Revue « Nature & Technologie ». B- Sciences Agronomiques et Biologiques, n° 10/Janvier 2014. Pages 39 à 44
Etude de l’activité insecticide du champignon endophyte Cladosporium sp. isolé du Laurier rose Nerium oleander L.(Apocynaceae,Gentianales)
sur la bruche des haricots Acanthoscelides obtectus Say (Coleoptera,Bruchidae)
Laib Djameleddine
Université El hadj lakhdar, Institut des Sciences vétérinaires et sciences agronomiques, Département d’Agronomie, 05000, Batna, Algérie
Résumé
Le présent travail a pour objet l’étude de l’activité insecticide du champignon endophyte Cladosporium sp. isolé du laurier rose Nerium oleander L . (Apocynaceae ,Gentianales) vis a vis de la bruche du haricot Acanthoscelides obtectus (Coleolptera : Bruchidae)qui est le problème principal affectant l'haricot (Phaseolus vulgaris ) à la fois aux champs et au stock ,Cette activité insecticide est évaluée par la mesure d’ un paramètre : l’effet de 4 concentrations différentes du filtrat de ce champignon : 25, 50, 75 et 100% . Les résultats montrent que Cladosporium sp. est doté d’une excellente activité insecticide contre Acanthoscelides obtectus, L’effet des filtrats change selon la concentration utilisée, la concentration 100% semble la concentration la plus efficace contre les bruches avec un taux de mortalité 84% enregistré après 48 heures d’essai .
Mots clés : Nerium oleander, activité insecticide,champignon endophyte,Cladosporium sp. ,Acanthoscelides obtectus
Abstract
This study is the study of the insecticidal activity of endophytic fungi Cladosporium sp. isolated from oleander Nerium oleander. L (Apocynaceae, Gentianales) against the bean weevil Acanthoscelides obtectus (Coleolptera: Bruchidae) which is the most important problem affecting the bean (Phaseolus vulgaris) in both the fields and stock, the insecticidal activity is assessed by using one parameter
;the measure of the effect of filtrates of this fungi with four different concentrations 100%,75%,50%,25% ,the results show that Cladosporium sp. had an excellent insecticidal activity against Acanthoscelides obtectus ,the effect of filtrates varies depending on the concentration used, the concentration 100%, seems the most effective concentration against bruchids with a mortality rate recorded 84%
after 48 hours of testing
Keywords : Nerium oleander, Insecticidal activity, Endophytic fungi, Cladosporium sp., Acanthoscelides obtectus
1. Introduction
Les légumineuses représentent la principale source de protéines végétales dans de nombreux pays en voie de développement (Kellouche et Soltani, 2004).
En Algérie, elles occupent une place importante avec les céréales dans la ration alimentaire quotidienne.
Cependant, ces cultures stratégiques subissent des pertes considérables, et ce depuis les premières phases de la production ainsi qu’en phase de poste-récolte, notamment pendant le stockage (Kellouche et Soltani, 2004).
En effet, les grains de légumineuses s’altèrent rapidement s’ils sont stockés dans des conditions défavorables.
Plusieurs sont les facteurs qui sont responsables de cette altération.
Entre autres, figurent les coléoptères Bruchidae, dont les larves s’alimentent et ne se développent que dans les graines (Caswell, 1960).
Parmi ceux ci, la bruche du haricot Acanthoscelides obtectus est considérée comme cosmopolite et potentiellement ubiquiste.
Cet insecte pourrait infester sa principale plante hôte, le haricot commun (Phaseolus vulgaris) ,à la fois au
Nature & Technologie
Soumis le : 28 Août 2012
Forme révisée acceptée le : 31 Octobre 2013 Email de l'auteur correspondant :
djamel.skikda@gmail.com
champ et au niveau des lots de stockage (Regnault-Roger et Hamraoui, 1997).
Les insecticides représentent l’une des méthodes de lutte les plus utilisées contre ces ravageurs (Regnault- Roger et Hamraoui, 1997).
Cependant en raison de leurs effets secondaires indésirables sur l'environnement et la santé humaine, l'utilisation des pesticides conventionnels en ce sens a été largement critiquée ces dernières années (Lorito et al., 1994).
Afin de développer des alternatives aux méthodes chimiques, des microorganismes de diverses natures, viennent d’être étudiés et prospectés pour leurs potentialités bio-contrôleuses à l’égard des bioagresseurs des cultures (Chet et al., 1993).
Parmi ces microorganismes, les champignons endophytes sont considérés actuellement comme un des groupes biologiques les plus importants en matière de protection des plantes contre un bon nombre de ravageurs et pathogènes (Vega et al., 2009).
Dans ce contexte, la présente étude porte sur l’utilisation des filtrats d’un champignon endophyte Cladosporium sp. isolé à partir des feuilles du laurier rose (Nerium oleander L./ Apocynaceae) en tant que insecticide biologique vis-à-vis de la bruche du haricot (A.
obtectus/ Coleoptera / Bruchidae).
2. Matériels et méthodes
2.1. Matériel
Elevage en masse d’ Acanthoscelides obtectus : Le but de cet élevage est l’obtention des adultes d’Acanthoscelides obtectus utiles pour réaliser notre expérience (étude de l’effet de Paecilomyces.sp sur cet insecte). L’élevage de masse de la bruche A.obtectus a été réalisé dans des bocaux en verre de 15,5 cm de hauteur et 8 cm de diamètre, sur des grains de haricot Phaseolus vulgaris (jamais traités par les insecticides) avec un poids de 500 g dans chaque bocal . Les bocaux sont maintenus à l’obscurité dans une étuve réglée à une température de 27°C et une humidité relative de 75%. La souche d’origine des bruches provient d’un entrepôt de stockage de la région de Jijel. Pour accélérer l’élevage de masse nous avons utilisé des couples d’insectes, sans détermination du nombre, et des grains de haricot préalablement contaminés (Bouchikhi, 2006).
Plante source prospectée :
Des feuilles âgées et fraiches, du N. oleander sont collectées à partir d’une plante saine dans la région d’Elhadaiek à Skikda en Janvier 2012. Les plantes échantillonnées sont issues d’une végétation naturelle.
Méthodes :
Après la collecte du matériel végétal ,les feuilles ont été séchées au laboratoire pendant une période de 24 H .La stérilisation superficielle :
L’objectif de cette étape est l’élimination des hyphes et des spores des champignons épiphytes. La procédure générale de réalisation de la stérilisation superficielle est décrite par (Petrini et al.,1992). Le matériel végétal est d’abord mis dans l’éthanol 70%. Il est par la suite stérilisé par l’hypochlorite de sodium NAOCL 11% aqueux, pendant 1 à 5 minutes, puis par l’éthanol 70% pendant 2 secondes. Le matériel végétal est rincé ensuite avec l’eau distillée stérilisée.
Isolement des champignons endophytes du N. oleander L.:
La procédure d’isolement des champignons endophytes du N. oleander a été décrite par ( Huang et al.
, 2007). Elle se résume comme suit :
Un total de 20 feuilles du Nerium oleander a été d'abord lavé à l'eau distillée stérilisée, les feuilles ont été coupées en segments (5 x 5 mm). Ces échantillons (segments coupés) sont ensemencés sur un milieu de culture PDA (potato dextrose agar).
Figure 1. Les fragments foliaires de N. oleander fixés sur PDA Obtention des cultures fongiques pures :
La purification des souches est effectuée par prélèvement d’un hyphe terminal et par son réensemencement dans un milieu de culture neuf. La souche est ensemencée au centre de la boite de pétri (Guiraud, 1998). Après l’ensemencement des champignons les souches sont incubées à25°C pendant 3 à 6 jours.
Figure 2.Colonie de Cladosporium sp
Culture en masse (fermentation submergée) et filtration : Nous avons utilisé comme substrat nutritif, le milieu de Wickerham(Hassan,2007). Le pH est compris entre 7.2 et 7.4. Pour la fermentation submergée des cultures, la culture des endophytes est effectuée dans des Erlenmeyers stérilisés de 200 ml fermés par un coton cardé pour éviter la contamination. Les cultures sont, par la suite, placées à l'obscurité dans une étuve (25°C). Elles sont soumises chaque jour à des agitations intermittentes pour une durée d'une heure (1 h), afin d'homogénéiser le milieu et la biomasse fongique. Dès l’obtention d’une biomasse fongique importante (après 7 à 15 jours), les cultures sont récupérées puis filtrées en série. Les filtrats des cultures fongiques sont préparés selon la méthode de Stekoll et West, (1978): La culture fongique homogénéisée est récupérée puis filtrée à travers un papier filtre stérile pour éliminer les résidus mycéliens et éviter la contamination par les spores.
Les traitements effectués :
Organismes cibles : Des essais de traitement ont été effectués sur Acanthoscelides obtectus
Dispositif expérimental : Le dispositif expérimental adapté pour ce travail est basé sur-la technique dite VCE Ventilated Bioassay Chamber) (Navon et Ascher, 2000).
Figure 3.unité VCE
Figure 4.Le dispositif expérimental
Le traitement est réalisé par pulvérisation directe des insectes placés dans des boites de pétri, à raison de 5 par boite. Le filtrat du champignon endophyte Cladosporium sp. est dilué de manière à obtenir des préparations ayant les concentrations suivantes : 100%, 75%, 50% et 25%.
5 répétitions sont effectuées pour chaque concentration du filtrat. Une seule répétition traitée à l'eau distillée est réalisée. Elle est considérée comme témoin.
Le taux de mortalité (%) est déterminé pour chaque traitement après 2, 12, 24 et 48 heures après la pulvérisation.
Calcul du taux de mortalité observé : Le calcul du taux de mortalité tient compte de la formule de la mortalité corrigée d’Abbott :
Pc = 100 × [(Po − Pt)/ (100 −Pt)]
Où Pc = mortalité corrigée en pourcentage ; Po = mortalité observée après pulvérisation Pt = mortalité observée dans le témoin Paramètres étudiés :
Nous avons choisi essentiellement 1 seul paramètre : L’effet des différentes concentrations (100%, 75%, 50%, et 25%) du filtrat sur la mortalité d’Acanthoscelides
obtectus à l'échelle chronologique (Après 2 h ,12h, 24 h et 48h du traitement).
Analyse des données : Pour cette étude l’analyse de la variance (Anova) et le test de Newman et Keuls sont effectués pour révéler les différences et les liens entre le type de filtrat et le gradient de concentration. Toutes les analyses statistiques ont été réalisées par l’utilisation du logiciel xlstat 2009 de Microsoft Office.
3. Résultats
L’analyse de la variance (Anova) et le test de Newman et Keuls ont révélé une différence significative entre la concentration 100% du filtrat
de Cladosporium et les deux concentrations 50% et 25% de ce même filtrat (F=0,0003 , ddl=7 ,NS).
En revanche, aucune différence significative n’a été détectée entre les concentrations 100 et 75% ,75 et50 % ,75 et 25%, 50 et 25 % du filtrat de Cladosporium sp
À partir des résultats obtenus, nous avons constaté que le filtrat de Cladosporium sp.est doté d’une excellente activité insecticide contre Acanthoscelides obtectus
L’effet du filtrat change selon la concentration utilisée, la concentration 100% semble la concentration la plus efficace contre les bruches avec un taux de mortalité de 84% enregistré après 48 heures d’essai.
Figure 5.Mortalité enregistrée chez des insectes traités avec des concentrations différentes du filtrat de Cladosporium sp
4. Discussions
L’intérêt de ce travail est de rechercher un biopesticide à l’état brut (sous forme de filtrat) à base du champignon endophyte Cladosporium sp. isolé du laurier rose Nerium oleander L .(Apocynaceae ,Gentianales) . Nous avons, en effet, pu évaluer l’activité insecticide de filtrats présentant des concentrations croissantes de Cladosporium sp.
Un taux de mortalité de 84% a été enregistré 48 heures après la pulvérisation de la préparation à 100% de Cladosporium sp.. Ceci laisse suggérer que ce champignon pourrait être utilisé en matière de lutte biologique contre Acanthoscelides obtectus.
L'utilisation des filtrats fongiques en matière de lutte contre les insectes a été proposée par de nombreux autres auteurs (eg. SHUKLA et al., 1977). La toxicité des filtrats
fongiques vis-à-vis des insectes ravageurs a été démontrée auparavant (Fattah et Webster, 1989). La mortalité est peut être due aux composés bioactifs secrétés par ces champignons (Raviraja et al .,2006)et dont la production et la qualité dépendent des conditions naturelles de l'association ainsi qu'à la nature du milieu synthétique utilisé (Shinyar et al ., 2008) .
Parmi ces composées les alcaloïdes toxiques, antibiotiques, polyphénoles, enzymes lytiques, analogues et régulateurs de croissance (Cheplick et Faeth ,2009).
Comparativement à cette étude, plusieurs travaux ont porté sur l'utilisation dès filtrats fongiques en matière de lutte contre les insectes (Shukla et al., 1977).
Plusieurs filtrats de champignons dont Coelomyces sp, Metarhizium sp, et Lagenidium sp ont été utilisés pour lutter contre les asticots de moustiques et se sont avérés intéressants dans un éventuel programme de lutte contre les Culicidés (Belloncik et Parent,1976).
L'application des filtrats fongiques complexes, à base de Verticillium chlamydosporhmi, Paecilomyces lilacimis, et Talaromyces flavus à différentes concentrations(25%, 50%, 75%, 100%) vis-à-vis des larves de Meloidogyne javanica a provoqué un taux de mortalité larvaire proportionnel avec les concentrations (Zaki, 1999).
Zaki (1994) a démontré que l'efficacité maximale (80,4
%) du filtrat de Paecilomyces Iilacimis sur la viabilité des œufs de Meloidogyne javanica correspond forcement à la concentration optimale de 80 %.
Une étude menée par (Rezende et al ., 2009) contre Alphitobius Diaperinus (Coleoptera: Tenebrionidae) par l’utilisation d’un filtrat de Cladosporium sp a donné comme résultat 95% de mortalité pour les larves et 100%
pour les Adultes de cet insecte.
5. Conclusion
Les filtrats du champignon endophyte Cladosporium sp.
isolé du laurier rose Nerium oleander L .(Apocynaceae ,Gentianales) sont dotés d’une bonne activité insecticide contre Acanthoscelides obtectus .
Il est recommandé dans les futures études de réaliser des travaux plus approfondis qui auront pour objectif de réaliser davantage d'études sur la mycoflore endophyte dans laurier rose, mais également diversifier les parties du végétal à investiguer (écorce, bois, racines, fruits), cibler d'autres organismes ravageurs afin d'évaluer le spectre d'action des filtrats et caractériser la nature chimique des substances impliquées dans cette activité insecticide.
Références
[1]Belloncick,S. ;Parent,N.1976.Toxicité du champignon entomopathogène Cordyceps militaris pour des larves de Culicides, Entomophaga,21 : 343-347
[2]Bouchikhi,T.N. 2006.Bioefficacité de la substance des feuilles de deux variétés de haricot Phaseolus vulgaris sur les différents états et stades de développement de la bruche du haricot Acanthoscelides obtectus, (Coleoptera, Bruchidae)
[3] Caswell,G.H. 1960.The infestation of cowpeas in the Western region of Nigeria,Tropical Sciences: 154-158.
[4] CHEPLICK, G. P ; FAETH, S. H. 2009. Ecology and evolution of the grass endophyte symbiosis, Oxford university press: 252
[5] Chet,I.; Barak,Z. 1993.AOppenheim Genetic engineering of microorganisms for improved biocontrol activity: 211-235.
[6] Fattah,F.A.; Webster J.M. 1989.Ultrastructural modifications of meloidogyne javanica induced giant cells caused by fungalculture filtrates, Nematology, 12 :197-210
[7] Guiraud, J. 1998.Ed.Dunod, Microbiologie alimentaire :7-8 et 321-333.
[8] HASSAN ,A. E. H. A. 2007.Novel natural products from endophytic fungi of Egyptian medicinal plants chemical and biological characterization, These doctorat, Egypte:283
[9] Huang, W.Y.; Cai, Y.Z. ; Xing J.; Corke, H .; Sun ,M .2007.A potential antioxidant resource: endophytic fungi isolated from traditional Chinese medicinal plants, Econ Bot (in press)
[10] Kellouche ,A. ; Soltani ,N. 2004. Activité biologique des poudres de cinq plantes et de l’huile essentielle d’une d’entre elles sur Callosobruchus maculatus, International Journal of Tropical Insect Science, 24:184–191.
[11] Lorito ,M.; Hayes C.K.; Di Pietro ,A.; Woo,S.L.;
Harman G.E.1994.Purification characterization and synergistic activity of a glucan 1,3-f3-glucosidase and an N-acetyl-13-glucoaminidase from Trichoderma harzianum, Phytopathology ,84:398
[12] Harman ,G.E. 1994. Purification characterization and synergistic activity of a glucan 1,3-f3-glucosidase and an N-acetyl-13-glucoaminidase from Trichoderma harzianum, Phytopathology ,84:398
[13] Navon,A.; Ascher, K.R.S. 2000.Bioassays of entomopathogenic microbes and nematodes ,Cabi publishing :337
[14] Petrini,O.; Sieber ,T.N.; Toti ,L.; Viret, O.1992.metabolite production and substrate utilization in endophytic fungi Natural Toxins,Ecology,1:185–196 [15] Raviraja ,N. S.; MARIA, G. L. ; SRIDHAR, K. R.
2006. Antimicrobial evaluation of endophytic fungi inhabiting medicinal plants of the Western Ghats of India,Engeniering Life Sciences,6:515-520
[16] Regnault roger, C. ; Hamraoui A. 1997. Ed Acta bot Gallica, Lutte contre les insectes phytophages par les plantes aromatiques et leurs molécules allélochimiques :401-412
[17] Rezende, S.R.F. ; Curvello,F.A.; Fraga,M.E. ; Reis, R.C.S. ; Castilho, A.M.C .; Agostinho T.S.P.2009.Control of the Alphitobius Diaperinus(Panzer)(Coleoptera: Tenebrionidae) with Entomopathogenic Fungi ,Brazilian Journal of Poultry Science, 11 :121-127
[18] Shinyar ,A.; Kushidaa ,T.; Kuramochie, K.
2008.Effects of fungal culture filtrates of Verticiltium lecanii ,Lecanicillium spp. hybrid strains on Heterodera glycines eggs and juveniles,Journal of Invertebrate Pathology, 97 :291-297
[19] SHUKLA ,A. N. ; AROBA , D. K; EDWIVEDI ,R. S.
1977. Effect of microbial culture filtrates on the growth of Shorea robusta Gaerten leaf litter fungi,Soil Biol, 9:217-219
[20] Stekoll, M.; West, C.A. 1978.Purification and properties of an Elicitor of Castor Bean Phytoalexin
from culture filtrates of the fungus Rhizopus stolonifer, PLANT Physiology 61:38-45
[21]Vega, F.E.; Goettel,M.S.; Blackwell, M.; Chandler, D.;
Jackson, M.A; Keller, S.; Koike, M. 2009. Fungal entomopathogens new insights on their ecology, Fungal Ecology, 2: 149-159.
[22] ZAKI ,F.A.1994.Effect of culture filtrates of Paecilomyces lilacinus on Meloidogyne javanica, nematology Mediterranean,22:41-43
[23] ZAKI M.J.1999.Effect of fungal culture filtrates on mortality and hatching of Meloidogyne javanica, Pakistan Journal of Biological Sciences,2: 161-163
