, although this compound has not yet been identified from the sécrétion of the C. zacconius females.

L'étude de la communication chimique par phéromones sexuelles s'avère particulièrement instructive quand on aborde des genres d'Insectes très riches en espèces car après comparaison des différents mélanges phéromonaux,on s'aperçoit que les espèces du même genre utilisent soit les mêmes composés, soit des composés très voisins. On peut alors établir une véritable chimiotaxonomie et on en vient souvent à s'interroger sur les mécanismes d'isolement spécifique lors du rapprochement des sexes.

Ceci est le cas pour le genre Chilo au sein duquel nous avons étudié Chilo zacconius Blesz., pyrale qui, associée à l'espèce voisine Chilo diffusilineus (De Joannis), constitue le

foreur des tiges le plus largement répandu en Afrique [1].

Les phéromones sexuelles de trois espèces appartenant au genre Chilo ont déjà été

identifiées

:

C. suppressalis Wlk. [2].

Hexadécène-11-Z al (Z11C16ald) = 83 % et octadécène-13-Z al(Z13C18ald)= 17 %.

C. partellus Swinh. [3].

Hexadécène-11-Z al (Z11C16ald) = 87,5 % et héxadécène-11-Z ol-l (Z11Cl6OH)=12,5 %.

C. sacchariphagus Bojer [4].

Acétoxy-1 octadécène-13-Z (Z13C18OAc) = 87,5 % et octadécène-13-Z ol-l

(Z13C18OH) = 12,5%.

Les chenillesde C. zacconiusutilisées dans cette étude sont élevées sur milieu artificiel [5]

à 25°C et 75 % d'humidité relative, sous une photopériode de 18 h de jour pour 6 h de nuit.

Les sexes sont séparés au stade nymphal et les chrysalides sont alors placées sous photopériode de jour long (16 h de jour, 8 h de nuit).

L'observation du comportement des femelles vierges a révélé que l'appel sexuel débutait

2 h avant le début de la photophase. Une femelle en posture d'appel est alors reconnaissable à ses ailes écartées et à son abdomen recourbé vers le haut avec la glande à phéromone dévaginée.

En prélevant ces glandes pendant la période d'appel sur 219 femelles vierges âgées de

2 jours, un extrait a été obtenu par macération pendant 48 h dans l'hexane à

30°C.

L'extrait est ensuite filtré sur laine de verre et concentré à 100 µl sous flux d'azote.

(5)

86

Série III C. R. Acad. Sc. Paris, t. 296 (10 janvier 1983) L'analyse par chromatographie en phase gazeuse (GC) de cet extrait (colonne polaire

:

55 m WCot, 0.5 mm i.d., Cwax 20 M et colonne apolaire

:

40 m WCot, 0,4 mm i. d., SE 52) montre la présence de deux composés ayant respectivement le temps de rétention

de l'hexadécanol (C,6OH

:

24 %) et de l'héxadécène-11-Z ol-l (Z11C16OH

:

76 %).

La spectrométrie de masse, couplée à la chromatographie en phase gazeuse (GC-MS) [6]

a permis de confirmer ces structures (colonne 25 m WCot, 0,3 mm i. d., Cwax 20 M;

spectromètre Ribermag R-10-10). En ionisation chimique avec l'ammoniac, on retrouve

les ions M+ 1=243 et M+18 = 260, dérivant de l'ion moléculaire 242 du C16OH; et M +

1

=241 et M +18 = 258, dérivant de l'ion moléculaire 240 d'un monoène C16OH. En impact électronique (70 eV), on observe les ions M-18 = 224; M/e=lll; 97; 83; 69; 55;

41 pour le C,„OH et M-18 = 222; M/e=110; 96; 82; 67; 55; 41 pour le monoène C16OH.

Cette analyse en spectrométrie de masse n'a pas révélé la présence de composés à

18 atomes de carbone comme ceux identifiés dans C. suppressalis ou C. sacchariphagus.

Par rinçage de quatre extrémités abdominales de femelles dans 5

u.1

d'hexane pendant

10 s [7], on obtient un chromatogramme identique, mais avec des pourcentages différents

Une série de composés en C16 et Cl8, alcools, acétates et aldéhydes, a été éprouvée par électroantennographie(EAG) sur l'antenne des mâles [8], à la dose de

1

µg pendant 0,5 s (trois répétitions par composé). Dans ces conditions, deux composés provoquent des réponses significativement supérieures aux autres

:

le Z11C16OH, produit majoritaire de la sécrétion, et l'aldéhydecorrespondant Z11C16ald.

Réponses des mâles de C. zacconius observées en olfactomètre avec des extraits naturels et divers produits de synthèse. [Dans chaque colonne, les histogrammessurmontésde la même lettre ne sont pas significativement différents à P<0,05 (x2)]. (1) = fraction F2; (2) = fractions F2 + F3; (3) = fractions F1 + F2 + F3; (4) = extrait naturel (5 µl); (5) = extrait naturel (5 µl) +2,5 ng de

Z11C16

ald; (6) = C160H + Z11C160H (2 ng+

18

ng);

(7) = C160H + Z11C160H

+ Z13C16OH

(2 ng+18 ng). VB = vibrations brèves (5 s) des ailes; VS = vibrations soutenuesdes ailes; 0 = orientation vers la source d'effluves; A = tentativesd'accouplements homosexuels.

Responses of the males of C. zacconius to synthetic attractants in olfactometer (in each column, histograms with the same letter are not significantly différent at P<0.05 (x2)/- (I) =fraction F2; (2)= fractions F2 + F3;

(3 /-fractions F1 + F2 + F3; (4) =natural extract (5 µl); (5) = natural extract (5 µl)+2.5 ng

Z11C16

ald;

(6) = C160H +

Z11C16,OH

(2 ng+18 ng); (7) = C16OH + Z11C16OH+Z13C18OH(2 ng+18 ng +

5

ng).

VB = wing

fanning less than 5 s VS = sustained wing fanning; 0 = orientation towards the source;

A

= copulation attempts with other males.

(6)

C. R. Acad. Sc. Paris, t. 296 (10 janvier 1983) Série III — 87

Les études comportementalesont été réalisées dans un olfactomètre sans choix (tube de verre horizontal de 65 cm de long et 3,5 cm de diamètre, parcouru par un courant d'air

de 1,5

1

par minute) [9] sur des mâles naïfs (isolés des femelles dès le stade nymphal) âgés de 2 jours. Ces tests (effectués 2 h avant la photophase) ont consisté à comparer l'activité des produits de synthèse avec celle de l'extrait naturel de glandes à phéromone. Un extrait témoin a été réalisé en faisant macérer 14 glandes dans

1

ml d'hexane; après filtration, une quantificationpar GC a montré que 5 ul de cet extrait contenaient 700 pg de phéromone (soit environ 600 pg de Z11C16OH et 100 pg de Cl6OH).

TABLEAU

Piégeage des mâles de C. zacconius avec divers attractifs de synthèse.

Catches of male C. zacconius with synthetic sex attractants

.

Total des captures

Z11C16OH C16OH Z13C18OH Z11C16ald de mâles

Formulations (µg) (µg) (µg) (µg) de C. zacconius

A

B

(100 (80 %) 4000 5000 %) (20 %) 1000 ...

- - 113

C

3

500 1000 500

- 281

(70 %) (20 %) (10 %)

D

3

500 1000 500 500 20

(64%) (18%) (9%) (9%)

D'autre part, par GC micropréparative (colonne 2 m inox 1/8", 5 % SE sur GCQ,

180°C), nous avons séparé l'extrait précédent de 219 femelles en trois fractions qui ont été

éprouvées sur le comportement des mâles (FI =0—18'; F2=18' —24'; F3 = 24' —40').

Dans ces conditions, les Z11C16OH et C16OH sont dans la fraction F2.

La figure résume les tests olfactométriques effectués avec les extraits naturels et les produits de synthèse.

5 ul de l'extrait naturel (14 femelles) provoquent des séquences comportementales complètes sur les mâles; on observe alors des vibrations soutenues des ailes (VS) pendant plus de

1

mn (toujours associées à un écartement des valves génitales); des orientations

vers la source d'effluves (0) et enfin des tentatives d'accouplements homosexuels (A). La fraction F2 ne provoque que des vibrations d'ailes brèves (VB = moins de 5 s) et sans

orientation; par contre le mélange F2 + F3 reproduit l'effet de l'extrait total. Avec des

produits de synthèse, le mélange Z11C16OH+C160H se comporte comme la fraction F2 seule; pour obtenir une séquence comportementale complète, il faut utiliser un mélange comprenant 72 % de Z11C16OH, 8 % de Cl6OH et 20 % de Z13C18OH, bien que ce dernier composé (connu dans la sécrétion de C. sacchariphagus) n'ait pas encore pu être isolé chez les femelles de C. zacconius (par son temps de rétention (30') le Z13C18OH se trouverait dans la fraction F3). Par contre le Z11C16ald, ajouté à l'extrait naturel, inhibe fortement

les réponses des mâles.

A la suite de ces résultats, quatre formulations d'attractifs de synthèse ont été essayées

en riziculture à Ziguinchor (Sénégal) en août-septembre 1981 (tableau). Les pièges sexuels

(du type I.N.R.A. à fond englué amovible) sont déposés sur des potences au-dessus de la

culture et relevés chaque semaine; les diffuseurs sont des capsules de caoutchouc

imprégnées d'une solution de phéromone de synthèse dans l'hexane.

(7)

88 — Série III C. R. Acad. Sc. Paris, t. 296 (10 janvier 1983) Les résultats du piégeage confirment ceux des tests olfactométriques, à savoir que le Z13C18OH est indispensable pour un piégeage efficace des mâles et que le Z11C16ald est fortement inhibiteur (il est possible que ce composé agisse comme facteur d'isolement chimique avec d'autres espèces sympatriques). L'attractif C se montre de plus très sélectif vis-à-vis de l'espèce voisine C. diffusilineus, puisque seulement deux captures de mâles de cette espèce ont été enregistrées durant les 2 mois de piégeage [10].

En comparant les sécrétions des quatre espèces de Chilo étudiées, on s'aperçoit que toutes ont développé des mécanismes d'isolement chimique en utilisant simplement deux squelettes carbonés (en C16 et C18) et trois fonctions (alcool, aldéhyde et acétate). On assiste donc à une étroite spécialisation de ces Crambinae vers une petite série de composés et il sera intéressant de poursuivre l'étude au sein du genre pour voir jusqu'à quel point

la spécificité de la communication sexuelle demeure de nature purement chimique ou

nécessite des adaptations comportementales ou phénologiques (des postures d'acceptation différentes ou des décalages de rythmes d'activité peuvent également conduire à un isolement spécifique entre deux espèces sympatriques utilisant la même phéromone).

(*) Remise le 29 novembre 1982.

[1]

J.

BRENIERE.

Ann. Zool.-Ecol. anim.,

3, 1971

p. 287-296.

[2] B.

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[3] B.

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J. Chem. Ecol.,

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[4] B.

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J. Chem. Ecol., 6, 1980, p. 385-394.

[5]

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et M.

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Agron. Trop., 33, 1978, p. 337-343.

[6]

Analyses réalisées grâce à la courtoisie de la Société Rhône-Poulenc.

[7] L.

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J. A.

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et K. W.

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J. Econ. Entomoi, 66, 1973, p. 1220-1222.

[8]

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Thèse de 3° cycle. Université Paris-VI, 1979.

[9] B. LALANNE-CASSOU,

Thèse de

3e

cycle, Université Paris-VI,

1977.

[10]

Insectes déterminés par D. Bordât (I.R.A.T.-Montpellier).

P. Z., G. B., C. D. et M. G.

:

I.N.R.A.-C.N.R.S., domaine de Brouëssy, Magny-les-Hameaux, 78470 Saint-Rémy-lès-Chevreuse;

J. E.

;

I.S.R.A.-Djibélor, B.P. n° 34, Ziguinchor, Républiquedu Sénégal;

J.

B. :

I.R.A.T.-Dèfense des Cultures, B.P. n° 5035, 34032 Montpellier Cedex.

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