M I C R O F I C H É S

RÉSISTANCE DU MANIOC À LA COCHENILLE FARINEUSE

PHENACOCCUS MNIHOTI (HOMOPT,ERA : PSEUDOCOCCIDAE) :

RôLE DE QUELQUES COMPOSÉS CHIMIQUES FOLIAIRES

No d'ordre : 991

présentée devant

L'UNIVERSITE DE RENNES I

U.F.R. Sciences de la Vie e t de l'Environnement

pour obtenir le titre de

DOCTEUR DE L'UNIVERSITE DE R;ENNES I

Mention : Sciences Biologiques

Résistance du manioc à la cochenille farineuse Phenacoccus manihoti

(Hornoptera : Pseudococcidae) : rôle de quelques composés chimiques foliaires

soutenue le 16 Juin 1993 devant la Commission d'Examen

J.P. NENON

J.P. ANGER G. FABRES L. GIRRE J.P. DI PIETRO

B. LE RU

Professeur, Université de Rennes I

Professeur, Université de Rennes I Directeur de recherches, ORSTOhl Montpellier Professeur, Université de Rennes I Maître de Conférences, ENSAR Rennes Chercheur, ORSTOM,

Président

Examinateurs

Editions de I'ORSTQM L'INSTITUT FRANSAIS DE RECHERCHE SCIENTIFIQUE

POUR LE D~VELOPPEMENT EN COOPÉRATION

ircrogefités PARIS 1994

ISBN : 2-7099-1 184-1

O ORSTOM

<<La loi du 11 mars 1957 n'autorisant, aux termes des alinéas 2 << et 3 de l'article 41, d'une part, que les <<copies ou reproductions << strictement réservées à l'usage privé du copiste et non des- << tinées à une utilisation collective,> et, d'autre part, que les << analyses et les courtes citations dans un but d'exemple et << d'illustration, <<toute représentation ou reproduction intégrale, << ou partielle, faite sans le consentement de l'auteur ou de ses G ayants droit ou ayants cause, est illiciten (alinéa1 er de l'article 40).

Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé (( que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par <( les articles 425 et suivants du Code pénal.,,

A mon fils, Ottman Aéman

A ma fiancée Nassi

A mes parents

A tous mes Feres et soeurs

A toute ma famille

A tous mes a m i s

Je vous dédie cette thèse

REMERCIEMENTS

En avant-propos d'un tel travail, il est de coutume de remercier tous ceux qui de près ou de loin ont contribué à sa réalisation. Il est souvent difficile de les énumérer tous sans en oublier certains ; que ceux qui n'ont pas été cités se sentent concernés. L'accueil, les conseils ou l'amitié des uns et des autres m'ont été précieux et indispensables pour la réalisation cette thèse.

Je voudrais leur témoigner ma reconnaissance et les prie d'accepter de mes remerciements pour leur contribution à 1' élaboration de cet ouvrage.

Je remercie les responsables de I'ORSTOM et en particulier Mr G. FABRES, Directeur de Recherche aui ont financé entièrement mes recherches. Malsé ses multiples occupations h4.r FABRES a suatrouver le temps d'être rapporteur et égalerne; de de se dkplacer pour donner son avis sur le manuscrit et l'exposé oral de ce dernier. Qu'il soit assuré de ma profonde reconnaissance.

Je remercie le Dr B. LE RÜ pour l'encadrement de mes recherches, sa disponibilité quasi permanente dans la mise en oeuvre de ce travail. Mon rapprochement avec sa famille m'a permi de ne pas me sentir isolé dans cet immense pays, la France. Que toute la famille trouve ici l'expression de ma reconnaissance.

Je remercie Mr le Professeur J.P. NENON pour m' avoir accordé 1' inscription dans son université et accueilli dans son laboratoire.

J'exprime ma reconnaissance à 1'égard de Mme RAULT pour son aide précieuse dans la dactylographie et la mise en forme de cette thèse.

Je remercie le Dr S. DOSSOU-GBETE pour son aide dans les traitements statistiques des résultats malgré ses multiples occupations académiques et de consultant.

Je remercie tous les membres du jury pour avoir accepté de juger ce travail en y apportant leur contribution par des critiques et suggestions. Que le Dr J.P. DI PIETRO de 1' Ecole Nationale Superieur d'Agronomie de Rennes, Mrs les Pr J.P. ANGER et L. GIRE de 1'Ecole de pharmacie de Rennes trouvent ici l'expression de ma vive reconnaissance.

Le Dr SCHULTHES de I'IITA Cotonou n'a pu être membre de ce Jury en raison des difficultés de déplacement. Son accord à donner son avis sur le manuscrit n'a pu aboutir. Je lui témoigne ma reconnaissance. Qu'il soit assuré de mon grand regret.

Je remercie F. OBE, O. AGOSSOU et A. KIAKOUAMA pour leur collaboration technique

Mes remerciements à tous les collègues du Laboratoire d Entomologie A-gicole de Brazzaville, du Laboratoire d'Entomologie Fondamentale et Appliquée de Rennes et du Laboratoire de Biologie Appliquée ENSA-INRA de Villeurbanne-Lyon pour l'ambiance très chaleureuse qui a regné au cours de mes différents sejours ; en particulier : P. CALATAYUD, O. BONATO, P. LEGALL, L. MATOKOT, A. KIYIhDOU, S. MAPANGOU, G. BANI, S. RENARD, F. HERBRECHT, J. VAN BAAREN et L. KRESPI.

SOMMAIRE

INTRODUCTION GENERALE ..................................................................... 1

I . MILIEU D’ETUDE ET MATERIEL ................................................................ 6 I .1 . Milieu d’étude ..................................................................................... 6 I - 1.1. Le climat ............................................................................................. 6 I . 1.2. La végétation ........................................................................................ 6 I- 1.3. Le sol ........................................................................................................... 6 I .2 . Matériel végétal ................................................................................... 7 I . 2.1. Le Manioc ........................................................................................... 7 I . 2.1 . 1. Systématique ..................................................................................... 7 I . 2.1.2. Multiplication et techniques de culture ......................................................... 7 I . 2.1.2.1. Techniques de culture au Congo ............................................................. 7 I . 2.1.3. Croissance et vegetatlon ......................................................................... 7 I . 2.1.4. Nutrition minérale et fertilisation .............................................................. -8 1 . 2.1.5. Composition biochimique .................................................................... 10 I . 2.2. Les plantes-hôtes de substitution ............................................................... 10 I . 2.2.1. Le Poinsettia .................................................................................... 10 I . 2.2.2. Le Talinum ...................................................................................... 10 I .3 . .Matériel animal .................................................................................. 12 I . 3.1. Systématique ...................................................................................... 12 I . 3.2. Morphologie ...................................................................................... 12 I . 3.3. Biologie de la reproduction ...................................................................... 12 I . 3.4. Physiologie et nutrition .......................................................................... 12 I . 3.5. Dynamique des populations au Congo ......................................................... 14

. . .

II . RECHERCHE DE VAIUETES RESISTANTES ET MISE EN EVIDENCE DE DIFFERENTES CATEGORIES DE RESISTANCES ....................................... 16

II . 1 . Introduction ................................................................... 16 II . 2 . Etude de l’antibiose et de l’antixénose ..................................... 17 II . 2- 1 . Criblage au champ ................................................................................ 17 II . 2.1.1. Matériel et méthode détude .................................................................. 17 II . 2.1.2. Résultats et dicussion ......................................................................... 18 II . 2.2. Etude expérimentale au laboratoire ............................................................ 20 II . 2.2.1. Introduction .................................................................................... 20

II . 2.2.2. Matériel et méthode ........................................................................... 20 II . 2.2.2.1. Matériel végétal ............................................................................. 20 II . 2.2.2.2. Matériel animal .............................................................................. 20 II . 2.2.2.3. Obtention des plants expérimentaux et conditions d'étude ............................. 21 II - 2.2.2.4. Etude de la biologie de développement ................................................... 21 II - 2.2.2.5. Etude de la biologie de la reproduction ................................................... 21 II - 2.2.2.6. Estimation de la taille et du poids ......................................................... 22 II - 2.2.2.7. Méthode d'analyse des résultats .......................................................... 22 II - 2.2.3. Résultats ........................................................................................ 22 II . 2.2.3.1. Influence de la plante-hôte sur les différents stades de développement

pré-reproductifs (W, Ll,L2,L3,L4) ..................................................... 22 II - 2.2.3.2. Influence de la plante-hôte sur la durée préreproductive totale ........................ 22 II - 2.2.3.3. Influence de la plante-hôte sur la mortalité larvaire ..................................... 22 II - 2.2.3.4. Influence de la plante-hôte sur le potentiel reproduteur ................................ 25 II - 2.2.3.5. Influence de la plante-hôte sur la taille et le poids ....................................... 25 II . 2.2.3.6. Synthèse des résultats ..................................................................... 25 II - 2.3.Discussion et Conclusion ........................................................................ 29

II . 3 . Etude de la tolérance des différentes plantes-hôtes de la cochenille du manioc Ph.enaeoccus manihoti (Hom., Pseudococcidae) ................. 30

II . 3.1. Introduction ...................................................................................... 30 II . 3.2. Matériels et méthodes ........................................................................... 31 II . 3.2.1. Etude des paramètres morphologiques des plantes-hôtes ................................ 31 II . 3.2.2. Etude des indices physiologiques des plantes-hôtes ...................................... 32 II . 3.2.3. Méthode d'analyse des résultats ............................................................. 32 II . 3.3. Résultats .......................................................................................... 32 II . 3.3.1. Influence de l'infestation par P . manihoti sur les paramètres

morphologiques des planteS.hôtes .......................................................... 32 II . 3.3.2. Influence de l'infestation par P . manihori sur les paramètres

physiologiques des plantes-hôtes ................................................ : .......... 33 II . 3.4. Discussion et conclusion ........................................................................ 37

II . 4 . Conclusion ..................................................................................... 39

III- INFLUENCE DE CERTAINES CARACTERISTIQUES BIOCHIMIQUES DES PLANTES DANS L'EXPRESSION DE LEUR RESISTANCE DE

TYPE ANTIBIOSE VIS-A-VIS DE P.MANZH0TI. ............................................... 40

III . 1 . Etude des Acides aminés et des Sucres ............................................. 40 III . 1.1. Introduction ..................................................................................... 40 III . 1.2. Matériel et méthodes ............................................................................ 41 III - 1.2.1. Les plantes-hôtes ............................................................................. 41 III - 1.2.2. Obtention des plants expérimentaux et conditions détude .............................. 41 III - 1.2.3. Infestation des plants expérimentaux ...................................................... 41 III . 1.2.4. Prélèvement de la sève ....................................................................... 41 III - 1.2.5. Dosage des acides aminés et des sucres ................................................... 43 III - 1.2.5.1. Dosage des acides aminés libres ........................................................ -43 III - 1.2.5.2. Dosage des sucres ......................................................................... 43 III - 1.2.6. Analyses statistiques ......................................................................... 43 III - 1.3. Résultats ........................................................................................ 43 III - 1.3.1. Acides aminés ................................................................................ 44 III - 1.3.1.1. Influence de l'infestation par P . manihoti sur la concentration

en cides aminés totaux .................................................................... 44 III - 1.3.1.2. Influence de l'infestation sur le profil des acides aminés ............................ -45 III - 1.3.1. Influence de la composition en acide aminé des plantes-hôtes sur

l'expression du potentiel biotique de P . manihoti ..................................... 45 III - 1.3.1.1. Acides aminés totaux ...................................................................... 45 III - 1.3.1.2. Profil des acides aminés .................................................................. 45 III - 1.3.2. Sucres ......................................................................................... 50 III - 1.4. Discussion et Conclusion ...................................................................... 52

III .2 . Etude des substances secondaires ...................................................... 54 III . 2.1. Introduction ..................................................................................... 54 III . .2. 2. Matériel et méthodes ............................................................................ 57 III . 2.2.1. Les plantes hôtes ............................................................................. 57 III . 2.2.2. Dosage des substances substances secondaires .......................................... 58 III . 2.2.3 Dosage des composés cyanés ................................................................ 58 III . 2.2 4 . Dosage des composés phénoliques ......................................................... 58 III . 2.2.5. Méthode d'analyse des résultats ............................................................ 59

III . 2.3. Résultats ......................................................................................... 59 III . 2.3.1. Acide cyanhydrique .......................................................................... 59

III . 2.3.1.1. Influence de P . manihoti sur les variations de teneurs en HCN des extraits de feuilles des variétés de manioc ......................................... 59

III . 2.3.1.2. Influence de la concentration en HCN des variétés de manioc sur le potentiel biotique de P . .manihofi ........................................................ 60

III . 2.3.2. Flavonoïdes glycosilés ...................................................................... 60 III - 2.3.2.1. Influence de l'infestation par P . manilzoti sur les variations

de teneurs en flavonoïdes glycosilés des extraits de feuilles des plantes-hôtes .......................................................................... 60

III - 2.3.2.2. Relation entre les teneurs des flavonoïdes glycosilés des plantes-hôtes et le potentiel biotique de P . manihoti ................................... 61

III - 2.4. Discussion et Conclusion ...................................................................... 64

IV- ETUDE DE QUELQUES TECHNIQUES AGRONOMIQUES SUR L'EXPRESSION DE LA RESISTANCE DU MANIOC

VIS-A-VIS DE P.MANIHOTI ......................................................................... 66

VI .1 . Introduction .................................................................................... 66 IV .2 . Le site expérimental ......................................................................... 67 IV - 2.1. Situation géographique ........................................................................ 67 IV - 2.2. Climat ............................................................................................ 67 IV - 2.3. Le sol ............................................................................................ 67 IV - 2.4. Expérimentation ................................................................................ 70 IV - 2.4.1. Matériel végétal ............................................................................... 70 IV - 2.4.2. Choix du terrain expérimental .............................................................. 70 IV - 2.4. Préparation du terrain .......................................................................... 70 IV - 2.4. Entretien ......................................................................................... 71 IV - 2.4. Déroulement de l'essai ......................................................................... 71 IV . 3 . Résultats ..................................................................... 74 TV - 3.1. HCN ............................................................................................ 74 IV - 3.2. Les flavonoïdes glycosilés totaux (FGT) et la rutine ....................................... 74 IV . Discussion-Conclusion ....................................................................... 79

CONCLUSION GENERALE .............................................................................................. 81

BIBLIOGRAPHE ................................................................................................................ 85

INTRODUCTION GENERALE

INTRODUCTION GENERALE

Le manioc, Manihot esculenta Crantz est une Euphorbiacae originaire d'AmCrique du Sud. A

1"chelle mondiale, il est une source d'alimentation très importante pour plus de 800 millions d'habitants

(Hahn & Keyser, 1985 in Mbaye, 1989). Sa culture occupe 14 millions d'hectares en 1987 pour une production de 120 à 130 millions de tonnes de racines. Il fut introduit en Afrique au 16ème siècle par les Portugais (Silvestre & Arraudeau, 1983 ; Silvestre, 1987). Très facile à cultiver, il s'est rCpandu dans

toute la zone intertropicale en Afrique (7,5 millions d'hectares) (F.A.O., 1985) couvrant ainsi 35 pays africains. Les superficies cultivCes sont les plus importantes, cependant les rendements y sont faibles (6t

/ha contre 1 I t / ha en Asie et en Amerique) (Silvestre, 1987).

Depuis plus d'une dizaine d'annCes, on assiste à une baisse de sa productivite en Afrique, qui serait due aux maladies et aux ravageurs introduits accidentellement (Herren, 1987). On peut citer, la bactCriose Xanthomonas campestris pathovar manihoti (Arthaud-Berthet & Bondar), l'acarien vert

MononycheZZus tanajoa (Bondar) et la cochenille farineuse du manioc Phenacoccus rnanihon' Matile- Ferrero (Homoptère ; Pseudoccoccidae) .

Parmi les ravageurs, l a cochenille farineuse du manioc (photos 1 et 2) est l'un des plus importants, elle provoque des pertes de feuilles (photos 3 et 4) et de rendements de l'ordre de 30 %

(NwanzC, 1982). D'origine nCotropicale, elle fut introduite accidentellement en Afrique au debut des annCes 70 (Cox & Williams, 1981). Elle fut signalCe pour la première fois au Zaïre (Hahn & Williams, 1973), au Congo (Silvestre, 1973), puis au Nigeria (Akinlosotu & Leuschner, 1981 ; Iheagwam, 1981). Elle est actuellement prksente dans 27 des 35 pays d'Afrique où se cultive le manioc (Herren et al., 1987 ; Neuenschwander & Herren, 1988).

Dans le but de mettre en place un programme de lutte destin6 à ju,der les pullulations de ce ravageur, les premières Ctudes ont port6 sur sa bioCcologie (NwanzC, 1977 ; Fabres, 1981 et 1982 ; Fabres &Boussienguet, 1981 ; Akinlosotu & Leuschner, 1981; Boussienguet,l984). L'influence des facteurs climatiques (pluviomCtrie, temperature et humiditC) sur la dynamique de ses populations a CtC

CtudiCe (Fabres, 1981 ; Schultess er al., 1987 ; Iziquel & Le Rii, 1989 ; Le Rii et al., 1991). Par ailleurs, en 1986, Le Rii a montrC l'influence rkgulatrice d'une entomophthorale Neozygites fumosa (Speare) Remaudière & Keller (Zygomycète) sur la dynamique des populations du ravageur au Congo. Le

complexe entomophage local associk à la cochenille du manioc au Congo a CtC recense : 1 parasitoïde, Anagyrus sp. et 8 espèces de prkdateurs en 1980 (Fabres &Matile-Ferrero, 1980) contre 21 espèces de prkdateurs, 14 espèces de parasites des predateurs, 2 parasitoïdes et 7 hyperparasites en 1987 (Biassangama et al., 1989). La plupart des auteurs s'accordent pour considerer que malgr6 leur nombre

important et leur diversite!, les entomophages africains exercent une action rCplatrice negligeable sur le ravageur (Fabres & Matile-Ferrero, 1980 ; Neuenschwander et al., 1987). Diverses mCthodes ont alors

2

CtC envisagees pour lutter contre la cochenille du manioc. Ainsi Atu & OkCké en 198 1, ont montre que

l'utilisation d'insecticide, tel le supracide (mkthydathion) peut rCduire de 45 % les populations de la cochenille. Cependant, de nombreuses difficultes agrotconomiques s'opposent à l'utilisation de la lutte chimique: faible revenu des paysans, disstmination des plantations de manioc sous forme de petites parcelles, étalement du cycle de production sur 1 à 3 ans environ, consommation des feuilles sous forme de lCgume "saka-saka". Aussi les recherches se sont orientees vers la lutte biologique basCe sur

l'utilisation d'insectes entomophages exotiques. Ainsi dès 1977, des prospections effectutes en

AmCrique du Sud par le Commonwealth Institute for Biological Control (C.1.B.C) ont permis de

rCcolter des entomophages au sein de la biocenose originelle de P. maniFzoti (Yasseen BL Bennet, 1979). L'Ctude de ces auxiliaires à des fins de lutte biologique en liaison avec l'Institut International d'Agriculture Tropicale (I.I.T.A.) a permis d'identifier un parasitoïde particulièrement indressant,

Epidinocarsis lopezi De Santis (Hymhoptère ; Encyrtidae). Introduit au Nigéria dès 1981 par 1'I.I.T.A. (Herren et al. 1987), il s'y est parfaitement acclimatt (Herren & Lema, 1982). Par la suite dans le cadre du Projet Pan-Africain de Lutte Biologique, il a CtC lâche dans plusieurs pays d'Afrique occidentale et

centrale. En 1989, son aire de rkpartition s'&end sur une superficie de 1,5 million de Km2 couvrant ainsi 22 des 35 pays où se cultive le manioc (Neuenschwander er al., 1990). Introduit dès 1982 au Congo, il est retrouve après 5 ans dans toutes les zones de culture du manioc où il s'est parfaitement integr6 au complexe entomophage associt 2 la cochenille du manioc (Le Rii et al., 1991)..

Cinq ans après son introduction, l'efficacitee du parasitoïde a 6tt d6montrCe exp6rimentalement en champ au Nigeria (Neuenschwander er al, 1987) et dans certains pays d'Afrique occidentale

(Neuenschwander et al., 1989 ; Hammond & Neuenschwander, 1990). En revanche, malgr6 le succès de l'acclimatation du parasitoïde, des pullulations du ravageur persistent au Congo (Le Rii et al., 1991 ; N h o n & Fabres, 1991) au SCntgal (Nhon, 1992). E. lopezi est hyperparasite par 8 esp2ces

d'HymCnoptères, qui lui imposent pr2s de 70 % de mortalit6 (Biassangama & Moussa, 1987 ; Iziquel &

Le Rii, 1989). Au Nigeria, les dCgâts de cochenille farineuse persistent encore dans moins de 5% des

champs de manioc (Neuenschwander et al., 1990). Les caracteristiques Ccologiques de ces derniers seraient similaires 2 celles qui privalent actuellement au Congo (Neuenschwander & Haug, 1992). Les

variabilitCs agroCcologiques du manioc en Afrique (variet& de manioc, pratiques culturales, sols, climat et vCgCtation naturelle) pourraient expliquer les differences d'efficacid attribuCes au parasitoïde niotropical.

De ce qui precède, ressort la nCcessitC de renforcer la lutte biologique. Le dCveloppement de la selection varietale et des techniques agronomiques dans le cadre d'une approche de lutte intCgrCe seront

envisagCs. Le r61e des substances chimiques et celui des facteurs de l'environnement dans l'expression de la résistance des plantes vis-a-vis de certains pucerons ont CtC montr6s dans la lutte intCgrCe contre les Aphides (Dreyer & Campbell, 1987 et Auclair, 1989). La mise en oeuvre d'une telle stratCgie dans le cas de P. manihoti necessite l'acquisition de dOM6eS de base sur les interactions de la cochenille

3

farineuse avec sa plante-h&e. L'étude de la dynamique de ses populations sur manioc a permis de montrer

chaque année une pullulation en fin de saison sèche et une chutte des effectifs en saison des pluies (Fabres, 1981). Ces brutales variations d'effectifs sont observées lors d'importantes modifications de la physiologie de la

plante (ralentissement de croissance en saison sèche et redemarrage végétatif en saison des pluies ) &e Rii et al., 1991). Ces observations suggèrent que les pullulations de la cochenille pourraient avoir pour origine des

modifications des substances biochimiques du manioc. Tous ces phénomènes varient en fonction du cultivar et de la disponibilité du sol en eau et en éléments minéraux pour l'alimentation de la plante. En effet, des enquêtes menées au Nigéria et au Bénin (Neuenschwander et al. 1990) ; au Ghana et en Côte d'Ivoire (Neuenschwander et

a1.,1989) ont montré que la sévérité des attaques de cochenilles était inversement corrélée aux teneurs en matière

organique des sols des parcelles d'étude. . Dans un tel contexte, les objectifs de notre travail sont :

- sur la base de l'important materiel v tal disponible au congo, la recherche de variCtCs 7 résistantes à partir d'un criblage variktal au champ sera effectuCe.

- la caractensation de cette rCsistance au sens de Painter (1951) (l'antixCnose, l'antibiose et la

tolCrance) au laboratoire sur quelques variCtCs issues du criblage ainsi que le faux-caoutchouc (hybride de M.exculenta et M.gZaziovii) et 2 plantes non hôtes naturelles de la cochenille, Talinum (TaZinum triangularae Jacq ; Portulacaceae) et Poinsettia (Euphorbia pulcherrima Wild ; Euphorbiaceae) sera

abordCe. - 1'Ctude de certains mCcanismes biochimiques pouvant participer à l'expression de cette

rCsistance, telles que les substances primaires (acides aminCs et sucres) et les substances secondaires (les composCs phCnoliques et les composCs cyanCs).

- la recherche de techniques agronomiques favorisant la rCsistance du manioc vis-a-vis de P. manikoti, comme le paillage, l'amendement calcique, la fertilisation organique (fumier de ferme) et la

fertilisation minCrale (NPK et KCI) en relation avec les differentes saisons climatiques (saison sèche et

saison de pluies) au cour d'un cycle culturale annuel de plein champ.

Tolérance développement indifférent

PLANTE Antixénose non attraction

non fixation t Antibiose

mortalité élevée mauvais développement faible fécondité

CATEGORIES DE RESISTANCE D'UNE PLANTE

(PAINTER 1951)

Champ de manioc sans'attaque de cochenille

Défoliation de tiges de manioc dans un champ infesté de cohenilles.

CHAPITRE I

6

I - MILIEU D'ETUDE ET MATERIEL

I - 1. Milieu d'étude

Le Congo, zone geographique où cette etude a CtC rCalisCe, est situ6 en Afrique intertropicale. Il est compris entre le 4ème degr6 de latitude Nord et le 5ème degr6 de latitude Sud. Cette situation gCographique influence son climat et sa vCgCtation.

1-1.1. Le climat

A cheval sur I'Cquateur, le Congo bCnCficie d'un climat Cquatorial. La tempirature moyenne

annuelle est de 25 OC. avec des extrêmes de 23 et 27 O C . L'humiditC relative toujours importante vane entre 80 et 90 % toute I'annCe. Il bCnCficie d'un régime climatique marquC par une alternance de saisons sèches et

saisons des pluies : -une grande saison des pluies d'octobre A mai avec un maximum absolu de pluies en novembre et

un minimum relatif de pluies entre mars et mai. Elle est marquee par un ralentissement de pluies en janvier-

fevrier ( cette @riode est dite "petite saison sèche"). -une grande saison sèche de juin A septembre marquée par la met6 des pluies. Dans tout le pays, la pluviomCtrie annuelle varie entre 1174 et 2038 mm (Guillemin, 1959).

I - 1.2. L a végétation

La vCgCtation du Congo est caracteristique des rCgions tropicales. La forêt dense couvre 65 % du temtoire et la savane, 35 %. Le massif forestier se compose d'une forêt inondCe (Basse-Sangha, Likouala) et d'une forêt sur terre ferme (Haute-Sangha, Massif du Chaillu et Massif du Mayombe). La savane

herbeuse arbustive (Kouilou, Niari, Plateaux et Cuvette) est entrecoupCe de bosquets forestiers ou de forêts-galeries le long des cours d'eau. La rCgion de Brazzaville où a CtC menCe I'expCrimentation de terrain est caractCris6e par ce dernier type de vCgCtation .

1-1.3. Le sol.

Le Congo est caractCrisC par 4 grandes classes de sols : les sols peu CvoluCs, les podzols, les sols ferralitiques et les sols hydromorphes. Les subdivisions 3 I'intCrieur des classes et les CaractCristiques de ces derniers ont CtC CtudiCes par De Boissezon (1967) et De Boissezon et al. (1968). De tous ces sols, les

plus repandus et les plus CtudiCs sont les sols ferralitiques. Ces derniers sont caractCristiques du climat congolais. Ce sont des sols rencontres gCnCralement sous climat forestier mais parfois sous savane. La matière organique y est souvent bien CvoluCe provenant d'une dCcomposition rapide des rCsidus vCgCtaux due B l'activite biologique de la faune du sol. Ce phCnomEne est beaucoup plus prononcC en forêt qu'en

7

savane. Les sols ferralitiques sont subdivisCs en 4 groupes : groupe peu CvoluC, groupe remaniC, groupe appauvri et groupe typique. Ce dernier groupe est concerne par le site de notre expCrimentation. Les

prCcisions sur les types de sol au Congo sont donnies par De Boissezon et al. (1968)

I - 2. Matériel végétal

I - 2.1. Le Manioc

I - 2.1.1. Systématique

Le manioc (photo 5) est une plante arbustive grenne, de la famille des Euphorbiaceae. C'est une

Phankrogame, Angiosperme, Dicotyledone. Le genre Manihot regroupe 98 espèces dont la plus repandue

est Marzihot esculenta (Crantz) (Silvestre & Arraudeau, 1983 ; Silvestre, 1987).

I - 2.1.2. Multiplication et techniques de culture

La multiplication des plantes s'effectue par bouturage, rarement par graine. Les boutures sont

plantees, soit verticalement, soit 1Cgèrement inclides, soit enfouies horizontalement sous 1 B 2 cm du sol. Toutes ces techniques ont une influence aussi bien sur les rendements que sur la production de tiges et de feuilles.

I -2.1.2.1. Techniques de culture au Congo

Au Congo, Le cycle cultural dCbute avec les premières pluies (Septembre-Octobre). Le bouturage

est pratique de fin septembre B avril parfois mai. La production est CtalCe sur 12 24 mois, voire 36 mois lorsque le champ fait office de grenier. La fertilisation est de type traditionnel. Elle est basCe soit sur les bxûlis des friches (Ccobuage), suivis d'un enfouissement des cendres par un labour B la houe, soit un enfouissement des debris vCgCtaux sous des buttes avant brûlis permettant une alimentation immCdiate ( fertilisation minCrale) et progressive ( fertilisation organique) pour la plante .

I - 2.1.3. Croissance et végétation

On distingue 4 phases de vCgCtation du manioc (Cours, 1951).

1. Reprise : 1' Cmission des premières racines dCbute B partir du 3ème jour de la plantation

jusqu'au 1 5ème jour.

8

2. Installation : la croissance des racines Cmises dure le temps que la plante Cpuise les rkserves de la bouture (1 mois et demi B 2 mois, selon les caracteristiques de la bouture).

3. Développement aérien : il commence lorsque le système racinaire devient pleinement

fonctionnel (1 mois) et prend fin lorsque la surface foliaire totale atteint un maximum (3 B 6 mois) qui ne

sera plus jamais d6passCe au cours de la vie du vegetal en plantation au champ (Silvestre et Arraudeau,

1983). Le rythme d'apparition des feuilles est maximum pendant cette phase. Elle varie de 20 à 40 feuilles

par mois au debut de cette pCriode pour decroître ensuite entre 10 et 20 feuilles par mois. La durCe de vie

d'une feuille est de 50 à 140 jours. Elle est plus courte pendant la phase de dCveloppement aCnen que

pendant.la phase de dkveloppement racinaire. La surface maximale d'une feuille est atteinte vers l'âge de 4 mois. La surface des feuilles Cmises après cet âge dicroît. La ramification de la plante provoque une diminution de la surface foliaire unitaire. Elle vane entre 50 à 400 cm2 selon la variCtC et le stade de

dCveloppement.

4. Développement des tubercules : il commence lorsque la surface foliaire de la plante est

proche de son developpement optimum (à partir du 4ème mois). Pendant cette phase, la plante n'accroît

plus sa surface foliaire mais la maintient en compensant la chute des vieilles feuilles par des nouvelles. Les produits de la photosynthèse sont plus utilisCs pour le dkveloppement des tubercules que pour l'appareil aCrien.

L'accumulation de l'amidon dans les racines commence très tôt (3ème semaine après la plantation). La differenciation des racines en tubercules intervient dans les jours qui suivent (Indira & Sinka, 1970). Mais le grossissement des racines est progressif. Le dCveloppement des tubercules s'accompagnerait d'abord de la reduction de la croissance des racines assimilatrices, et devient importante lorsque la vitesse de croissance de l'appareil akrien diminue (Williams, 19743.

On peut donc dire qu'il y a concurrence entre l'appareil vCgCtatif de la plante et le dCveloppement des tubercules en ce qui concerne l'utilisation des produits de la photosynthèse. Les meilleurs cultivars de manioc seraient ceux qui utilisent le minimum de produit de la photosynthèse pour le maintien d'une surface foliaire optimale et en consacrent le maximum au diveloppement des tubercules.

I - 2.1.4. Nutrition minérale et fertilisation

Le manioc prClève dans le sol les ClCments mineraux necessaires à sa croissance. Les

in€ormations suivantes sont fournies par Silvestre & Arraudeau (1983). - L'azote: c'est un Clement necessaire B la production de la matière vivante de la plante. Une forte

rCponse de la plante aux apports d'engrais azotCs a et6 observCe jusqu'h un optimum qui est atteint en

9

fonction des 611Cments mineraux disponibles dans le sol. Au-delà de cet optimum (seuil de deficience), le developpement de l'appareil aerien s'accentue au detriment des racines (tubercules). Les teneurs en acide

cyanhydrique de la plante au,smentent alors que celles de l'amidon diminuent. Une carence en azote entraîne une reduction de la taille de la plante, les feuilles deviennent vert pâle avec jaunissement à

l'extremite. La dose recommandee est de 50 à 100 kgha en 2 fractions : (l'une au dCbut de la plantation et

l'autre après 3 mois). Elle est variable en fonction du type de sol.

- Le DhosDhore : c'est Cgalement un constituant de la cellule vivante, particulièrement des

nucleotides et des phospholipides. I1 intervient dans la phosphorylation des carbohydrates et leur transformation en amidon. Le manioc tire facilement le phosphore des sols (même pauvres en cet Clément) grâce aux mycorhizes associees à ses racines. La dose à apporter au sol est de l'ordre de 100 à 150 k/ha sous forme de P2 05. Le manioc est peu exigeant en phosphore. Une teneur de 0,015 à 0,025 ppm suffit

pour obtenir de la plante un rendement maximum. Cependant lorsque la carence en cet Clement est marquee, on assiste B une reduction de la croissance de la plante.

- Le potassium; cet element intervient dans la translocation des carbohydrates des feuilles vers les

racines. Une alimentation suffisante en potasse permet une bonne assimilation de l'azote pour la plante et se traduit gentkalement par un accroissement de rendement jusqu'à une limite où se produit un desequilibre entre la production des feuilles et des racines. Une carence en cet element se traduit par une diminution du

nombre et de la largeur des lobes et, Cgalement au jaunissement des feuilles &Ces avec brunissement. la dose recommandee est de 200 à 500 kgha de K20. I1 peut être fait sous forme de KCI ou de NK.

- Le calcium: il est un Clement determinant pour le pH du sol. Les teneurs faibles sont

caracteristiques des sols acides que le manioc tolère (pH = 4,5). Le manioc est très peu exigeant en calcium. Cependant en cas de forte acidit6 du sol, (pH < 3,5 à 3,9), commencent pour la plante, les troubles

d'assimilation des autres mineraux. Un apport de calcaire sera effectue en tenant compte du PH du sol. - Le paillage intervient dans la fertilite du sol en y maintenant une constante humidit6 du sol. I1

limite 1"rosion du sol par l'eau de ruissellement pouvant exposer les racines aux rongeurs. La quantite de matière sèche B kpandre est variable.

- La matière o m permet non seulement de fertiliser le sol mais Cgalement d'amCliorer sa

structure en assurant une bonne aeration de celui-ci. Les apports au sol sont fonction du type de fumier

(volailles, ovins, bovins, porcins...).

10

1 - 2.1.5. Composition biochimique

- - e m . La prdsence des acides amines et des sucres a Ct6 signalee dans toutes les

parties du manioc. Ces composes sont cependant plus abondants dans les feuilles que dans les autres organes de la plante (Busson, 1965 ; Barios & Bressani, 1967 ; Devendra, 1977 ; Favier, 1977 ; Gomez &

Noma, 1986). Par ailleurs, les concentrations sont plus ellevees chez les jeunes plants de manioc que chez les plants âgCs (Esechie, 1987).

- Les c o m D o s e s a é n é t i a u e s . Ils se trouvent genéralement dans la plante sous forme de

" dycosides cyanogenetiques, mais parfois sous forme libre. La presence de ces substances a éte observee

chez toutes les varietes de manioc, qu'elles soient amères ou douces. Le caractère doux ou amer de la variéte dependrait de 1'Ctat de l'acide cyanhydrique, libre (variete amère) ou sous forme Me au glucoside

(variete douce) oTartey, 1973). Les teneurs en acide cyanhydrique sont fonction de la variete, de l'organe, et de l'âge de la plante

(Indira & Ramanujam, 1987).

I - 2.2. Les plantes-hôtes de substitution

Outre le genre Manihot, deux autres plantes dites "plantes-h&es de substitution" ont fait l'objet de

cette etude. La physiologie de ces dernières n'a pour ainsi dire pas CtC 6tudiCe.

I - 2.2.1. Le Poinsettia

Le Poinsettia (photo 6) , Euphorbiapulclzerrima Willd est une Euphorbiceae Ornementale. Il n'est

jamais attaque par la cochenille en conditions naturelles. Il est utilise au laboratoire comme plante de substitution pour la multiplication de la cochenille (Panis & Boussienguet, comm. pers.).

I - 2.2.2. Le Talinum

Le Talinum (photo 7), Talinum triangularae Jacq est une Portulacaceae adventice des plantations

de manioc. I1 hCberge parfois d'importantes populations de cochenilles farineuses du manioc ( Neuenschwander et aL, 1986). Il est Cgalement cultive comme plante maraîchère en Afrique Occidentale

(Benin, Togo, Nigeria...).

12

I - 3. Matériel animal

La cochenille farineuse du manioc : P. rnanihoti.

I - 3.1. Systématique

La position systematique de la cochenille farineuse du manioc selon Matile-Ferrero en 1977 est la

suivante :

Ordre : Homoptère Sous-ordre : Stemorhyncha Super -ordre : Coccoïdae

Famille : Pseudoccidae

Genre : Phenacoccus Espèce : manihoti

I - 3.2. Morphologie

%crite pour la première fois en 1977 par Matile-Ferrero, P. manilwti est un insecte de petite taille (1 à 2,7 mm au stade adulte) de forme ovoïde et de couleur roste. II est recouvert d'une sCcrCtion blanchâtre

fiement granuleuse avec des segmentations bien visibles.

I - 3.3. Biologie de la reproduction

Le mâle n'a jamais kt6 observC. La femelle se reproduit par parthenoghèse thClytoque nCotCnique. La ponte est assurCe par le 4ème stade (femelle mature), les oeufs pondus dans un ovisac Cclosent au bout de 7 à 9 jours, la fCconditC est comprise entre 201 et 715 oeufs par femelle . Le cycle de dkveloppement dure 25 à 30 jours (Fig. I - 1, NwanzC et al., 1979) .

I - 3.4. Physiologie et nutrition

P. manihoti est un insecte piqueur suceur oligophage, dont le comportement nutritionnel est très proche de celui des pucerons (Hom. : Aphididae). C'est un insecte qui se noumt principalement de la sève phloèmienne (Calatayud,l993).

13

oeuf

Parthénogénèse

4 2 J L 1

F i g I - 1 : Cycle de développement de P. manihoti (To= 25,9"c) (Nwanzé et al., 1979)

14

I - 3.5. Dynamique des populations au Congo

Les etudes de dynamique des populations du ravageur rtalisCes au Congo montre que sur M. esculenta les fortes pullulations de cochenilles interviennent pendant la saison sèche (Juillet,Août,

Septembre). Les effectifs du ravageur chutent brutalement avec I'amvCe des pluies (Octobre - Novembre) et

restent stables jusqu'à la prochaine saison sèche (Fabres &Boussienguet, 1981 ; Fabres, 1980, 1981)

(Fig.1 - 2).

Sur "Faux-Caoutchouc" (hybride de M . esculenta et de M. glaziovi Mull. Arg.) plante non

tubCrisante, cultivCe au Congo uniquement pour ses feuilles "saka-saka", on observe une seconde

pullulation lors du ralentissement des pluies (Janvier-FCvrier) (Fig. I - 3) (Kiyindou, 1993). La cochenille y

est prdsente toute I'annCe, contrairement à l'espèce esculenta sur laquelle elle n'est observCe que pendant 3 à

5 mois par an.

15

Fig 1-2 : Pluviométrie journalière (mm), variation d'abondance et succession des générations de la cochenille du manioc au cours de l'année 1979 Fabres, 1981 et 1982).

Fig 1-3 : F'rofds d'abondance de P.manihori sur "Faux-caoutchouc'' en 1989 et 1990 pdsentant 2 pullulations (Kiyindou, 1993).

CHAPITRE 11

16

II - RECHERCHE DE VARIETES RESISTANTES ET MISE EN EVIDENCE DE DIFFERENTES CATEGORIES DE RESISTANCES.

II - 1. Introduction

La resistance des plantes aux insectes est definie comme un ensemble hCrCditaire de mécanismes

par lesquels la plante-hbte en tant qu'espèce, race, biotype ou individu, peut reduire la probabilite d'un bon developpement pour une espèce, race, biotype ou individu d'insecte phytophage (Snelling, 1941 ; Painter,

1951, 1958 ; Horber, 1972, 1980).

Selon Cook & Evans (1987), différents niveaux de résistance sont observables : résistance totale,

résistance partielle et absence de résistance. Painter (1951-1958) estime que cette notion de resistance est un phhomène complexe. Elle regroupe 3 grandes categories de mkcanismes : non preférence (redkfinie par Van Marrewijk & De Ponti (1975) et par Kogan & Ortman (1978) respectivement sous les termes "non acceptation" ou antixénose) qui traduit la l'influence de la plante sur le comportement de fixation de l'insecte , I'antibiose qui traduit l'influence de la plante sur le cycle de vie, la reproduction, et la mortalit6 de l'insecte et eniin la tolérance qui traduit la capacite de la plante à croître à se developper en supportant

des populations d'insectes susceptibles d'endommager d'autres plantes. Selon Horber (1980), ces

différentes categories de resistance loin de s'exclure interagissent et se complètent.

L'Ctude des composantes antibiotiques et antixenotiques de la resistance des vari6ttCs de certaines espèces vkgétales (principalement les cCrCales et les legumineuses) vis-à-vis des Homoptères et en particulier des pucerons (Aphididae) a fait l'objet de nombreux travaux (Dedryver & Di Pietro, 1984 ; Nderitu & Mueke, 1986 ; Firempong, 1988 ; Fereres et al., 1989 ; Dixon et al., 1990 ; Soroka & Mackay,

1991a ; Bing & Guthrie, 1991). A titre d'exemple, au Canada (Manitoba), differentes densites de pucerons ont eté observees dans les champs de differents cultivars de pois (Soroka & Mackay, 1990, a,b ).

Toutes ces etudes montrent que la plante-hbte peut influencer la dynamique des populations et le potentiel biotique du ravageur, en reduisant ou en augmentant sa dude de developpement et sa fecondite.

Or, une augmentation de la dude de dkveloppement permet une plus longue piriode d'intervention des auxiliaires sur le ravageur rendant ainsi plus efficace leur action (Van Emdem & Wearing, 1965 ; Dreyer &

Campbell, 1987). La tolkrance n'est souvent pas consideree comme une forme de rksistance, mais plutbt comme

traduisant la capacitd de la plante à croître et à se developper malgré l'attaque des ravageurs (Rivoal &

Dalmasso, 1991). Ce dernier mecanisme des plantes vis-a-vis des Homoptères, principalement les pucerons a

Cgalement fait l'objet de nombreuses etudes (Hawkins er al., 1985 et 1986) ; Barlow & Messmer, 1982 ; Dixon et al., 1990 ; Soroka & Mackay, 1991 ; Schotzko & Smïth, 1991). De telles etudes sur

17

l'identification des differentes categories de resistance de la plante n'ont pratiquement pas Cte abordees chez

les cochenilles Cependant Fabres & Le Rii (1988) ont montre l'influence de l'âge de la feuille et du stress

hydrique, et Schulthess et al. (1987) de certaines varietes de manioc sur le potentiel biotique (rm) de la

cochenille du manioc. Par ailleurs, Schulthess et al. (1991) ont montre que la croissance, la surface foliaire,

la production de matière sèche totale et le rendement en tubercule du manioc etaient rCduits par l'infestation

par P. manihoti. Dans le cadre de l'etude des relations de la cochenille farineuse avec ses plantes-hbtes, nous nous

proposons dans ce chapitre de caractkriser leur resistance vis-à-vis du ravageur en presentant : - d'une part, les resultats d'un criblage varietal au champ dans le sud du Congo.

- d'autre part, d'identifier et quantifier les differentes composantes de la resistance exprimees par

les plantes-hbtes de la cochenille, au laboratoire.

II - 2. Etude de I'antibiose et de I'antixénose

II - 2.1. Criblage au champ

Sur la base du materiel abondant disponible au Congo, nous avons entrepris une evaluation de la

resistance des cultivars au champ.

II - 2.1.1. Matériel et méthode détude

La resistance au champ a et6 apprkciee, au travers d'un criblage variCtal, sur 25 varietes de manioc

(tableau II-1) très productives choisies par le Programme National Manioc Congolais, pour la mise en place d'essais varietaux dans plusieurs localitts du Congo. Il s'agit de varietes (M'pembC, Moudouma, Incoza, Moutsiele, Ganfo, Gantza, Dikonda,Kataoli) "rCgionales" cultivees majoritairement dans telle ou telle region du pays , de varietCs sClectionnCes (lM20, MB38, 59M2, "96, " 7 8 ) et de variCtCs elites etrangères (Oumbete du Benin et Kinuani du Zaire).

Le criblage varietal a et6 pratique dans deux collections testees en septembre (fin de saison

sèche), gr iode où les effectifs de la cochenille sont les plus importants. L'une etait implantee sur le centre ORSTOM (Institut Français de Recherche Scientifique pour le Developpement en CoopCration ) de

Brazzaville dans la region du Pool, et, l'autre sur le Complexe Agro-Industriel d'Etat de Mantsoumba (C.A.I.E.M.), dans la region de la Bouenza, situCe à 250 km à l'ouest de Brazzaville.

Chaque variete occupe une parcelle Climentaire de 72 m2. Lors du criblage varietal, les plantes

etaient âgees de 8 à 10 mois et mesuraient entre 1,5 et 2 m de hauteur. Pour chaque variete, sur vingt tiges prises au hasard, la presence ou l'absence de cochenilles et le niveau d'infestation des tiges colonisCes

18

Ctaient notes. Celui-ci est bas6 sur une estimation visuelle de l'infestation avec classement sur un indice de

niveaux de populations de cochenille : (1): infestation t&s faible à faible (1-25 cochenilles par plante), (2): infestation faible à moyenne (26-50), (3) : infestation moyenne à forte (51-75),

(4) : infestation forte à très forte (76 - 100). (5): infestation inondative (> 100).

Ces indices ont permis de calculer pour chaque variéte un pourcentage des plants infestes, puis un

niveau moyen d'infestation.

II - 2.1.2. Résultats et discussion

Nous avons ainsi Ctabli pour chaque localit6 un classement des variCt6s par degr6 decroissant de resistance sur la base des niveaux moyens d'infestation. Un classement global est obtenu à partir de la

moyenne des deux niveaux moyens d'infestation (Tableau II - 1).

Les dsultats des criblages varietaux pratiques au champ dans les collections testees de Brazzaville

et de Mantsoumba, n'ont pas permis d'identifier des variCt6s de manioc totalement resistantes vis-à-vis de

P. manihori. Ils ont cependant permis la mise en evidence de resistances partielles. Ces rCsultats confhnent ceux d'Albuquerque (1976) et du Centre International d'Agriculture Tropicale (CIAT) (1977) qui n'ont pu

identifier des variCt6s de manioc totalement resistantes aux Pseudococcidae lors de criblages effectues au Brisil et en Colombie respectivement.

Bien que pratiques dans deux localites differentes (Brazzaville et Mantsoumba), les classements des variCt6s de la plus B la moins rksistante (Tableau II - 1) sont presque concordants. Nous ne pouvons cependant determiner si les differences observees ont pour origine des conditions Cdaphoclimatiques ou phytosanitaires differentes dans les deux localites.

Au champ, les composantes antixenotiques et antibiotiques de la r&istance, qui ont et6 estimCes, au travers du calcul du pourcentage d'apex infestes, apparaîssent très variables d'une variet6 à l'autre. La

variet6 Incoza est resistante, suivie par les varietCs Moudouma et Zanaga. A l'opposC, nous trouvons des varietes très sensibles telles que Dikonda, Kataoli, 3M8 et 1M20. Notre protocole d'kvaluation de la resistance au champ ne permet pas d'apprkcier, seule, la composante antibiotique de la resistance. En effet le niveau moyen d'infestation intègre à la fois la composante anrixenotique (% d'apex infestes) et la composante antibiotique (niveau d'infestation).

Ces resultats ont cependant permis d'identifier des varietes de manioc qui feront l'objet d'ktude au laboratoire. I1 s'agit de Moudouma, d'Incoza et de Zanaga (rksistantes), de 30M7 et de Mpemb6 (moyennement rksistantes) ainsi que de 3M8, de Ganfo et de 59M2 (sensibles).

19

3

-O

NL

O.

20

II - 2.2. Etude expérimentale au laboratoire

II - 2.2.1. Introduction

Cette Ctude se propose d'apprkier l'influence des plantes-h6tes sur le potentiel biotique de P.nzanihoti. En effet, le taux intrinsèque d'accroissement journalier rm est un bon estimateur de la

resistance par antibiose des plantes aux Aphididae (Starks & Berry, 1976 ; Birch B Wratten, 19S4; Di

Pietro B Dedryver,l986 ; Sumner et uZ.,1986). Ce paramètre a Cté defini par Birch (1948), et son approximation, la capacite intrinsèque d'accroissement rc a Ct6 dCfinie par Laughlin (1965). Cette dernière

definie pour la cochenille du manioc (Le RÜ & Papierok, 1987), intègre les differentes composantes du dCveloppement de l'insecte (durCe de dkveloppement et mortalite larvaire, taux de survie et fCconditC

journalière...). Elle constitue une bonne appreciation de la résistance de la plante vis-&-vis du ravageur. L'analyse des valeurs prises par ce paramètre pour differentes combinaisons plante-cochenille du manioc,

devrait permettre d'Ctablir, en terme d'antibiose, un classement des plantes de la plus à la moins rksistante.

II - 2.2.2 Matériel et méthode

II - 2.2.2.1 .Matériel végétal

Pour des raisons expCrimentales ( l'obtention de plantes et l'hablissement d'une table de vie de

P.manihoti nkcessite une exptrimentation de plus de 6 mois) nous avons restreint l'expCrimentation au laboratoire sur I'Ctude de l'antibiose de 7 variCtCs de manioc choisies parmi les 25 ayant fait l'objet du criblage variCtd. Elles se repartissent en faiblement (Lncoza, Moudouma et Zanaga), moyennement (Mpembel3OM7) et fortement (3M8, Ganfo) sensible au champ (Tableau 11-1). Le choix a Cgalement Cd dicte par des considCrations agroCcologiques signalCes par Mabanza ( comm. pers.) telles que le rendement ClevC, une bonne couverture du sol, une faible perte de matCriel foliaire en saison sèche (Zanaga), la forte implantation en milieu paysan (M'pembC, Moudouma, Ganfo) (Mabanza, comm. pers.)

Nous avons Cgalement apprCciC l'antibiose sur le Faux-Caoutchouc, le Talinum et le Poinsetria compte tenu des caractCristiques dont il est fait mention dans les chapitres 1-2.2.

IT - 2.2.2.2. Matériel animal

La souche de P. manihoti utilisk pour 1'expCrimentation au laboratoire, a CtC rCcoltCe sur la varikt6 M'pembC dans la ceinture maraîchère de Brazzaville . Afin de limiter l'influence de l'alimentation trophique parentale, des Clevages de la cochenille ont etf? rialisCs pendant quatre gCnCrations (8 mois) sur

chacune des 10 plantes-hôtes & Ctudier au laboratoire.

21

II - 2.2.2.3. Obtention des plants expérimentaux et conditions d'étude

La technique utilisee est celle de Tertuliano,(l988) et Tertuliano er aZ.,(1993). Les plantes sont

obtenues à partir de boutures de trente centimktres plantées verticalement aux 2/3 de leur longueur dans de

la terre contenue dans des sacs en plastique (30 X 22 cm). Les pots sont places sous ombrière, pendant 2

semaines afin de favoriser leur démarrage. Puis, ils sont disposes en pleine lumière jusqu'au stade 9-10 feuilles (environ 60 cm de hauteur), atteint après 9 à 10 semaines. Un arrosage est effectué 2 fois par

semaine. Cinq plants par varikt6 sont alors places pendant 2 mois dans un local climatisé dont la temperature moyenne est de 25°C (extrêmes 21"-32"C) et l'hygrométrie relative moyenne est de 70 %

(extrêmes 60%-80%). La photophase est de 12 heures. Dans ces conditions exp6rimentales nous obtenons,

au bout de 4 mois, des plantes de 19 feuilles, mesurant 90-100 cm de hauteur. Dans les conditions

naturelles, au Congo, les attaques de cochenilles interviennent, en début de saison sèche, sur des plants de

manioc âgis de 3 A 8 mois issues du bouturage pratique de Novembre à Avril.

II - 2.2.2.4 Etude de la biologie du développement

Le developpement et la mortalite embryonnaire ont été suivis chaque jour à partir d'une centaine

d'oeufs pondus par des cochenilles maintenues depuis 4 g6nCrations sur chacune des plantes-hôtes. Le dCveloppement et la mortalite larvaire ont et6 suivis quotidiennement sur les différentes plantes-hôtes sur 5 cohortes de cent larves chacune, h raison d'une cohorte par plant (cinq repetitions par varieté).

II - 2.2.2.5. Etude de la biologie de la reproduction

L a reproduction et la mortalité des adultes a été suivie sur une centaine de femelles par plantes- hôtes, à raison de 20 femelles par plant. L'ensemble des donnks (durke prereproductive et de ponte, féconditC des femelles , temps de gCnération ...) ainsi recueillies a permis de calculer, pour chacune des plantes-hôtes CtudiCes, la capacité intrinskque d'accroissement rc de 5 populations de cochenilles selon la

formule:

rc=LogRo/Tc (taux net de reproduction) et Tc (temps de gCnération)

22

II - 2.2.2.6. Estimation de la taille et du poids

La taille et le poids des individus de stade LA ('juste avant le debut de la ponte) ont Cgalement CtC

estimes sur chacune des dix plantes-hôtes. La taille a CtC estimCe sur 50 femelles mesurees separement a raison de 10 femelles par plant avec

5 r6pCtition.s par variCtC. Le poids a CtC apprCciC par lot de 10 cochenilles par plant, à raison de 5 plants par

variete.

II - 2.2.2.7. Méthode d'analyse des résultats

Les valeurs moyennes ont CtC traitees statistiquement, par une analyse de variance (test F) au seuil del %, et, par la methode de la Plus Petite Difference Si,@ficative (PPDS) au seuil de 1 % . La liaison

entre les paramètres observCs et la rgsistance par antibiose des 10 plantes-hôtes, a CtC CtudiCe 2 l'aide d'une

Analyse Factorielle Discriminante (A.F.D.) : 10 cohortes (populations) x 5 rCpCtitions = 50 individus; 6 variables = paramètres et par simple corrClation au seuil de 5% (DagClie, 1975).

II - 2.2.3. Résultats

II - 2.2.3.1. Influence de la plante-hôte sur les différents stades de développement

pré-reproductifs (Oeuf, L1, L2, L3, L4).

Les variations maxima entre plantes-hôtes de la durCe des 2 premiers stades de dCveloppement (W

et L1) de P.manihori sont faibles. Elles sont de 20% pour le stade embryonnaire entre Poinsettia et Ganfo et de 26% pour le stade.Ll entre Incoza et Faux-caoutchouc.

Elles sont plus importantes pour les stades L2, L3, L4 avec respectivement 45% entre Poinsettia

et MpembC, 53% entre Poinsettia et Talinum et 48% entre Poinsettia Et 3M8.(Fig II-1).

TI - 2.2.3.2. Influence de la plante-hôte sur la durée préreproductive totale

Les rCsultats obtenus sont rCsumCs dans le Tableau 11-2. La durCe de la pCriode prereproductive,

qui est de 41,l jours sur Poinsettia est comprise pour les autres plantes entre 33,9 et 29,2 jours respectivement pour Incoza et 30M7, soit un Ccart de 4,7 jours entre les 2 valeurs extrêmes.

II - 2.2.3.3. Influence de la plante-hôte sur la mortalité larvaire

La mortalit6 larvaire, importante sur Poinsettia (30%), est très faible sur toutes les autres plantes-

h6tes, elle est comprise entre 4 % (Incoza) et 1,5 (MpembC et Ganfo), soit un "art de 2,5 % entre les valeurs extremes (Tableau 11-2).

23

50

40lm

30 -

20 -

10 -

0 -

I I l -

Plantes-hôtes

Fig II-1 : Influence des plantes-hôtes sur les différents stades de

développement (W, L1, L2, L3, L4) de P. manihori .

24

Tableau 11-2: Dude pdreproductive et mortalid larvaire de P . manihofi sur diffkrentes plantes-hôtes

(les moyennes 5 S.E., suivies des lettres identiques ne sont pas statistiquement

differentes au seuil de 1 % du test F de Fisher et de la PPDS) .

Plantes-hôtes Effectifs Durée de develop- Mortalité pernent (jrs) ("/.I

Poinsett ia

4 6 7 31.7 I 0.3 cd 2 Zanaga 4 8 0 32.2 5 0.5 c 2.5 Moudourna 4 2 6 32.4 i 0.5 bc 3 Faux-caoutchouc 4 2 3 33.9 i 1.7 b 5 lncoza 41 7 41.1 9 . 0 a 3 0

3M8 5 7 4 30.4 i 1.1 de 3.5 Talinurn 4 6 5 30.1 i 0.7 de 2 M'Pernbe 5 2 0 30.1 i 1.7 e 1.5

Ganfo 4 5 3 29.5 i 1.3 e 1.5 30M7 5 2 0 29.2 5 2 . 0 e 2

Tableau II-3: Paramètres de reproduction de P. manihoti sur diEkrentes plantes-h6tes (les moyennes I

S.E., suivies des l ems identiques ne sont pas statistiquement diffkrentes au seuil de

1 % du test F de Fisher et de la PPDS).

plantes-hôtes

Poinse t t ia lncoza

Faux-caoutchouc Moudourna

Zanaga 3M8

Talinurn M'Pernbe

Ganfo 30M7

Effectifs Durée de RO rc ponte (jrs) 919-

4 5 35.4 i 4.0 129.8 I 19.8 0.038 k 0.003 c 3 4 20.8 i 3.8 295.6 I 82.6 0.133 I 0.003 b 4 7 18.8 I 2.1 401 .O k 61.5 0.141 I 0.003 b 4 6 23.6 i 5.5 356.3 I 48.3 0.143 F 0.002 b 4 9 18.1 I 4.9 299.1 I 95.1 0.155 I 0.009 a 2 0 20.0 I 2.5 284.7 k 76.9 0.141 i 0.005 b 6 4 20.4 i 2.2 287.6 I 38.6 0.150 i 0.001 ab 61 16.0 i 4.3 249.0 I 69.3 0.150 i 0.003 ab 58 20.8 I 1.5 367.6 I 37.4 0.160 I 0.003 a 4 8 21.3 I 2.4 298.0 i 51.5 0.150 i 0.01 1 ab

25

II - 2.2.3.4. Influence de la plante-hôte sur le potentiel reproduteur

La durée de la pCriode de ponte, qui est de 35 jours sur Poinsetria, est comprise pour les autres

plantes entre 21,3 et 16 jours respectivement sur 30M7 et MpembC, soit un écart de 5,3 jours entre les valeurs ex@êmes. De même, le taux net de reproduction Ro est de 129,s Q/ Q sur Poinsettia alors qu'il est compris pour les autres plantes entre 401,O et 249,O Q/ Q respectivement sur Faux-Caoutchouc et

MpembC, soit 3 et 2 fois la valeur sur Poinsettia ( tableau 11-3). Les valeurs prises par le paramètre rc, qui intègre les paramètres dCmographiques CtudiCs

préddemment, confirment le caractère peu favorable du Poinsettia vis-à-vis du dCveloppement de la cochenille ( rc = 0,038). Pour les 9 autres plantes CtudiCes rc s'Cchelonne entre 0,160 et 0,133

respectivement pour Ganfo et Incoza soit 4,2 et 3 5 fois la valeur obtenues sur Poinsettia (tableau 11-3).

II - 2.2.3.5. Influence de la plante-hôte sur la taille et le poids

Le paramètre taille des cochenilles est très variable d'une plante à l'autre Ces valeurs sont

comprises entre 2,O mm (Faux-Caoutchouc, Talinum et variCtC de manioc Ganfo) et 1,l mm (Poinsettia),

soit un rapport de 1,8 . Si on ne considere que le genre Manihot celui-ci est de 1,5 entre Faux-Caoutchouc (2mm) et Incoza (1,3mm).

Le poids des cochenilles est Cgalement variable d'une plante 2 l'autre. Il est compris entre 0,92

mg (Poinsettia) et 1,97mg (Ganfo) soit un rapport de 2 . Ce dernier ne varie pas lorsqu'on ne considère que le genreManihot, soit 1,98 entre Ganfo (1,97mg) et Incoza (0,99mg) ( Tableau II - 4 )

II - 2.2.3.6. Synthèse des résultats

L'Ctude de l'analyse factorielle discriminante (A.F.D). (Fig. II - 2) montre que les deux premiers

axes discriminants restituent près de 98 % de la variabilitC des indices de resistance CtudiCs. La projection des unitCs statistiques sur le premier plan factoriel permet de bien visualiser les diffkrences entre les 10

groupes de plantes-h&es CtudiCs. On remarque que le premier axe discriminant est fortement corrClC avec tous les paramètres CtudiCs (Tableau II - 5). Il est corrClC negativement avec la capacitk intrinsèque d'accroissement (Tc), le taux net de reproduction @O), le poids (P) et la taille (T) et, positivement avec la

durCe de la pCriode prereproductive (DPP) et la durCe de ponte (DP). I1 oppose la plante faiblement multiplicatrice telle que Poinsettia à des plantes fortement multiplicatrices de la cochenille telles que le Faux- Caoutchouc, le Talinum et la variCtC de manioc Ganfo. Bien que I'interprCtation de la deuxième variable discriminante soit plus délicate, la combinaison des deux premiers axes discriminants permet de faire ressortir :

-d'une part la situation particulière du Poinsettia parmi les 10 plantes CtudiCes, caractCrisC par les DPP et DPR les plus longues, les indices Ro et rc les plus faibles et des femelles de petites tailles.

Tableau 11-3: Tailles et poids de P. manihori (N = 50) sur difftrentes plantes-hôtes (les moyennes i S.E.) suivies des lettres identiques pour la même colone ne sont pas statistiquement

diffkrentes au seuil de 1% du test F de Fisher et de la PPDS).

plantes-hôtes

Poinsettia In coza

Faux-caoutchouc Moudourna

Zanaga 3M8

Talinurn M'Pernbe

Ganfo 30M7

Taille Poids (mm) (mg)

1 .IO If: 0.04 d 0.92 i 0.10 d 1.30 I 0.03 c 0.99 I 0.03 d 2.02 I 0.02 a 1.65 I 0.1 1 b 1.50 rf: 0.40 b 1.20 -t 0.16cd 1.50 rf: 0.49 b 1.25 I 0.18cd 1.60 1- 0.06 b 1.26 I 0.30cd 2.00 I 0.02 ab 1.65 I 0.04 b 1.53 rf: 0.06 b 1.34 rf: 0.21 c 2.01 t- 0.07 a 1.97 I 0.06 a 1.60 1- 0.06 b 1.10 I 0.11 d

Axe 2

P

30M7 zanar 3M8 \ A A

L

klinum

Faux caoutchouc

e 2

27

Axel

Incoza

-

;) Moudouma ~ x e,

Poinsettia

Figure 11-2: Premier plan factoriel d'une Analyse Discriminante effecm& sur l'ensemble des

plantes 6tudi6-e~ (7 variktks de manioc : Incoza ( O ), Moudouma ( A ), &aga ( A),

3M8 ( + 1, "Pembe ( O 1, Ganfo ( 0 ), 30M7 ( ); le Faux-caoutchouc ( ), le Poinserria ( 0 ) et le Talinm ( e ) ) et des r+&itions (5lplante-hbte) et portant sur les 6 paramktres: C a p a c i ~ intrinsQue d'accroissement (TC), Du& pdreproductive (DPP),

M e de ponte (DP), Taux net de reproduction @O), Taille (T) et Poids (P). .

28

- d'autre part de &parer les 9 autres plantes CtudiCes en 3 groupes selon le degr6 de risistance dCcroissant h la cochenille : celui d'Incoza caractCrisC par des indices Ro et rc faibles, des femelles de petites tailles, des

DPP et DPR longues; celui de Zanaga, 30M7, Moudouma, 3M8 et MpembC caractCrisC par des valeurs moyennes des paramètres Ctudiés et celui de Ganfo, Talinum et du Faux-caoutchouc caractCrisC par des indices Ro et rc é1evCs;des femelles de grosses tailles et les DPP et DPR les plus faibles.

Le tableau II - 6 présente les corrélations entre les différents paramètres démographiques et morphologiques étudiés. La taille des cochenilles est corrélée significativement (n = 10, P 2 5%) aux trois paramètres démographiques, durée de la période préreproductive (DPP), taux net de reproduction (Ro) et capacitC intrinsèque d'accroissement (Tc) alors que le poids des cochenilles n'est

corrClC significativement qu'avec Ro.

Tableau II - 5 : CorrClation entre les deux premiers axes factoriels (AFD) et les variables statistiques

impliquCes dans l'analyse multivarike.

I Variables

DPP

RO

rC P T

DPR

Axe 1 Axe 2

0,891 - 0,355 - 0,849 - 0,007 - 0,901 0,433 - 0,809 - 0,468 - 0,912 - 0,411

0,801 - 0,453

Tableau II - 6 : Matrice de corrClation entre les differents paramètres biologiques de P. manihoti se developpant sur 10 "plantes-h&es".

DPP Ro TC Taille

Ro - 0,951 0,770 rC

- 0,648

Taille

- 0,550 0,619 0,54 1 0,924 poids

- 0,675 0,772 0,647

29

TI - 2.3.Discussion et Conclusion

Nos rCsultats expCrimentaux au laboratoire, sur la composante antibiotique de la rdsistance,

conf3ment ceux de Schulthess et d(1987) qui ont montre que les plantes-hbtes exercent une forte influence sur le pouvoir multiplicateur de la cochenille. En effet, rc est compris entre 0.038 (Poinsettia) et 0.160

(variCt6 de manioc Ganfo) soit un rapport de 1 & 4 entre les deux valeurs extrêmes. Si nous ne considirons que les seules variCtCs de manioc, le pourcentage de variation maximum est de 17 % entre les variCtCs Incoza (rc = 0.133) et Ganfo (rc = 0.160). Il est 2 fois plus important que celui observC par Schulthess et aZ. (1987) au NigCria, avec 8 % de variation maximum entre les variCt6s de manioc 91934 (rm = 0.1573) et

EGE DUDU (rm = 0.1704).

La variCtk de manioc Incoza serait la moins sensible aussi bien au champ qu'au laboratoire

d'antibiose. Le classement des autres variCtCs de manioc de la plus 2 la moins resistante est different selon

la composante de rCsistance considCrCe. Ainsi, la variCtC Zanaga dont la composante antixhotique est forte, est peu antibiotique au laboratoire. A l'inverse la variCtC 3M8,sensible au champ, prksente une forte composante antibiotique au laboratoire. Si nous considCrons le Poinsettia et le Talinum (le premier n'est jamais colonisC et le second l'est exceptionnellement dans les conditions naturelles) dont la composante antixCnotique de la resistance est très forte, nous constatons que le premier est très antibiotique (rc = 0.038) alors que le second ne l'est pas (rc = 0.150, identique & celui des variCtCs de manioc M'pembC et 30M7).

Ces résultats suggèrent que les mCcanismes de rCsistance des plantes-hbtes de P. manihoti qui interviennent dans la fixation du ravageur (antixCnose) sont diffkrents de ceux qui agissent sur le dCveloppement de la cochenille (antibiose). Des conclusions similaires ont CtC faîtes sur Homoptères Aphididae par Dent (1986) et Firempong (1988) et soulignent la nCcessitC d'etudier ces deux composantes de la resistance.

Nos r6sultat.s ont CtC obtenus sur des plantes BgCes de 4 & 6 mois. Dans les conditions naturelles, au Congo, les attaques de cochenilles interviennent, en saison sèche-debut de saison des pluies (juillet-

octobre), sur des plantes BgCes de 3 & 12 mois. Nos rCsultats sont-ils transposables & des stades

phhologiques plus Bges des plantes CtudiCes, en particulier du manioc ? En effet, diffkrents travaux effectuCs sur Homoptkres Aphididae montrent une influence du stade phenologique de la plante sur l'expression de la rksistance (Kieckhefer, 1983 ; Di Pietro & Dedryver, 1986). D'un point de vue pratique, dans le cadre d'un programme de selection variktale du manioc, l'estimation des composantes antixknotiques et antibiotiques de la risistance devrait se faire sur au moins deux.stades phCnologiques, &

4-6 .mois comme dans notre Ctude et & 10-12 mois, de manière à couvrir toute la periode où les risques d'infestations par la cochenille existent.

Parmi les paramètres dernographiques CtudiCs, la durCe de la periode prkreproductive (DPP) est celui qui contribue le plus aux valeurs prises par rc. En effet, la DPP est le paramètre le mieux corrklt (r = -

0,951 , P 5% ). D'un point de vue pratique, dans le cadre d'un programme de sClection varietale, la seule

estimation de DPP, rapide et facile, pourrait constituer une &ape preliminaire d'Cvaluation de la resistance par antibiose. Des rCsultats comparables ont CtC obtenus par Di Pietro & Dedryver (1986) qui ont CtudiC la resistance du blC d'hiver aux attaques du puceron Sitobion avenue (F.) (Hom. Aphididae).

30

Nous avons pu etablir des correlations significatives entre la taille des cochenilles et leurs

caracteristiques dernographiques pour l'ensemble des plantes CtudiCes. Ces caracteristiques du developpement de P. manihoti, sont comparables a celles des Homoptères Aphididae (Lowe, 1974; Taylor, 1975; Ajayi & Dewar, 1983 ; Wellings 8L Dixon, 1987; Dixon,l988 ; Fereres et a1.,1989). Chez ces derniers il est admis que la qualit6 nutritionnelle du substrat trophique en serait B l'origine (Mittler, 1958; Dixon, 1987). La selection de varietCs resistantes, en induisant une diminution de la taille et du poids

du ravageur risque de limiter l'efficaciti du parasitoïde E. Zopezi. En effet, le sex-ratio (Q / c f ) de ce dernier s'accroît lorsque la taille de son hbte augmente (Kraaijeveld & Van Alphen, 1986; Van Dijken et

aZ.,1991). Par ailleurs, bien que partielle, l'integration de la risistance de certaines varietes de manioc, dans un programme de lutte integrCe est susceptible d'induire une importante reduction des densites de P. manihoti , comme le montrent certains modèles de simulation sur pucerons des ckreales en Europe (Carter & Dixon, 1981; Acreman, 1984). Or, le sex-ratio d'E.lopezi est auDaente lorsque la densite de son hôte

au-mente (Van Dijken et aZ.,1991). Dans le cadre d'un programme de selection varietale qui viendra en appui d'un programme de lutte biologique, il conviendra d'etudier prkcisement les interactions plantes-

phytophages-parasitoïdes. Une attention particulière devra être portCe sur l'incidence varietale sur le sex- ratio d'E. lopezi, compte tenu de l'importance de ce paramètre en lutte biologique ( Sinha & Singh, 1979, Bhatt & Singh, 1991).

Il faut Cgalement noter que l'identification des varietes resistantes au travers de l'evaluation des caracteristiques antixhotiques et antibiotiques est insuffisant dans le cadre d' un programme de selection varikale. Des cultivars peuvent être antibiotiques et antixenotiques, et être non tol6rants.Tout programme de sClection varietale doit prendre en compte non seulement, l'influence qu'exerce la plante sur le ravageur

(antibiose et antixenose) mais doit aussi apprkcier la sensibilitC de la plante suite aux attaques des diprtklateurs (tolCrance).

II - 3. Etude de la tolérance des différentes plantes-hôtes de la cochenille du manioc Phenacoccus manihoti (Hom., Pseudococcidae)

II - 3.1. Introduction

La tolkrance est une composante de la fisistance des plantes. Elle designe leur capacite a supporter des populations d'insectes qui affecteraient gravement la croissance des plantes sensibles (Horber, 1980). Contrairement B I'antixCnose et B l'antibiose, elle n'exerce pas une forte pression selective sur les populations de ravageurs et peut ainsi se maintenir plus longtemps ( Auclair, 1989; Jimenez et aZ.,1988).

Dans le cadre de I't?valuation des composantes de la resistance des plantes-h&es de Pmanihoti, diffkrents degrts de resistance par antixenose et antibiose ont pu être mis en evidence dans le chapitre 11-2.

Le but de cette Ctude est d'apprecier la tolerance des plantes vis-a-vis de la cochenille du manioc. Cette

31

dernière a et6 appreciee au laboratoire, en quantifiant les modifications morphologiques et physiologiques

de la croissance des plantes provoquees par l'infestation par P.manihori. Le manioc qui est une plante arbustive pkrenne, est relativement tolerant aux maladies et

ravageurs, car, contrairement à la plupart des plantes cultivees, il ne presente pas de phases critiques de

dkveloppement susceptibles d'affecter le rendement. Cependant, les pertes de rendements sont importantes

si la dude de vie des feuilles et le taux de photosynthèse sont riduits ou si les tiges sont skvèrement

endommagees (Cock,1979). Ainsi au Nigeria, une expkrimentation en plein champ a permis de montrer que l'infestation du manioc par la cochenille farineuse du manioc se traduit par une perte de rendement B 12

mois comprise entre 52 et 58 %. Elle aurait pour origine une réduction de la vitesse de croissance et de la surface des feuilles; cette dernière influencerait fortement la production totale de matière sèche et sa

redistribution dans les tubercules (Schulthess et al. ,1991). Ces modifications de croissance induites par l'infestation par P.manihoti sont comparables B

celles provoquees par d'autres insectes piqueurs suceurs tels les Jassides (Andrzejewska ,1967) et les

pucerons (Dixon,l971 a et b; Barlow et al., 1977; Barlow & Messmer, 1982; Hawkins et al., 1985 et 1986). La quantification de ces modifications constituent un bon outil pour apprecier le degr6 de tolerance des plantes (Jimenez et al., 1989; Scott el al.,1991; Webster et al.,1991).

II - 3.2.Matériels et méthodes

Notre etude a porte sur les mêmes plantes-h6tes que celles utilisees lors de l'experimentation sur l'antibiose au laboratoire. Le protocole exp6rimental est le même que celui decrit au chapitre II.

II - 3.2.1. Etude des paramètres morphologiques des plantes-hôtes

Nous avons utilise la technique de Le Rii & Tertuliano (sous presse). Au temps TO, 15 plants par variete, de même taille, sont choisis parmi les pots initialement boutures. Ceux-ci sont divises de façon

aleatoire en 2 lots : un lot de 5 plantes qui est immediatement r6coltC et un lot de 5 paires de plantes qui sera recolt6 deux mois plus tard au temps Tl. Chaque paire est constituee d'un plant temoin (non infeste) et d'un plant traite (infeste avec 100 cochenilles neonates, larves L1 de moins d ' l jour). Nos conditions d'infestation au Congo (100 cochenilles pendant 2 mois) sont representatives du niveau numerique moyen

observe habituellement 2 mois après le debut de la gradation (Le RÜ et al, 1991a). Afin de maintenir les effectifs constants, nous effectuons 2 comptages hebdomadaires et, si necessaire, rajoutons des cochenilles de la même plante-h6te provenant de l'elevage de masse; enfin, lorsque les cochenilles atteignent le stade L4 avec ovisac, nous prdevons les ovisacs chaque semaine afin d' empêcher de nouvelles eclosions.

Les paramètres suivants ont et6 determines aux temps TO et Tl (témoin et traite) : nombre de

feuilles; surface foliaire; poids secs des feuilles, des tiges et des racines. Les surfaces foliaires ont Ctt calculees selon l'equation : Log (LA) = - 7,47 + 2,460 log (MLL) (LA = Surface foliaire (cm2); MLL =

32

Longueur du lobe median (cm)) (Hammer, 1980). Les poids secs ont et6 deteminCs après sCchage du

materiel vCg6tal à l'Ctuve à 50°C pendant 4 jours.

II - 3.2.2. Etude des indices physiologiques des "plantes-hôtes"

A partir de ces paramètres, nous avons determine les trois indices R, E et F qui permettent de

caracteriser l'ktat physiologique de la plante. Le premier, le taux relatif de croissance (R), d'Cquation :

R=(LogW1 -LogWO)/(T1 -To)

où WO et W1 sont les poids secs totaux à TO et T l , exprime la variation de poids de la plante par unit6 de

temps. Le deuxième, le taux d'assimilation nette E, &equation :

E = ((Wl- WO) / Cr1 -To)) ((Log A 1- Log A01 / (A1 - A01 où A0 et Al sont les surfaces foliaires à TO et Tl. Ce dernier est une bonne approximation du taux net de photosynthèse (Causton gL Venus,l981 cites par Hawkins et al, 1985). Dans un environnement constant, E peut être considCr6 comme un indice de l'efficacitk productive des plantes (Williams, 1946). Le troisième, le rapport de surface foliaire F d'kquation :

F=((Al /Wl)+(A2/W2)) /2

est un indice morphologique de la plante qui suppose que les feuilles sont les seuls organes assimilateurs de

la plante (Causton & Venus,l98l cites par Hawkins et al, 1985).

II - 3.2.3. Méthode d'analyse des résultats

Les valeurs moyennes ont ettc traitees statistiquement, par le test t au seuil de 5%. Les relations

entre les differents paramètres sont appr6ciks par simple codlation au seuil de 5%.

II - 3.3. Résultats

II - 3.3.1. Influence de l'infestation par P. manihoti sur les paramètres morphologiques des plantes-hôtes

L'infestation par P. manihori rCduit la surface foliaire de la plupart des plantes CtudiCes; cette rkduction n'est cependant significative que pour le Faux-caoutchouc et les variCtCs Moudouma, Ganfo, Zanaga, 30M7 et MpembC avec des pourcentages de riduction respectifs de 46 ; 51,6 ; 35,8 ; 27,4 ; 53,7 ; 56 . Elle reduit Cgalement de façon si,pificative de 55 et 48% le nombre moyen de feuilles des variCtCs de

33

3M8 et 30M7 et, de 32 et 45,6% le nombre moyen d'entre noeuds de la variCtC de manioc 3M8 et du

Taliiurn (Tableau II - 7). Le poids sec total des 10 plantes 6tudiCes n'est pas modifie si,pificativement par l'infestation. On

note cependant des réductions significatives de 53,3 et 63,9% du poids sec foliaire pour les variCt6s de

manioc Incoza et 30M7 et du poids sec de la tige ( 63,5%) chez cette dernière varieté (Tableau II - 8).

II - 3.3.2. Influence de l'infestation par P. manihoti sur les paramètres physiologiques

des plantes-hôtes

A l'exception de la variet6 de manioc 30M7, pour laquelle on constate une diminution si,gnificative (45%), le taux relatif de croissance R n'est pas modifie significativement par l'infestation par P. manihoti (Tableau II - 9). I1 en est de même pour le taux d'assimilation nette E (17,6%). En ce qui concerne le

rapport de surface foliaire F , il est significativement modifie de 39,7 ; 43 et 34% par l'infestation par la

cochenille mpectivement chez les varietCs de manioc Moudouma, 3M8 et 30M7.

6

34

Tableau 11-7 : Valeurs moyennes f S.E., de la surface foliaire, du nombre de feuilles, du nombre d'entre noeuds et de la longueur des e m s noeuds des plants t6moins et infest& par cent cochenilles

farineuses du manioc pendant 2 mois, de 7 variCt6s de manioc (Incoza, Moudouma, Zanaga,

3M8, MpemM, Ganfo, 30M7), du Faux-caoutchouc, du Poinsettia et du Talinum.

Plantes-hdtes

Poinsettia

Talinum

aux-caoutchou

Moudouma

3M8

Ganfo

lncoza

Zanaga

30M7

MpernM

T e s t t h 0,05

Etat

Tdrnoin Infeste

Telrnoin Infeste

TBrnoin Infeste

TBrnoin Infeste

TBrnoin Infeste

TBmoin Infeste

TBrnoin Infeste

TBrnoin Infeste

TBmoin Infeste

TBmoin Infeste

jurf foliaire rno! (crn2)

45,6552,40 43,12522,86

0,21(NS)

9,5654,037 8.5351,84 0,51 (NS)

100,2757,30 54,106527,80

3,59(S)

63,9456,81 30,9159,18

6,81(S)

35,58f10,71 30,04513,29

0,72(NS)

22,73+3,94 14,6055,06

2,83(S)

41,8957,83 38,6251 2,72

0,49(NS)

51,0457.43 37,7959,71

2,42(S)

86,3851 0,83 39,9659,86

7,08(s)

67,65513.80 29,7151 1,38

4,74(S)

Nbre rnoy de flles

9.00f2.73 13,20&8,28

1,07(NS)

42,00512.28 39,80519,51

0,21 (NS)

7,00fl,87 9,2051,48 2,06(NS)

15,4051,81 15,0053,08

0,25(NS)

11,6052.40 5,2055,16

2-51 (SI

17,0053.31 13,0054.84

1,52(NS)

9,60f2,07 4,0051 ,O0 5,43(NS)

14,2052,16

0,25(NS)

20,0054,OO 10,4054,72

3,46(S)

14,20*2,16 13,6054,45

0,27(NS)

I 3,ao52,77

NS : non significatif ; S : si_@catif

tbre rnoy d'entre noeud:

36,6059,94 27,00513,49

1,28( NS)

49,60511,26 27,00513,49

2,87(S)

23,2052.86 23,6052,40

0,23(NS)

40,0054,24 41,6053,78

0,63(NS)

41,0055,09 32,0056,74

2,38(S)

49,2050,83 47,D054,52

1,06(NS)

32,6053,28 32,0052.91

0,30( NS)

47,2052,95 42,0052,34

3,08(NS)

42,6056,87 33,0057.17

2,16( NS)

38,8055,54 40,8052,38

0,74(NS)

.ong rnoy d'entre noeu (cm)

1,7550.57 2,0450,73 0.69(NS)

1,32f0,40 1,33f0,34 O.OS( NS)

5,50+0,80 4,1251,18 2,15(NS)

2.8950,28 2,35+0,15 3.66(S)

1,8950,28 1,88+0,29 O,OS(NS)

1,12+0,04 1.1 1+0,07 O,O9(NS)

2,2450,29 2,1350,28 0.59( NS)

1,8850,20 1,71+0,17 1,43( NS)

2,7650,31 2,4550,39 1,37( NS)

2,3850,15 2,5850.33 1,20( N S )

35

Tableau II-8 : Valeurs moyennes -t S.E., de la matière sèche des feuilles, de la tige, de la bouture, des

racines et totale des plants tdmoins et infest& par cent cochenilles farineuses du manioc

pendant 2 mois, de 7 variCtCs de manioc (Incoza, Moudouma, Zanaga, 3M8, M'pemtk,

Ganfo, 30M7), du Faux-caoutchouc. du Poinsema et du Talinum.

Plantes-hôtes

Poinsett ia

Talinurn

'aux-caoutchous

Moudouma

3M8

Ganfo

lncoza

Zanaga

30M7

M'pembé

Etat

Témoin Infesté

Témoin Infesté

Témoin Infesté

Témoin Infesté

Témoin Infeste

Témoin Infeste

Témoin Infesté

Témoin Infeste

TBrnoin Infesté

Témoin Infeste

r

Feuille

0.3320,20 0,9720,69 1,99(NS)

0,6820,21 0,5920,29 0,55(NS)

3,5a+o,92 3,7920,80 0,38(NS)

3,4820,73 2,5521,15 1,51 (NS)

1,6620,69 0,7820.70 1,98(NS)

2.3020,66 1,5420,44 2,12(NS)

1,8020,33 0,8420,30

4,75(S)

2,8220,49 2,7020,88 0,27(NS)

4 , l 020.52

7,7O(S)

3,0920.95 2,3721,17 1,06(NS)

1,4a20,54

Tige

2,8320,38 3,28+1,78 0,55(NS)

4,3521,98 4,4520,99 O,O9(NS)

16,9625,44 16,1314,73

0,25(NS)

8,1522,08 8,27+3,72 0,05(NS)

5,4421,45 4,0820,84 1,80(NS)

3.2420,63

0,12(NS)

6,4320,73 7,29+2,27 0,80(NS)

4,7721,67 3,9621,78 0,73(NS)

3,19*0,5a

8,08+2,94 2,95&1,44

3,49(S)

8,0852,94 5,4651,86 1,67(NS)

Matières seches(g)

Bouture

6.6722,26 6,63+3,20 0,02(NS)

1,12+0,23 1,61+0,43 2,23(NS)

10,33+1 ,a8 10,3352,14 0,002(NS)

10,67+7,a4 12,54351 O

0,44(NS)

17,2021 , O 3

1,14( NS)

8,84+6,044 7,3824,60

21 ,a1&8,94

(NS)

23,23214,9( 27,16+10,6€

0,48(NS)

9,9222,42

0.81 (NS) e,a2+1,82

12,32&7,a6 6,2022,89 1,63(NS)

10,3025,65 11,00*5,52

0,19(NS)

racine

0,7420,41 1,04+0,69 0,82(NS)

0,27+0,11 0,4220,09 2,07(NS)

0,56+0,20 0,60+0,oa 0,34(NS)

0,90+0,5a 0,6420.20 0,93(NS)

1,11+0,91 0,6820,65 0,84(NS)

0,6120,31 0,5320.16 0,52(NS)

1,76+1,59 1,1220,72 0.81 (NS)

0,7820.21 0,9520,64 0,53(NS)

0,4720,05 0,4420,25 0,27(NS)

0,5520,20 0,5620,15 0,12(NS)

1

?lante entière

10,5722,18 12,9525,09

0,96(NS)

6,4222,13 7,07221 ,O9

0,60(NS)

31,44+6,59 30,8615,73

0,14(NS)

23,22f9,98

0,13(NS) 2 4 , 0 1 ~ a , 1 9

25,5821 ,I 9 27,37+9,67

0,41 (NS)

15,55+5,92 12,8524,42

0,81 (NS)

33,22215,60 36,42*10,00

0,38(NS)

1 a,3024,26 16,4324,22

0,69(NS)

24,9129,58 11,02f4,65

2,91 (NS)

19,42+8,72 19,41 f5,91 0.004(NS)

T e s t t 2 0,05 ; NS : non significatif; S : significatif

36

Tableau II-9 : Valeurs moyennes k S.E., du taux relatif de croissance R, du taux d’assimilation nette E

et du rapport de surface foliaire F des plants tCmoins et infestis (cent cochenilles

farineuses du manioc pendant 2 mois), de 7 v a r ” de manioc (Incoza, Moudouma,

Zanaga, 3M8, M’pembC, Ganfo, 30M7), du Faux-caoutchouc, du Poinsettia et du

Talinum.

Plantes-hôtes

Poinsettia

Talinllm

Faux-caouuhouc

Moudouma

3M8

Ganfo

I n C O Z a

Zanaga

30M7

M’pembé

Etar

Témoin Infesté

I

T h o i n Infesk

*

Témoin Infesté

*

Témoin Infesté

*

Témoin Infesté

*

Témoin Infesté

*

Témoin Infesté

*

T h o i n Infesté

*

Témoin Infesté

*

Témoin Infesté

*

”est t 2 0,05 : NS : non significatif; S : significatif

37

II - 3.4. Discussion et conclusion

chez le Poinsettia, aucun des paramètres CtudiCs n'a CtC significativement modifit!. Par contre chez

Talinum, Dicotoma , Incoza, Zanaga et MpembC un seul paramètre est rCduit. De mème pour Moudouma , 3M8 et Ganfo, 2 à 3 paramètres sont riduits significativement et enfin pour 3M7 (7 paramètres sont rCduits

significativement).

Classiquement, l'infestation par les insectes piqueurs suceurs se traduit par une reduction de la

surface foliaire, du poids sec, du taux moyen de croissance relative R , du taux net d'assimilation E et du rapport moyen de surface foliaire F des plantes (Galecka,1977; Mallot & Davy, 1978, Barlow & Messmer,

1982, Hawkins et al, 1985, Priiter & Zebitz, 1991). Dans notre Ctude, à l'exception de la variCté de manioc 30M7, qui obCit à ce schéma, l'infestation durant 2 mois par cent cochenilles rCduit la surface foliaire et le rapport de surface foliaire 0, mais ne modifie pas le poids sec total, ni le taux relatif de croissance (R) ni

le taux d'assimilation nette (E) des plantes 6tudiCes. Bien que gCnCrale la riduction de surface foliaire dCpend de la plante considérée. Ainsi, elle n'est

pas significative chez le Poinsettia et le Talinum et, au sein de l'espèce M . esculenta, elle n'est pas significative chez Incoza et 3M8 mais si-pificative pour les 5 autres variétCs. Par rapport aux rksultats de

Schulthess et al (1991) obtenus sur une seule variCtC de manioc (TMS 30572), notre etude montre que si l'infestation par P.manihofi se traduit effectivement par une reduction de surface foliaire, cette dernière est très variable selon le cultivar considCr6, comprise entre 7 et 56 %. Si l'on pousse l'analyse de la croissance des plantes , notamment en considerant le nombre moyen de feuilles, le nombre d'entre-noeuds et la longueur moyenne des entre-noeuds, on constate que le diveloppement des plantes est peu affecté par l'infestation par la cochenille (Tableau II-7). Lorsque cette dernière modifie si,gcativement la croissance

des plantes, elle peut selon les cas reduire la durCe de vie des feuilles (30M7), leur vitesse de

developpement (Talinum) ou les deux B la fois (3 M8). L'infestation par P. manihoti ne modifie pas significativement le poids sec total des 10 plantes

Ctudiées. Ce rksultat est en contradiction avec ceux dCjja obtenus sur la cochenille du manioc (Schulthess et al.,1991) et sur Homoptères Aphididae (Hawkins et al., 1985; Wellings et aL1989) qui rapportent une reduction du poids sec des plantes après infestation. Cela ne peut être attribue B une durCe d'experimentation trop courte. En effet, les conditions d'infestation de notre Ctude sont très proches des conditions naturelles, des pullulations de l'ordre d'une centaine de cochenilles et une durke de gradation de

l'ordre de 2-3 mois au Congo. On note cependant (bien que non significatif), que le poids sec total de la variCtC de manioc 30M7 est le plus rkduit par l'infestation par la cochenille. L'absence de rCduction du poids sec total des autres plantes CtudiCes serait like A leur tolérance B P. manihofi. Cependant, l'incidence de l'infestation par la cochenille n'est pas homogène sur l'ensemble des organes. Elle est davantage marquée sur les parties airiennes que sur les parties souteraines. Le poids sec foliaire du Poinsettia est multipliC par 3 alors que celui du 30M7 est rCduit de 64%. Le poids sec des racines du Poinsettia et du Talinum est rCduit de 50%, et, de 36% chez Incoza. Cette observation montre que l'infestation par P.

38

manihori modifie la r6allocation des nutriments de la plante produits par la photosynthèse. Une observation similaire a CtC faîte sur concombre et Eve infest& par des insectes phloemophages (Brinkmann et al.,

1990), ainsi que sur fève infestee par Aphis fabae Scop. (Hom. Aphididae). Cependant, ce phhomène n'est pas g6nCral; Wu & Thrower (1981) rapportent en effet une incidence homogène sur tous les organes

de Vigm sequipedalis Fruw. infestee par Aphis craccivora koch.. Des trois paramètres : taux moyen de croissance relative R, taux net d'assimilation E et rapport

moyen de surface foliaire F, seul le dernier est globalement modifie dans le sens d'une reduction, bien que

non si,gnificative pour la plupart des plantes-h&es. Ce resultat est different de ceux obtenus sur pucerons (Mallott & Davy, 1978 ; Barlow &Messmer, 1982 ; Hawkins el al. 1985 ; Hawkins et al., 1986 ; Priiter &

Zebitz, 1991) où l'infestation se traduit par une reduction de R et E, F restant inchangC. L'absence de

modification du paramètre E, qui est une approximation du taux net d'assimilation, sous-entend que la productivitt? des plantes ne serait pas modifiee. Nhrmoins, la reduction de la surface des feuilles, sans modification significative de leur poids sec, correspond à une modification de la physiologie des plantes;

elle se traduit par une au,gnentation de la proportion d'assimilats disponibles, en liaison avec une reduction de la teneur en eau des feuilles. Ces modifications de la physiologie du manioc induites par l'infestation par

la cochenille, comparables B celles provoqukes par le stress hydrique (El-Sharkawy & Cock, 1987),

suggèrent que les mécanismes de rCponse au stress seraient identiques dans les deux cas. A l'exception de la variétC de manioc 30M7, toutes les plantes CtudiCes sont tolkrantes à

l'infestation par la cochenille du manioc. Le degrC de tolCrance n'est pas lit5 B l'espèce vCg6tale (les varietCs Ganfo, Incoza et Zanaga sont aussi tolerantes que le Talinum et le Faux-caoutchouc) et le type de reponse B l'infestation, au sein du genre Manihot, est fonction de la variCtC. Notre Ctude confirme la relative tolCrance du manioc aux attaques des ravageurs rapportCe par Cock (1979). Ce dernier explique cette tolerance par

l'absence de phase critique de croissance du manioc et par sa capacite B compenser les pertes provoquies par les maladies et les ravageurs, lorsque les conditions redeviennent favorables. Elle apparaîi cependant

fonction de la variet6 consider&. On note, en effet, differem d e e s de tol&rance 2 la cochenille au sein de l'espèce M. esculenta. Ainsi, les variCtCs Ganfo, Incoza et Zanaga (1 seul paramktre Ctudie est modifit5 significativement par l'infestation) sont plus tolerantes que les variCtCs 3M8 et Moudouma (3 paramètres modifies par l'infestation), elles mêmes plus tolerantes que la variete 30M7 (7 paramètres modifies par l'infestation). Nos resultats, bien qu'obtenus sur des plantes en pots, permettent de s'interroger sur la

portee des etudes ayant Cvalu6 l'incidence de l'infestation par la cochenille du manioc sur les rendements en tubercules. En effet, ces etudes ont port6 sur une seule varitte bouturCe en d6but de saison des pluies ou sur 2 varietCs bouturees en fin de saison des pluies, et, ont CtC rCcoltCes 21 1 an (Schulthess et al, 1991 ; Nwanze, 1982). Ces conditions sont assez 6loignnCes de celles couramment rencontrees en milieu paysan en Afrique Centrale, à savoir, un bouturage effectue pendant les premiers mois de la saison des pluies, avec 2

à 3 variCtCs par parcelle et une ricolte pratiquCe sur des plantes 2gées de 18 à 24 mois, voire davantage. On notera que selon les variCtCs, la plus forte croissance des tubercules se fait la première annCe ou la seconde. Le classement des varietCs en fonction de leur rendement peut-être très diffkrent selon que l'on considère des plantes d'l an ou de 2 ans (Amvetz, Comm. Person.). Comme pour les pucerons, il est probable que

39

l'on ne puisse carreler, les pertes de rendement du manioc avec l'abondance de la cochenille, car les facteurs

de pertes sont multiples. Enfin, de telles evaluations doivent être determinees dans des conditions aussi

différentes que possible (Wellings et al., 1989).

II - 4. Conclusion

Ce travail est le premier à avoir aborde l'Ctude des differentes categories de resistance des plantes

vis-à-vis de la cochenille du manioc. I1 a permis d'identifier des varidtes de manioc partiellement resistantes,

en terme d'antixinose et d'antibiose, àP. manilzoti. Avec 1'Ctude sur la tolerance , qui vient completer celle sur l'antibiose et l'antixenose, les

différentes composantes de la resistance des plantes-hôtes ont et6 Cvaluees. Mis à part le Poinsettia et le Talinum (plantes-hôtes non naturelles) qui presentent une resistance totale h la cochenille de type antixenotique, les 8 autres plantes, qui appartiennent au genre Manihot, developpent des resistances

partielles de type antibiose et tolerance. Dans le cadre d'un programme de selection varietale,

l'incorporation de tels degres de resistance, qui permet de riduire les degbts du ravageur à un niveau Cconomique acceptable apparait plus raisonnable que de selectionner des varietes immunes (Auclair, 1989). Par ailleurs, dans le contexte d'une culture comme le manioc, faisant intervenir très peu d'intrants, l'utilisation de cultivars partiellement resistants represente un moyen de lutte economique et efficace. A

l'avenir, un programme de selection varietale sur le manioc, devrait s'attacher à identifier des varietCs à

forte composante antibiotique et presentant une bonne tolerance telle que les varietCs Zanaga ou Incoza au

Congo. Cependant les mCcanismes de cette rCsistance restent à prkciser. La pression de selection exercee

par les ravageurs du manioc serait faible (la culture du manioc est tri3 dispersCe, avec de très nombreuses races locales et varietes traditionnelles presentant une grande variabilitk de sensibilite aux ravageurs et maladies) indiquant probablement une dsistance de type horizontal et polygenique (Bellotti & Kawano, 1980). Ce dernier point, s'il est confirme, laisse supposer que les mecanismes de la resistance du manioc sont multiples. Dans les conditions naturelles, le manioc n'est fortement infeste par la cochenille que pendant trois mois de l'annCe. Les brusques variations d'effectifs du ravageur sont observees lors

d'importantes modifications de la physiologie de la plante (dessèchement des sommites de tige et stockage de matière sèche dans les tubercules de manioc en saison sèche et pousske de sève en debut de saison des pluies) en relation avec des variations des facteurs climatiques tels que la pluviomtme, la temperature, et l'hygrometrie (Le RÜ et aZ.,1991). Ces observations indiquent que des modifications de l'activite

photosynthetique provoquent des modifications temporaires de la resistance de la plante, suggCrant des mecanismes de resistances liees à des caractères biochimiques telle la composition de la sève phloimienne en acides aminks, en sucres et en substances secondaires (cyanures libres, phCnols, alcaloïdes). Les compositions biochimiques des plantes presentant differents degres de resistance à la cochenille du manioc restent h Ctudier.

CHAPITRE III

40

III- INFLUENCE DE QUELQUES SUBSTANCES BIOCHIMIQUES DES PLANTES DANS L'EXPRESSION DE LA RESISTANCE DE TYPE ANTIBIOSE VIS-A-VIS DE P M A N I H Q T I

Dans le chapitre prCcCdent, l'interaction entre P. manihofi et ses "plantes-h6tes" a CtC abordCe au

travers de l'&de des differentes catCgories de resistance au sens de Painter (1 95 1-1 958) non-PrCfCrence,

,4ntibiose et tolérance. Cette Ctude a notamment permis d'identifier des genotypes plus ou moins rksistants en terme d'antibiose.

Dans ce chapitre,nous nous proposons d'Ctudier les mecanismes biochimiques pouvant être

impliquks dans la rksistance de type antibiose de la plante vis-à-vis de son ravageur. Masson (1982)

qualifie les substances impliqdes dans ces mCcanismes de substances allClochimiques Ctant donne qu'elles

engendrent des modifications comportementales de l'insecte. Herrbach (1985) dans une Ctude

bibliographique signale que ces substances sont soit phagostimulantes soit phagodisuadantes. NCanmoins, l'effet de ces substances vane en fonction du couple plante-insecte Ctudie. L'Ctude des substances primaires (acides aminCs et sucres) et des susbtances secondaires (composCs cyanCs et flavonoIdes glycosylCs) feront

l'objet de ce chapitre.

III - 1. Etude des Acides aminés et des Sucres

III - 1.1. Introduction

Parmi les mCcanismes biochimiques de la rksistance, la teneur de la sève phloCmienne des plantes en acides aminCs et en sucres, a CtC CvoquCe A maintes reprises, notamment chez les Homoptères Aphididae (Auclair et al., 1957; Van Emden & Bashford,1971 ; White, 1984 ; Dreyer & Campbell, 1987). Ainsi, la concentration en acides aminCs libres et en sucres de la sève phlotmienne de la luzerne (Medicago sativa L.) participe A sa resistance au puceron A. pisum (Febvay et aI., 1988 ) et, le niveau de rCsistance de l'orge (Hordeum bogduni Wil) au puceron Rhopalosiphum. padi (L), est corrClC positivement avec la concentration de certains acides aminCs libres de sa sève phloèmienne (Weibull, 1988). De même RahbC et al (1988) sur milieu artificiel, montrent que la reproduction, la survie des adultes, la croissance et le

dkveloppement lamaire du puceron A.pisum, sont influencCs par les teneurs en saccharose et en acides aminCs ainsi que par le profil de ces derniers. Par contre, Girousse (1988) montre que ni les concentrations totales en saccharose et acides amines ni le rapport ( saccharose / acides amines) ne sont responsables de la resistance de la luzerne (Medicago sativa L.) ZI 1'Cgard du puceron A . piswn. Le r61e du'spectre des acides aminCs reste incertain.

L'Ctude des modifications des teneurs en substances biochimiques induites par les attaques

d'insectes en tant que mecanismes de resistance a fait l'objet de nombreux travaux (Fowler gL Lawton,

1985; Rhoades,l985). Ces modifications peuvent notamment influencer la prise de noumture et le taux de croissance des populations de phytophages. Jusqu'au debut des mCes 70, la plupart des etudes ont port6 sur des insectes phyllophages (Rhoades,l983). Depuis lors, les etudes se sont multipliees sur les insectes piqueurs. Les rksultats de ces travaux apparaissent contradictoires. Ainsi en ce qui concerne le mCtabolisme de l'azote, Wellings & Dixon (1987), avec le puceron de l'&able Drepanosiphurn platanoidis (Schr.), n'observent aucune modification majeure des teneurs totales en acides amines libres, ni même des

proportions des acides amines connus pour être essentiels au developpement des pucerons. Dorschner et al.

(1987) avec Schizaphis graminurn (Rondani) rapportent une augmentation, alors que Macfoy &

Dabrowski (1984) avec le puceron Aphis craccivora (Koch) constatent une diminution des teneurs en acides amines libres totaux de la plante. Havlickova (1987) avec Rhopalosiphumpadi (L.) rapporte soit une au,nentation (partie aerieme), soit une diminution (partie souterraine) des teneurs en acides aminés totaux. Poehling (1985), Fisher (1987) et Ciepiela (1989) constatent une modification de leur composition relative,

respectivement avec Aphis fabae (Scop.), Elatobium abietinum (Walker), et Sitobion avenae (F.). Dans certains cas ces modifications du metabolisme de l'azote, induites par l'infestation des pucerons, semblent

pouvoir être reliees à la resistance des plantes. Ainsi Ciepiela (1989) rapporte une plus forte au,mentation de la phénylalanine et de la tyrosine, qui sont des prkcurseurs des phénols, sur une varieté resistante que sur une variete sensible de blC, suite B l'infestation par le puceron Sitobion avenae Q. Poehling (1985) et Havlickova (1987) constatent respectivement que l'infestation par les pucerons modifie d'autant plus le

m6tabolisme azote des plantes qu'elles sont peu resistantes au puceron de la Eve (Aphis fabae Scop) et du blC (R.padi ). En ce qui concerne le métabolisme du carbone, seuls Macfoy & Dabrowski (1984)

rapportent une reduction des teneurs en sucres de differentes varietCs de soja, suite h l'infestation par le puceron Aphis craccivora (Koch.) et Holmes et al. (1991) sur S. grarninum infestant du blC signalent

l'absence de modification de la teneur en sucres totaux ainsi que de sa repartition dans la plante.

Chez les Homoptères Coccoidea, seul Newbery (1980) signale que l'infestation d'Euphorbia pyrifolia Lam. ( Euphorbiaceae) par Icerya seychellarum (Westw.) Margarodidae induit une diminution de la teneur en azote soluble des feuilles.

II faut noter qu'un autre effet couramment observe lors de l'infestation par les insectes piqueurs,

est la reduction de surface foliaire des plantes. Cette réduction se traduit par une altération de leur capacitc? photosynthetique qui sous-entend une modification de leur mCtabolisme.(Dixon, 1988).

Cette etude se propose de prCciser si l'infestation par la cochenille du manioc modifie le

métabolisme de l'azote et du carbone de ses plantes-h6tes, en particulier les teneurs totales en acides amines et en sucres libres et la teneur relative en acides amines de leur extrait de feuille. Nous nous sommes Cgalement interessés 2 l'incidence de l'infestation sur la surface foliaire de manikre h prkciser si les deux

4 2

phhomènes pouvaient être conClCs entre eux. Enfin, nous essayerons de relier la qualit6 nutritionnelle

(sucres et acides amines) de l'extrait des feuilles des differentes plantes CtudiCes après infestation h leur

degr6 de risistance par antibiose.

III - 1.2. Matériel et méthodes

III - 1.2.1. Les plantes-hôtes

Huit plantes-hôtes au total ont fait l'objet de notre etude. Elles ont CtC choisies parmi celles qui

ont servi à l'experimentation sur les relations d'antixCnose et d'antibiose entre P . manilzoti et ses plantes-

hôtes (chapitre 11). En effet, les 5 variCtCs de manioc retenues pour cette Ctude couvrent l'ensemble de la gamme des

valeurs prises par la capacitC intrinsèque d'accroissement rc (Laughlin, 1965) pour cette espèce : Incoza (rc

= 0,133) , 3M8 (rc = 0,141) , M'pembe et 30M7 (rc = 0,150) et 59M2 (rc = 0,153) teste par Le Rii et al.,

(1991). Bien que les Ccarts entre ces valeurs ne soient pas très ClevCs , les differences observCes lors des criblages varietaux en terme d'antixenosis (chapitre 2) suggèrent que des diffgrences nutritionnelles pourraient exister. Le Faux-caoutchouc (rc = 0,141) , le TaJinum (rc = 0,150) et le Poinsettia (rc = 0,038)

CtudiCs lors du chapitre precedent ont CtC Cgalement retenus.

III - 1.2.2. Obtention des plants expérimentaux et conditions d'étude

La technique est la même que celle utilisCe au chapitre II

III - 1.2.3. Infestation des plants expérimentaux

Dix plants par plante-hôte ont et6 choisis pour l'Ctude. Ils ont CtC divisCs de façon alCatoire en

deux lots de 5 plants chacun, l'un ternoin et l'autre infeste (100 cochenilles nConates sont reparties sur la

3ème, 4ème et 5ème feuille h partir de l'apex). L'infestation dure 2 mois ( durCe du cycle biologique de la

cochenille).

III 1.2.4. Prélèvement de la sève

Trois feuilles (3ème, 4ème et 5ème h partir de l'apex), par plant tCmoin et infestC, pour chaque

plante-hôte CtudiCes sont prClevCes. L'apparition de latex dans les minutes qui suivent la r6colte des feuilles n'a pas permis d'utiliser

la technique de prClèvement de Pate & Sharkey (1974). Les feuilles sont dCp6tiolCes puis enveloppies (par lot de 3) dans un filtre en nylon h mailles de 0,05 mm. Celui-ci est plad (base des feuilles dirigees vers le fond) dans un tube de centrifugation, au fond duquel ont CtC disposees dix billes de verre de 5 mm de

4 3

diamètre, afin d'Cviter que le liquide extrait ne soit au contact du filtre en fin de centrifugation. Après une

centrifugation B 6000 tours/mn (4290 G) pendant 10 mn, B OOC, le filtrat est recueilli dans des tubes de lyophilisation qui sont stockes B -20°C. Le filtrat est surtout constitug de sève brute, de sève Claboree et de liquide intercellulaire car la vitesse et le temps de centrifugation ont CtC dCterminCs de manière à ce que les

parois cellulaires des feuilles ne soient pas dCtruites au cours de I'opCration (MCthode de Rohringer et al.

(1983) modifiCe par Tertuliano & Le Rii, (1992). Les filtrats sont lyophilisCs ( Flexi-Dry Model FDX-1-54; FTS Systems), puis envoy& au

laboratoire d'Analyses Organiques et Biochimiques du centre de CoopCration International en Recherche Agronomique pour le Dkveloppement (C.I.R.A.D.) B Montpellier.

III - 1.2.5. Dosage des acides aminés et des sucres

III - 1.2.5.1. Dosage des acides aminés libres

Après mise en solution dans du citrate de sodium 0,2 (pH 2,3), dilution avec un tampon borate

de sodium (0,4 N, pH 9 5 ) et derivation B l'orthophtaldialdChyde, les acides aminés sont sCparCs par HPLC (Beckman 420) sur une colonne de silice greffCe Cl8 (3 microns par un gradient dacitate de

sodium (0,Ol M> et de mCthanol (debit lml/mn). La detection est pratiquee avec un fluorimètre (Shimadzu

RF 530) et les calculs sont effectuks par rapport à un standard (Pierce Rif. 20089).

III - 1.2.5.2. Dosage des sucres

Après extraction B l'kthanol (80 %), purification sur resines Cchangeuses d'ions, les sucres sont

analysCs par HPLC (Beckman 420, colonne Brounlee-Amino SpCri 5), dCtectCs par rCfractomCtrie differentielle et quantifiCs sur un intCgateur (Hewlett-Packard 3390 A).

III - 1.2.6. Analyses statistiques

Les valeurs moyennes ont CtC traitCes statistiquement, par une analyse de variance (test F de

Sheffe et par la mCthode de la PPDS ou PLSD de Fisher au seuil de 5% ). Les relations entre les diffirents paramètres sont apprCciCes par simple corrClation au seuil de 5 %.

La variabilite de la composition en acides aminCs de tous les individus infest& des 8 plantes-

h6tes a é t i CtudiCe par une Analyse Factorielle Discriminante (DagnClie, 1975) : 8 populations x 5 rCp6titions (plants) = 40 individus et 18 variables = acides aminCs .

44

III - 1.3. Résultats

III - 1.3.1. Acides aminés

III - 1.3.1.1. Influence de l'infestation par P. manilzoti SLX la concentration en acides aminés totaux.

A l'exception de 30M7, les concentrations totales (nmol / mg de poids sec d'echantillon) en

acides amines des extraits de feuilles des plants temoins et infestes, très variables d'une plante 2 l'autre ne sont pas statistiquement différentes (Tableau III - 1). Par ailleurs on constate que l'infestation par

P. manihori ne produit pas le même effet chez toutes les plantes CtudiCes. En effet, chez Poinsettia, la concentration totale en acides aminCs des plants infestes a augment6 de 20 %, alors qu'elle est restke pratiquement stable chez 59M2, Mpemb6 et Faux-Caoutchouc ; par contre elle a diminui respectivement de 19,31,37 et 42 % chez 3M8, Incoza, 30M7 et Talinum. De même, des differences de concentration totale

en acides aminés sont observies entre les plantes au sein d'une même catégorie (temoin et infeste) (Tableau III - 1).

Tableau III - 1 - Concentrations totales de la sève en acides aminés (nmoles /mg de poids sec

d'échantillon, moyenne t- S.E. ; n = 5).

Plantes-hGtes r 3M8

Poinsettia

59M2 M'pembe Talinum Incoza

Faux - Caoutchouc

30M7

Concentrations en acides aminCs I - *

T6moin

52,44 1- 12,53 a 14,25 1- 2,59 bc

15,93 1- 3,07 bc 15,59 1- 3,84 bc 21,40 t- 21,60 bc 17,48 t- 7,26 bc 9,612 1,12 c

11,55 & 2,80 bc

ns ns ns ns ns ns ns

S

Jnfesté 42,32 rt 12,70a

17,73 1- 5,68 bc 17,04 & 5,76 bc 14,46 1- 7,65 bc 12,36 sf: 16,lO bc 12,M 2 4,92 bc

9,25 1- 0,87 c

7,24 2 2,62 c

IC '

0,141 1- 0,005 b

0,038 1- 0,003 c 0,153 & 0,004 ab 0,150 & 0,003 ab 0,150 k 0,001 ab

0,133 1- 0,003 b 0,141 2 0,003 b 0,150 & 0,011 ab

Les moyennes affectees de lettres identiques ne sont pas différentes (Test F de Scheffe F = 9,Ol ; PLSD de Fisher, PLSD = 11,39 P I 0,OS). ns (non significatif), s (significatif). 64

45

III - 1.3.1.2. Influence de l'infestation par P . manihoti sur le profil des acides aminés

La figure III - 1 prCsente les concentrations de chaque acide amink pour les diffkrentes plantes

CtudiCes sur les plants (non infestes et infestes). L'acide glutamique, la glutamine, 1'Cthanolamine et

l'alanine representent près de 50 96 des acides aminCs de la sève des feuilles des plants CtudiCs aussi bien chez les infestes que chez les tCmoins ; l'acide aspartique, l'asparagine et la sCrine près de 20 96 tandis que

la tyrosine, la methionine, l'isoleucine, la leucine et la lysine sont prksentes en très faibles pourcentages.

Les proportions relatives en acides aminCs libres sont differentes d'une plante à une autre (Fig.111-I).

Quelque soit la plante, leurs teneurs n'ont pas CtC modifiCes après 2 mois d'infestation.

III - 1.3.1.3. Influence de la composition en acide aminé des plantes-hôtes sur l'expression du potentiel biotique de P . manihoti.

III - 1.3.1.3.1. Acides aminés totaux

Des variations importantes de teneur totale en acides aminCs sont observCes entre les diffkrentes plantes CtudiCes(Tab1eau III - 1). En effet les valeurs des concentrations totales sont comprises entre 4232 et 7,24 m o l e s / mg de poids sec respectivement sur 3M8 et 30M7 soit un rapport de 6 entre les deux extrêmes. Le degr6 de rksistance par antibiose (Tc) de ces plantes vis-à-vis de la cochenille ne peut être

conelk à leur concentration totale en acides aminCs (r = 0,24; P 5 0,05).

III - 1.3.1.3.2. Profil des acides aminés

Les proportions relatives des acides aminCs de la sève sont diffkrentes d'une plante h l'autre. En effet, la figure III - 2 obtenue à partir d'une Analyse Factorielle Discriminante MultivariCe (5 plants x 8 plantes-h&es (40 individus) et 18 acides aminCs (variables) permet de bien sCparer les 8 plantes-h6tes les unes des autres du fait de la forte conklation de certains acides aminCs avec les axes 1 et 3 (ils representent 67,2 et 7 96 de l'inertie totale). L'axe 1 oppose tout le genre Manihot (M'pembC, Incoza, 30M7, 3M8, 59M2, Faux - Caoutchouc) qui possède des taux ClevCs d'Asn à Talinum et Poinsettia à faibles taux d'Asn. L'axe 3 oppose le Poinsettia et la variCtC de manioc 3M8 caractCrisCs par de fortes teneurs en ser,

arg, gln, val, thr et phe, au Talinum, Faux-Caoutchouc et la variCtC de manioc MpemM chez lesquels elles

sont faibles.

4 6

h

$ 2 2 5 ~

1 Non infes. '

infesté I lncoza i

Figure III-1: Propodom relatives des acides aminCs libres de l'extrait de feuilles (infestees et non infestkes) des 8 plantes-hbtes CtudiCes : varietes de manioc 3M8, Incoza, 59M2,

MPembe, 30M7, et Faux-caoutchouc, Poinsettia et Talinm. Les abdviations concernent les acides aminCs suivants : Ala-Alanine, A r g -Arginine, Asn-Asparagine, Asp-acide Aspartique, Etam-Ethanolamine, Gln-Glutamine, Glu-acide Glutamique, Gly-Glycine, Gaba-acide y amino butyrique, Ile-Isoleucine, Leu-Leucine, Lys-Lysine, Met-

Methionine, Phe-Phenylalanine, Ser-Serine, Thr-Thrkonine, Tyr-Tyrosine, Val-Valine.

4 7 /

' Non inies. i 59M2 I

5 2 5 -

O) > (3

.- 2 0 - c -

- i infesté 1 i

I

Non inies. M'pembé

0 infesté

30M7 I Non infes. 1

r I

48

Faux-caoutchouc Non infes: '

Non inies. I

Poinsettia O i n f e s t é

T a l i n u m 1 Non infes. 1

49

AXE 3

i' Incoza /F7 I / *

T TYR

\II Faux-caoutchouc

AXE1

Figure El-2: Analyse Factorielle Discriminante des profils des acides aminks de l'extrait de feuille des 5

variCtCs de manioc (59M2, 30M7, "Pembe, 3M8, Incoza), du Faux-caoutchouc, du Poinsetlia et du Talinm. (Projection des individus sur le second plan factoriel et cercle de

codlation des variables avec les facteurs 1 et 3).

5 0

Nos résultats ne permettent pas de relier le degé de rksistance de type antibiose des plantes-hbtes vis-à-

vis de la cochenille du manioc au profil des acides aminCs de leur extrait de feuille. Ainsi les variCtCs

Incoza et 59M2 , qui prksentent un profd en acides aminCs très proche, sont respectivement les variCtés de manioc la plus rCsistante (rc = 0,133) et la plus sensible (rc = 0,153) à P. manihoti . Par ailleurs, 2 plantes-hbtes dont la composition relative de l'extrait de feuille en acides aminCs est très diffkrente (la variéte de manioc 3M8 et le Faux-caoutchouc) se comportent de façon identique en terme de rksistance

par antibiose vis-à-vis de la cochenille du manioc (rc = 0,141).

On retiendra que le Poinsettia, qui est de loin la plante la plus defavorable au dCveloppement de la cochenille (rc = 0,038), presente une composition en acides aminés tri3 différente des autres plantes

Ctudiées.

III - 1.3.2. Sucres

Les teneurs totales en sucres de l'extrait de feuilles des plantes CtudiCes sont exprimees en

équivalent saccharose, car pour tous les prklèvements, ce dernier représente entre 55 et 91 % des sucres

analysés. La fraction constituee des sucres simples libres (glucose et fructose) pourrait résulter d'une activité invertase lors des manipulations successives avant la centrifugation (Groussol et al., 1986).

' Les concentrations totales en sucres des differentes plantes-hbtes sont rapportCes dans le tableau

III - 2. Suite à l'infestation par la cochenille, ces valeurs augmentent chez les variCtCs 59M2, 3M8 et Incoza (respectivement de 51, 28 et 10 %) et restent pratiquement stables chez le Faux-Caoutchouc, par contre elles diminuent chez 30M7, M'pembC, Poinsettia et Talinum (respectivement de 14,13,17 et 65 %).

Les diffkrences de concentrations en sucres de l'exirait des feuilles, observCes entre les 8 plantes-hbtes, sont comparables chez les plants temoins et infest&, indiquant l'absence d'effet de l'infestation.

La concentration totale en sucre des plants infestés est comprise entre une valeur minimum de 26

nmol / mg de poids sec pour le Talinum et une valeur maximum de 3214 nmol/mg de poids sec, soit un rapport de 120 entre les deux extrêmes ; si l'on ne considère que le genre Manihot, ce rapport n'est plus que de 5 entre 3M8 (3124 nmol/mg de poids sec) et 30M7 (61 1 nmol / mg de poids sec).Les differents niveaux de rCsistance de type antibiose exprimes par les plantes-hbtes de la cochenille, ne peuvent être relics à la teneur totale en sucres de leur extrait de feuilles ( r = 0,323 ; P I 0,OS). Le tableau III - 2 rapporte Cgalement la variation de surface foliaire liée à l'infestation, ainsi que le rapport sucres / a.aminCs des plants

infest&. On remarque que la variation de la surface foliaire des plants infest& est correlCe positivement avec le rapport (sucres / a. aminCs) de ces derniers (r = 0,80 ; PS 0,OS)

5 1

plantes-h6tes de P. manihori après 2 mois d'infestation (les moyennes t- S.E. suivies

des l e m s identiques pour la même colonne ne sont pas statistiquement diffkrentes au

seuil de 5 % du test F de Fisher et de la PPDS).

I Teneurs moyennes en sucres Variation S.F (%) T Plantes-hôtes (nmol

Non infesté:

59M2 3336+332 c

30M7

75+82 f Talinum

, 318+213 ef Poinsettia

12145395 cd :aux-caoutchouc

8781400 d lncoza

20631489 b 3M8

25035921 a M'pern bé

7141341 de

LEI

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns

ns -

ms) Infestés) Infestés

(Non infestés-

20211807 b

8 970i345 b

1 6 31 241639 a

5 6 21 841727 b

5 4 61 19203 bc

4 8

12679254 b

2631114 c

4 6

6

26k19 c 1 1

Rapport Sucres/A. aminés

(Infestés)

1 1 9

a4

1 4 0

7 4

8 1

1 3 2

1 5

2

*: Test t 2 5% ; IIS: non sigrdicalif

5 2

III - 1.4. Discussion et Conclusion

L'importance de la qualit6 nutritionnelle des plantes et de ses variations dans les relations insectes

phytophages-plantes a CtC soulignCe à maintes reprises ("Neil & Southwood,l978; Mattson, 1980;

Rhoodes, 1983). Ces variations, qui peuvent notamment affecter le mCtabolisme de l'azote et du carbone, peuvent être directement induites par l'infestation par les insectes piqueurs (Rhoades,1985 ; Klingauf,

1988). Notre Ctude revèle que l'infestation par la cochenille du manioc ne modifie pas de façon

significative ni les teneurs en acides aminCs et en sucres totaux, ni même la composition relative en acides aminCs de l'extrait de feuilles des plantes-hbtes. Nos rksultats sont comparables à ceux rapportes par Wellings et Dixon (1987) sur l'incidence de l'infestation par le puceron Drepalwsiphumplatanidis sur la

qualit6 nutritionnelle des feuilles de IlCrable Acer pseudoplatanus et egalement par Girousse en 1988 qui

signale que 1' infestation par le puceron A. pisum sur des tiges de luzerne M. sariva ne modifie ni la composition quantitative ni le spectre des acides aminCs de la sève de cette plante. ns s'opposent cependant

aux resultats de la plupart des autres travaux ayant aborde 1'Ctude de l'influence de l'infestation par des insectes piqueurs qui rapportent des modifications significatives de la qualit6 nutritionnelle des plantes- h6tes (Newbery, 1980 ; Fisher, 1987 ; Macfoy & Dabrowski,l984 ; Havlickova, 1987; Dorschner et al.

1987). Cependant, tous ces rCsultats ont et6 obtenus sur la base d'analyses effectuees sur des organes

vCgetaux entiers et comme le souligne Wellings & Dixon (1987), la question est de savoir s'ils reflètent

bien la composition relative des acides amines dans la sève phloCmienne. La comparaison de notre etude

avec celles prCcCdemment citCes fait apparaître, en outre, une grande diversite des protocoles expCrimentaux. Ainsi, Wellings & Dixon (1987), Fisher (1987) et Dorschner et al. (1987) ont travaillC sur des feuilles entikres avec des durees d' infestation respectives de 8-16 semaines, 1 mois et 5-10 jours alors que Macfoy & Dabrowski (1984) et Havlickova (1987) ont travaillC respectivement sur apex et sur des

plantes entières après quelques jours d'infestation. Dans un tel contexte, il ne nous est pas possible de prCciser si les differences observCes ont pour origine les combinaisons plante-insecte ou les protocoles. En effet, pour une même plante la qualit6 nutritionnelle est diffkrente d'un organe à l'autre et pour un même organe selon l'âge (Dixon, 1970; Drossopoulos, 1985 ) et de plus la rCponse de la plante, induite par l'infestation par un insecte piqueur, peut être fonction de l'organe considCr6 (Havlickova,l987).

L'absence de modification significative de la qualit6 nutritionnelle de l'extrait de feuilles des

plantes CtudiCes sous-entend que le metabolisme des plantes est peu influence par deux mois d'infestation par la cochenille du manioc quelque soit le degr6 de resistance par antibiose de ces plantes. Si l'on se refere aux travaux de Poehling (1985) et d'Havlickova (1987), cela pourrait s'interpreter comme une forme de

resistance par tolerance à P.manihoti. L'absence de modification significative de la surface foliaire moyenne, après 2 mois d'infestation par P. manihoti, chez le Poinsettia, le Talinum et les varietCs de manioc 3M8 et Incoza semble le confirmer.

5 3

Nos rCsultats ne permettent pas la mise en evidence d'une relation entre le degr6 de rCsistance des

plantes vis-à-vis de P. manihoti et de la composition en acides aminCs et en sucres du compartiment phloemien. Ils s'opposent aux rCsultats de Maltais & Auclair (1957) et de Febvay et al (1988) et Cgalement de Weibull(l988) qui ont pu respectivement relier la resistance de la luzerne à A. pisum et de l'orge à R. padi, à leur qualit6 nutritionnelle. Ils vont cependant dans le sens de ceux obtenus par Girousse (1988), qui n'avait pas pu Ctablir un lien entre les concentrations en sucres et en acides aminCes totaux de la sève de la

luzerne et sa rksistance a 1'Cgard du puceron A. pisum . La faible rCponse de la cochenille du manioc aux variations de la qualit6 nutritionnelle des extraits de

feuille de ses plantes-hôtes est peut-être like à son comportement phlodmophage oligophage. En effet, certaines observations faites sur Aphides, (Van Emden & Bashford, 1971; Weibull,1987) suggèrent que

l'oligophagie s'accommoderait d'une moins grande sensibilitk aux variations de la qualité nutritionnelle du substrat trophique . On notera cependant, que l'extrait de feuille du Poinsettia, qui est caractCrisC par une

composition en acides aminCs très diffCrente des autres plantes-h6tes (forte teneur en ser, thr, phe, val, arg, gln et faible teneur en asn, ala et met) prisente le degr6 de rksistance par antibiose le plus important (rc =

0,038 soit 3,5 à 4 fois plus faible que chez toutes les autres plantes).

Le degr6 de rksistance d'une plante à la cochenille du manioc n'est probablement pas une simple

question de qualit6 nutritionnelle de l'extrait de feuille en acides aminCs et en sucres. En effet, nous avons pu montrer que les deux variCt.6~ de manioc 59M2 et Incoza, qui ont une composition en acides aminCs et

en sucres très proche, s'opposent en terme de resistance par antibiose vis-à-vis de la cochenille du manioc. La variCtC de manioc Incoza est, de plus, fortement resistante vis-à-vis de P. manihoti en terme

d'antixknose (Chap. II). Par ailleurs, en conditions expCrimentales, une plante comme le Tal inu constitue un meilleur support trophique que certaines variCtCs de manioc pour P. manihoti. Elle n'est cependant

pratiquement pas attaquCe par cette dernière dans les conditions naturelles. Ces constatations suggèrent

que des caractkristiques biochimiques autres que celles CtudiCes dans ce travail interviennent dans les mCcanismes de resistance vis-a-vis de la cochenille du manioc.

Ces autres caractCristiques biochimiques peuvent se situer a differentes phases du processus de prise de noumture de la cochenille. Elles peuvent intervenir, au moment de la reconnaissance du support vegetal avec notamment l'intervention de substances prksentes a la surface des plantes comme cela a CtC

dCmontrC chez les Aphides &littler, 1988), lors de la p6nCtration du stylet vers les cellules phloCmiennes en relation avec la structure pectique des membranes cellulaires (Dreyer & CampkU,1987) et enfn au moment de l'ingestion de la sève en relation avec sa composition. Compte tenu des rksultats prCsentCs dans ce travail 1'Ctude de cette dernière phase devrait s'orienter vers 1'Ctude des composCs de la sève pouvant jouer un r61e phagostimulant ou phagodissuadant, tels les acides aminCs non protCiques et les substances secondaires. Il convient par ailleurs d'approfondir 1'Ctude du r61e joue par les acides aminCs libres et les

sucres dans la risistance des plantes a la cochenille du manioc. En effet, de nombreux acides aminCs libres ont un r61e phagostimulant ou au contraire phagodissuadant et contribuent la resistance des plantes

54

(Srivastava et al., 1988). De même, des travaux ont montre l'importance du saccharose comme substance

phagostimulante v is -h is des Aphides (Mittler & Dadd,1963 ; Dreyer & Campkll,1987) et des Coccidae ( Walker & Bednaq1986).

L'utilisation d!un-milieu .artificiel adaptC-à.la-cochenille-~du.manioc permettrait d'etudier son

comportement nutritionnel en faisant varier à volonte les teneurs et les proportions de ces differentes

substances. Cependant, mis à part les travaux de Gothilf & Beck (1966) sur Planococcus citri Riss0 et de Walker & Bednar (1986) sur Aonidiella aurantii, Mask un tel outil, couramment utilise depuis près de 30 ans chez les Aphides pour ttudier leur comportement nutritionnel en relation avec la resistance des plantes

(Mittler,l988), reste àmettre au point chez les Coccoïdea.

III - 2. Etude des substances secondaires

III - 2.1. Introduction

L'Ctude de l'influence des substances secondaires dans l'expression de la resistance des plantes aux insectes a et6 abordCe par de nombreux auteurs (Levin, 1971 ; Swain, 1977 ; Kogan, 1977 ; Dreyer et al., 1985 ; Rhoades, 1985 ; Harrewijn, 1990 ; Katz, 1990 ; Herrbach, 1991). La connaissance actuelle de la resistance des plantes au travers de 1'Ctude des substances secondaires est "une composante primordiale

de l'ensemble de l'arsenal de la plante contre les herbivores" (Noms et Kogan, 1980). L'identification et la quantification de ces dernibes comme supports de la resistance de la plante vis-&vis du ravageur a beaucoup amt?liort? la mise au point des programmes de selection de varietCs resistantes (Kogan, 1977).

Ces substances sont dites constitutives lorsqu'elles sont deja prksentes dans la plante indemne de toute attaque de ravageur, et induites lorsqu'un facteur externe à la plante (ravageurs, maladies, stress

hydrique ...) est responsable de sa synthèse (Levin, 1971). Ces susbstances ont et6 identifiees comme jouant un r61e determinant dans la resistance des

plantes aux pucerons (Aphididae), famille d'Homoptères la plus CtudiCe depuis une vingtaine d'annees. Ces composes rkduisent le potentiel biotique en agissant selon le cas, sur le developpement, la reproduction, la nutrition et la survie de l'insecte. On peut citer le cas des alcaloïdes comme le Dimboa

(Long et al., 1977 ; Argandona et al., 1981, 1983 ; Corcuera et al., 1982 ; Niemeyer et al., 1989), la phlorizine (Klingauf, 1971 ; Montgomery & Am, 1974 ; Schoonhoven & Dersen-Kopper, 1976) et la coumarine dont le r61e dans l'alimentation des pucerons reste mal connu (Howe et Gorz, 1960 ; Mansour et

al., 1982) et, enfin, les composes phholiques (Todd et al., 1971 ; Schoonhoven et Dersen-Kopper, 1976 ; Niraz & Dabrowski, 1980 ; Dreyer et al., 1981 ; Dreyer & Jones, 1981 ; Zucker, 1982 ; Leszsczynski et al., 1985). Bien que les resultats de ces diffkrents travaux soient parfois contraditoires, ils ont ntanmoins permis de preciser le r61e jouC par les substances secondaires dans la resistance des plantes aux pucerons.

5 5

Très peu d'auteurs ont aborde Etude de l'influence des substances secondaires dans le cadre des

relations entre les cochenilles (Coccoïdea) et leurs plantes-h6tes. Cependant, la resistance de Fagus grandifolias(Ehrh) (Fagacaea) à la cochenille Cryptococcusfagisuga Lindinger (Hom. Coccoidae) est like à

sa concentration en phenols totaux (Wargo, 1988). De même le niveau de population d'Zceria seychellarum (Westw) (Hom. Margarodidae) est influence par-les teneursen-alcaloïdes et en tannins polymCrisCs des

feuilles de ses plantes-h6tes (Newbery et al., 1983).

En ce qui concerne P. manihoti, aucune donnee n'est disponible. On notera cependant que le r61e

des substances secondaires en tant que mecanismes chimiques de la defense de M. esculenta a dejà et6

abordé. Ainsi Mbaye (1989) a montre que la resistance du manioc à la bactériose (Xanthomonas campestri pathovar manihoti) ne pouvait être We à ses teneurs en phenols totaux.

Parmi les substances secondaires du manioc, outre les composes phenoliques, on trouve les

composes cyanes (Conn, 1973) dont le r61e dans la defense des plantes vis-à-vis de ses ravageurs n'a

pratiquement pas et6 aborde. Cependant, Woodhead et Bemays (1978) ont montre que les jeunes plants de Sorgho (Sorghum bicolor L.) libèrent de 1'HCN provenant de la dhurrine (glucose cyanogen6tique non

repukif) qui les protège contre les attaques du criquet Locusta migratoria L. De même dans une etude sur les cultivars de sorgho, il a et6 montre que de fortes concentrations d'acide cyanhydrique diminuaient les

niveaux de populations de certaines familles d'insectes (Orthoptera, Lepidoptera et Homoptera) (Woodhead

et al., 1980). Chez les pucerons qui sont les insectes les plus CtudiCs dans les relations biochimiques entre

plantes et insectes piqueurs suceurs, très peu de donnees sont disponibles. Cependant, le r61e antiappctant des glycosides cyanogènes sur S. gramimum et M. persicae a et6 demontre (Schoonhoven et Derksen- Koppers, 1976 ; Dreyer et al., 1981). Chez les Coccidae, particulièrement la cochenille du manioc, seuls Ayanru et Sharma (1984) au Nigeria, ont montre que la concentration en HCN des feuilles de manioc

n'&tait pas influen& par le niveau de population de P. manihoti.

Il est important de noter que l'acide cyanhydrique ne se rencontre gennCralement pas à l'etat libre

dans les tissus vegetaux, mais sous forme d'heterosides susceptibles par hydrolyse de se decomposer pour donner un sucre, une cetone et de l'acide cyanhydrique (figure 111-3).

5 6

C6H1 lo5

I O

I

I R - C - C s N + H20

(333

R = CH3 (Linmaroside)

R = C2 Hg (Lotaustraloside)

+

OH I

I R - C - C = N +

I CH3

Fraction aglycone

OH

I

I C6H12O6 + R - C - C s N

. . . . . . .

CH3

Glucose + fraction aglycone

O I I

HC E N + R - C - C H 3

Acide cyanhydrique + citone

Figure 111-3 : Dicomposition du glucoside cyanogenitique sous l'effet d'une enzyme (/3 glucosidase ou linamarase) d'après Nartey, 1973).

Les glucosides des plantes seraient soit des reserves de carbone et d'azote pour les biosynthèses

organiques, soit de simples dechets metaboliques soit, des substances simiochimiques. La liberation de

1'HCN 2 partir de l'hydrolyse des glucosides cyanogenetiques lors de la lesion de la plante confiirerait B celle-ci une n5sistance aux attaques des ravageurs (Bemays ef al., 1977).

LI est kgalement important de constater que la plupart des auteurs prkddemment mentionnis signalent la presence des substances secondaires dans les plantes sans preciser dans quel compartiment du vegetal elles sont localisees. Cette remarque est très importante, car selon leur localisation, dans le mQophylle ou dans le phloème, elles agissent soit sur le comportement de fixation de l'insecte (antixknose) soit sur son developpement (antibiose) (Givovich et al., 1992).

Les pucerons ont un comportement nutritionnel essentiellement phloemophage (sève elaborge) (Tjallingii, 1982 ; Kimmins & Tjallingii, 1985 ; Tjallingii & Mayoral, 1992). Le caractère phloimophage des Coccidae (Albrigo & Brooks, 1977 ; Pesson, 1944) et des Pseudococcidae (Campbell, 1990 ;

Molyneux et al., 1990) dontfait partie la cochenille du manioc (Calatayud, 19993) a CtC dkcrit. Les substances secondaires prksentes dans la sève phloemienne du manioc ont it6 identifiees. n s'agit de

Flavonoïdes glycosylCs identifies comme itant de la rutine et deux isomères nommes kaempferol -

c dycoside 1 et kaempherol - glycoside 2, dont la fonction aglycone est du kaempferol 2 laquelle se lient les

5 7

fonctions glucidiques glucose et rhamnose (Calatayud, 1993) et, de glucosides cyanogenetiques, la

linamarine et la lautostraline (Nartey, 1973).

Les substances secondaires prksentes dans la sève phlokmienne du Poinsettia et du Talinum n'ont pu être identifiees car le prelèvement de cette dernière n'a pu être rialise. Une analyse d'extrait de feuilles de ces 2 plantes a cependant-permis de preciser l'absence de.compos6scyanCs. Chez ces deux.plantes, outre la rutine, il y a d'autres flavonoïdes glycosyl& non identifies (tableau III -3) (Calatayud, 1993).

Dans ce chapitre, nous nous proposons d'ktudier les variations des teneurs de ces substances en

relation avec l'infestation par P. manihoti et les differents niveaux d'antibiose exprimes par 10 plantes-

hôtes du ravageur (7 variCt6s de manioc, le Faux-Caoutchouc, le Poinsettia et le Talinum).

Tableau III - 3 . Substances secondaires présentes dans la sève phloemienne des plantes du genre Manilwt et dans les extraits de feuilles du Talinum et du Poinsettia (Calatayud, 1993).

Substances secondaires

Composes cyanCs Flavonoïdes glycosylCs

Plantes-hôtes cyanogCnCtiques

autres rutine glucosides cyanure libre

Talinum

Manihot

** + Poinsettia

** +

Kaempferol - glycoside 1

Kaempfkrol - glycoside 2 - + +

~~ ~~~~ ~ ~ ~ ~~~

- : absent ; + : present ; ** plusieurs flavonoïdes glycosyl& non identifies.

III - .2.2. Matériel et méthodes

III - 2.2.1. Les plantes hôtes

Les 10 plantes hôtes ayant servi 2 l'experimentation au chapitre II presentant differents degres d'antibiose ont fait l'objet de cette etude. I1 s'agit de 7 varietes de manioc (Incoza, 3M8, Ganfo, 30M7,

Zanaga, M'pembC, Moudouma) et du Faux- Caoutchouc, du Talinum et du Poinsettia. '

La technique d'obtention des plants exphimentaux a CtC decrite au chapitre II. Le protocole d'infestation et de prklèvement d'extrait foliaire ont CtC precedemment dCcrits au chapitre III.

5 8

ID - 2.2.2. Dosage des substances secondaires

L'impossibilitC de prelever de la sève phloemienne sur le Talinum et le Poinsettia ainsi que les

difficultis d'obtention d'exsudat naturel sur manioc nous ont conduit à effectuer les dosages des substances

sur des extraits de feuilles ,obtenus,selon la m6thode-dCcrite.au chapitre m. Seules les substances ayant et6 localisees dans le phloème par Calatayud (1993) ont CtC l'objet de

ces dosages. L'extrait de feuilles obtenu, &ant un melange de liquide intercellulaire et intracellulaire et de sève

phloemienne, ces dosaies constituent une approximation des teneurs du phloème en ces substances.

III-2.2.3 Dosage des composés cyanés

Les extraits de lyophilisats de feuilles (10 8 50 mg) sont dissouts dans 500 ml d'eau distillee. 250 ml sont pr6levCs pour le dosage des cyanures libres. Ceux-ci sont dosts par colorim6trie à l'aide d'un "kit"

de rkactifs (Merck E., Darmstadt, Spectroquant 14800). Le principe de la methode repose sur la formation, avec le chlore, de chlorure de cyanogène. Celui-ci reagit avec la pyridine pour former un

glutacondialhehyde, qui se condense avec l'acide dimtthyl-1,3 barbiturique pour donner un colorant

polym6thinique violet. L'intensitt de la coloration, proportionnelle à la teneur en cyanure libre est mesuree

8 585 nm 2 l'aide d'un spectrophotomètre de type Secoman 750. La determination de la teneur en cyanure libre est faite h partir de requation suivante : y = 5,186 x + 0,039 où y correspond à la teneur en cyanure dans 5 ml de volume d'essai et x à la densite optique lue. Cette equation est obtenue après dosage de solutions de KCN de concentrations croissantes. La sensibilite de la methode est de 0,l mg de cyanure libre pour 5 ml de volume d'essai..

Cette methode permet de doser le cyanure libre après liberation de celui-ci, du sucre auquel il est lie.

III - 2.2.4. Dosage des composés phénoliques.

Aux 250 ml d'echantillon restant, non utilises pour le dosage des composes cyanes (Chap. II - 2.2.5. I), on ajoute 250 ml de methanol (50 %).

Avant injection dans la colonne HPLC, l'ensemble est centrifug6 à 1 O000 tours / minute pendant 10 minutes à l'aide d'une centrifugeuse de type Sigma 302 K, afin d'&miner tous debris issus du

prblèvement. Un volume de 20 pl de surnageant est inject6 dans un appareil KPLC Constametric de type

système 3200 ou de type KONTRON. La separation des composis phenoliques se fait par une colonne Cl 8 en phase reverse (S5 ODS 2, 25 cm x 4,6 mm, granulometrie de 5 pm et porositC de 80 A). L'Clution est r6alisCe à temp6rature ambiante par un m6lange de 23,4 % d'acetonitrile ( v h ) et de 2 % d'acide acktique aqueux (v/v) ou par un gradient d'acetonitrile. Le debit est de 0,8 ml/mn. La detection est faite par un

59

photomètre 2 323 m. La sortie du photomètre est reliee B un système d'acquisition sur micro-ordinateur, qui permet l'identification des pics suivant leur temps de sortie et leur integration.

Les extraits sont chromatographies individuellement et compares B un melange standard pour

l'identification. L'estimation quantitative des composes phknoliques est faite en injectant un mklange standard de composes- de..concentrations croissantes .(permettant -ainsi I'etalonnage de l'appareil). Ce mklange contient comme flavonoïdes glycosilCs la rutine, la catkchine et la quercktine. Pour chaque extrait,

les flavonoïdes glycosilks sont exprimes en equivalent de rutine. La sensibilitk de la methode est de 3 mg en

équivalent de rutine pour 20 pl d'injection.

III - 2.2.5. Méthode d'analyse des résultats

Les donnees ont ktk traitees statistiquement par le test F de Sheffe suivi du PLSD de Fisher au

seuil de 5 %. Les relations entre paramètres ont 6tk apprkcikes par corrklation simple au seuil de 5 %.

III - 2.3. Résultats

TI1 - 2.3.1. Acide cyanhydrique

III - 2.3.1.1. Influence de P. manihoti SUT les variations de teneurs en HCN des extraits de feuilles des variétés de manioc.

Les valeurs moyennes des concentrations en HCN exprimees en mg / g de matière skche des

varietes de manioc sont presentees dans le tableau III - 4. L'analyse de ce dernier montre que l'infestation par P. manihozi n'a pas la même influence selon les varietks de manioc Ctudiks. En effet, elle se traduit par

une au,mentation des teneurs d'HCN de 20,29, et 42 % respectivement chez Faux-caoutchouc, Incoza et Ganfo, alors que chez Zanaga, 3M8, MpembC, 30 M7 et Moudouma elle entraîne une diminution respectivement de 45,42,39,21 et 12 %.

6 0

Tableau III - 4 : Concentration en HCN des varietes de manioc non inestees et infestees (N=lOO).Lles moyennes k S.E , suivies des mêmes lettres ne sont pas statistiquement differentes au

seuil de 0,05 du test F de Sheffe, F l5 = 4,02 et PLSD de Fisher (ns: non significati ; s: significatif). 57

Concentration.en HCN (mg / g de matière sèche)

Variet& de manioc

Jncoza

Faux-Caoutchouc

Ganfo MpembC

Moudouma

30M7 3M8

Zanaga

non infeste

0,60 f 0,52a

0,71 f O,O8a 0,76 4 0,41a

1,37 t- 0,54ab 1,98 t- 0,74 ab

3,33 & 1,45 b 3,27 -t 2,71 b

3,Ol f 0,75b

ns

ns ns ns

ns

ns ns

S

infeste

0,85 t- 0,62 a

0,89 t- 0,47a 1,30 t- 0,37ab

0,84 rt 0,20a 1,74 rt 0,OO ab

2,63 t- 0,63b 1,88 -+ 1,87 ab

1,65 & 0,63ab

III - 2.3.1.2. Influence de la concentration en HCN des variétés de manioc SUT le potentiel biotique de P. manihoti.

Les concentrations en HCN des plants de manioc infestes sont presentees dans le tableau 15, la

concentration la plus ClevCe est enregistree chez 30 M7 (2,63 mg/g ms) soit 3 fois la concentration la plus faible enregistree chez M'pembC (O&). Par ailleurs, la resistance par antibiose (rc) des varietks de manioc mise en evidence au chapitre 2 n'a pu être corr6lCe avec la concentration en HCN (r = 0,25, P 5 0,05) des differentes varietCs.

III - 2.3.2. Flavonoïdes glycosyEs

III - 2.3.2.1. Influence de l'infestation par P. manihoti sur les variations de teneurs en flavonoïdes glycosylCs des extraits de feuilles des plantes-hbtes.

Les teneurs en flavonoïdes glycosilCs totaux (FGT) et en mine d'extraits de feuilles des plantes- hôtes sont prCsentCes dans le tableau III - 5. L'analyse de ce dernier montre une grande variabilitk des

concentrations d'un genotype A l'autre ainsi que de leur augmentation avec l'infestation par P. manihoti.

6 1

La variabilite de teneur entre genotype est plus marquee chez les plants non infestes (rapport de 1 B 8) que chez les plants infestes (rapport de 1 h 5) pour les flavonoïdes glycosylks totaux ; elle est comparable pour les teneurs en rutine avec respectivement un rapport de variation de 14 et 13 chez les plants non infestes et

infestes. L'au,mentationdes teneurs avec l'infestation vane entre 79 %. (Moudouma et MpemM) et 3,3 %

(Ganfo) pour FGT et entre 86 % (M'pembe) et 9 % poinsettia) pour la rutine. Les concentrations du kaempferol-glycosyl 1 (KG1) et du kaempferol-glycosyl 2 (KG2)

presents chez le genre Manihot sont prisentees dans le tableau III - 6. Globalement les teneurs de ces deux substances sont variables d'une variete de manioc B l'autre et au,mentent avec l'infestation. Ainsi pour le

KG1, le rapport entre les valeurs extrêmes est de 5 pour les plants non infestes et de 19 pour les plants infest&. par ailleurs la variation de teneur de ce compose avec l'infestation est fonction de la variete. Les

variations sont comprises entre 84 % (Maudouma) et 2,6 % (Ganfo). Pour le KG2 le rapport entre les valeurs extrêmes est de 3 pour les plants infestes et de 4 pour les

plants non infestes. L'effet de l'infestation sur les variations de teneur de cette substance depend Cgalement

du génotype. On note que la variation la plus forte est observCe pour MpemM (83 %) et la plus faible pour

Ganfo (9 %).

III - 2.3.2.2. Relation entre les teneurs des flavonoïdes glycosyl6s des plantes-hbtes et le potentiel biotique

de P. rnanilwti

Une correlation significativement nCgative (r = -0,67 ; P 5 0,OS) a et6 mise en evidence entre le rc

et les concentrations en flavonoïdes glycosylCs totaux sur l'ensemble des plantes-h&es. Elle n'est plus que

de -0,51 il P 5 0,05 (non significative) lorsque l'analyse ne porte que sur les varietCs de manioc. En ce qui concerne la rutine la correlation non sigificative est pratiquement la même lorsque l'analyse est pratiquk

sur l'ensemble des plantes-h6tes (r = -0,43 ; P 5 0,OS) que sur le genre Manihot seul (r = -0,45 ; P 5

0,OS). Les correlations obtenues sur les deux isomkres respectivement KG1 et KG2 sont Bès faibles et non si,pificatives (r = -0,09 et r = -0,16 ; P 5 0,OS).

6 2

Tableau 111-5 : Teneurs en flavonoïdes glycosyl6s totaux et en rutine des extraits de feuilles de manioc. Les moyennes k S.E , suivies des lemes identiques ne sont pas statistiquements diffkrentes au

seuil de 0,05 du test F de Sheffe et du PLSD de Fisher).

Plantes-hôtes

Ganfo

30M7

Moudouma

Incoza

3M8

Faux caoutcouc

Zanaga

M'pembé

Poinsettia

Talinum

Flavonoïdes glycosylés totaux Non infestées Infestées

14,7623,48b

5,033,76a

4,1924,43a

8,812554ab

8,21110,68ab

11,60rt1,71ab

4,5622,65a

3,7710,41a

28,94214,gOc

3,68-t1,12a

ns

S

S

ns

S

S

S

S

ns

ns

15,2725,27b

16.5516,27b

19,9W 3,90bc

17,132 129b

26,38111,16c

20,54216,42bc

16,375 6,40b

18,372 2,21bc

28,912 7,87c

7,561f: 4,95ab

Rutine Non infestées Infestées

7,8611,87b

1,9822,02a

2,3422,68a

4,52+2,98ab

4,6857,07ab

7,839,52b

1,79&1,59a

0,9310,12a

11,4526,35bc

0,7910,13a

ns

S

S

ns

S

ns

S

S

ns

ns

7,81S,19b

8,05+2,64b

9,06%,20b

9,06920b

15,62F9,26c

8,8722,42b

8,05&3,17b

6,54?0,94ab

l2,5727,34bC

1,19?0,24a

6 3

. .

Tableau III-6 : Teneurs en kaempfhl-glycoside 1 et en kaempfkol-glycoside 2 des exnaits de feuilles de manioc. Les moyennes f S.E , suivies des lettres identiques ne sont pas statistiquements

diffkrentes au seuil de 0,05 du test F de Sheffe et du PLSD de Fisher).

~~

VariécCs de manioc

Ganfo

30M7

Moudouma

Incoza

3M8

Faux caoutchouc

Zanaga

MpembC

Kaempférol-glycoside 1 Non infestées Infestées

1,83M,56a

0,63M,63a

0,5253,66a

0,37M,13a

0,39M,27a

1,74M,90a

0,99?0,34a .

1,42kO,15a

ns

ns

ns

ns

ns

S

ns

ns

Kaempférol-glycoside 2 Non infestées Infestées

5,07+1,16b

2,4212,07ab

1,32+1,41a

3,922,74ab

3,143,34ab

2,02kO,88ab

1,77+1,16a

1,42kO,19a

ns

S

S

S

S

ns

S

S

5,58+2,11b

8,06+4,23b

6,74+1,91b

7,58+1,51b

10,00?4,85c

3,33+1,31ab

6,25+2,47b

8,58+1,05bc

64

III - 2.4. Discussion et Conclusion

Nous avons montre que les varietes de manioc 6tudiCes sont très differentes les unes des autres

par leur concentration en HCN. En outre, la rCponse de ces dernières suite a l'infestation par P. manihoti

n'est pas identique. L'infestation .par 100 cochenilles. a .provoque une .augmentation de YHCN chez 3 cultivars de manioc (Dicotoma, Incoza et Ganfo) alors que chez les autres (Zanaga, 3M8, Mpemb6,30M7

et Moudouma) elle se traduit par une diminution de ce compost. Bien que nos varietes de manioc soient

distinctes par leur teneur en HCN et par la variation de celle-ci suite a l'infestation par P. manilzoti, nous

n'avons pas pu relier leur teneur en cette substance 2 la rdsistance par antibiose mise en evidence au chapitre II. Ces risultats concordent avec ceux d'Ayanru et Sharma (1984) au Nigeria qui n'ont pas pu relier les concentrations en HCN des feuilles de manioc et les niveaux de populations de cochenilles observes sur 6

cultivars de manioc. Ces rksultats, ainsi que la capacite de P. manihoti h transformer les composCs cyanCs lies de la

sève du manioc (linamanne et lautostraline) non toxiques en cyanure libre toxique g r k e a une linamarase

presente dans son tube digestif (Calatayud, 1993) suscitent des interrogations sur le r61e joue par cette substance dans le comportement alimentaire de la cochenille du manioc. Ainsi l'absence des composes

cyanes chez les plantes non hôtes naturelles (Poinsettia et Talinum) suggère que cette substance pourrait jouer un r61e dans la reconnaissance du vCgCtal, voire même posskder une fonction phagostimulante. En effet, le r61e phagostimulant des composes glycosylCs particulièrement des glycosides cyanogenetiques a

CtC deja montre dans le cas de Yamygdalosde pour le modèle Lasiocampidae - Rosacae et dans le cas de 1'Isothiacyanate pour le modè1 Aphididae - Cruciferae (Kogan, 1977).

Enfn, la liberation de cyanure libre dans le tube digestif de la cochenille (attestee par la presence

de ce dernier dans le miellat) (Calatayud, 1993) suggère que ce compos6 ne serait pas toxique pour la

cochenille, du moins pour les doses rencontrees dans le tube digestif du ravageur. Nos resultats ont Cgalement permis de montrer que l'infestation par P. manihoti s'est traduite par

une augmentation des flavonoïdes glycosylCs chez presque toutes les plantes-h6tes 6tudiCes. Cette augmentation serait un un phCnom6ne induit par l'infestation. Nous avons aussi montri que cette rCponse a l'infestation etait fonction du genotype. Pour une même variete, l'augmentation de ces differentes substances est plus ou moins homogène. A titre d'exemple, les variations des teneurs en FGT, rutine, KG1 et KG2 sont respectivement 79, 86,56 et 83 % pour la variet6 MpembC. Nous avons montre que chacune

de ces substances prises isolement ne serait pas impliquee dans la rCsistance de la plante A la cochenille. Par contre, lorsque l'analyse porte sur les flavonoi'des glycosylks totaux (FGT), ces derniers semblent être impliques dans la resistance par antibiose vis-a-vis de P. manihoti (r = - 0,67 ; P 5 0,OS). Cette remarque suggère, peut être un effet synergique de ces substances. Cependant, la rutine est une substance secondaire dont le r61e phagostimulant chez les Noctuidae (Kogan, 1977) ou antiappetant chez certains pucerons (Dreyer et Benneth, 1981) a et6 signale.

Nos rCsultats concordent avec ceux des nombreuses etudes ayant montrC une augmentation des

teneurs en composCs phenoliques et en particulier des flavonoïdes glycosylis des plantes suite aux attaques

6 5

des ravageurs en relation avec leur rCsistance (Mac Foy & Dabrowski, 1984 ; Rhoades, 1985 ;

Leszczynski, 1985 ; Wargo, 1988 ; Leszczynski et al., 1989).

Le mode d'action exact des composCs phenoliques sur les insectes n'est pas encore très bien

compris malgrC de nombreux travaux dans ce domaine. Ainsi chez le puceron S. graminum, l'acide transcafkique réduit le gain de poids sans pour autant modifier sa capacitC reproductive, alors que l'acide

fCrulique provoque 80 % de mortalit6 (Todd et al., 1971). Chez les insectes piqueurs, les monophCnols

agiraient sur les symbiontes selon un mode d'action similaire 21 celui des antibiotiques (Koggan, 1977 ;

Dreyer & Jones, 1981). Quant aux polyphénols, ils seraient lies de manière non spécifique aux proteines et pourraient inhiber l'activité enzymatique ou riduire la disponibilite des prodines dans le substrat trophique

(Van Sumere et al., 1975). Notre étude montre l'implication possible des FGT dans la risistance de type antibiose du manioc

vis-à-vis de P. marzihoti. L'utilisation de milieu artificiel où l'on fera varier 2I volont6 les teneurs de ces

diffkrentes susbtances secondaires devrait permettre d'une part, de confirmer les rCsultats prisent& dans ce travail, d'autre part, de prCciser si ces substances agissent comme des phagostimulants ou des

phagodissuadants. Par ailleurs, il convient de rappeler que nos rCsultats ont 6tC obtenus dans des conditions de

laboratoire sur des plantes â@es de 4 mois. La confirmation de ces rksultats sur des plantes cultivCes en plein champ reste un prialable indispensable, dans l'optique de leur utilisation dans le cadre de programmes de sClection varidtale.

Enfin, il conviendrait d'Ctudier Cgalement l'impact de ces variCtCs r6sistantes sur le second niveau trophique. La taille et le niveau de populations du ravageur peuvent être influenckes par la variCtCs. En effet, I'efficacitC des auxiliaires peut être affectCe par la plante-h6te si la rCsistance est basCe sur des caractCristiques, telles que les substances secondaim (Campbell et al., 1990 ; Reed er al., 1991).

CHAPITRE IV

66

IV- ETUDE DE QUELQUES TECHNIQUES AGRONOMIQUES SUR L'EXPRESSION DE LA RESISTANCE DU MANIOC VIS-A-VIS DE P.MANIH0TI

IV - 1. Introduction

Dans les deux chapitres prkckdents, diffkrents niveaux de rksistance des plantes-h&es de Pmanihoti au travers de l'etude des catCgories de rCsistance de type antibiose, antixenose et tolerance ont

éttc mises en evidence. Nous avons par ailleurs montrC que les flavonoïdes glycosylCs et les composes

cyanCs Ctaient probablement impliquCs dans l'expression de cette resistance. Les facteurs Ccologiques et agronomiques susceptibles d'induire ou de renforcer cette resistance

meritent alors d'être 6tudiCs.

Parmi ceux-ci les façons culturales qui consistent h manipuler le sol et la plante a f n de rendre

l'environnement defavorable aux ennemis des cultures, pour tcviter ou limiter leurs dCgâts comptent parmi les plus anciennes et faciles a manipuler (Ccobuage, rotation de cultures, association de cultures, decalage

de la date de semis, apport de fertilisation, culture intercalaire ...) (Guillemin, 1952 ; Ebeling, 1959 ; Norman, 1974 ; Finlay, 1975 ; Okgbo, 1978 ; Kumar, 1991).

L'incidence favorable de la fertilisation azotCe sur la multiplication des insectes a CtC la plus

6tudiCe (Scriber, 1984 ; Janson & Smilowitz,l986 et Eigenbrode & Pimentel,l988). A titre d'exemple, Jansson et al. en 1991 ont montre que des populations des Lkpidoptères (Phtella xylostella (L), Artogeia rapae (L), Hellula phidilealis (Wakes), Trichoplusia ni (Hiibner) et Evergestis rirnosalis (GuenCe) augnentaient avec la fertilisation azode. Des rksultats similaires ont CtC obtenus sur les cochenilles (Thompson, 1941 ; Fennah, 1959 ; Salama et al., 1972 ; Smimoff & Valero, 1975 ; Mc Clure, 1980 ; Campbell, 1984 ;'Washbum,et al., 1987).

Quant h l'effet de la fertilisation calcique sur les insectes, il a Cte très peu aborde. N&mmoins, il a Cte montre qu'une carence en calcium augmentait la sensibilid des Citrus vis-&vis d'Aonidiellu aurantii Mask (Hom. Diaspididae) (Step, 1951), alors qu'un exds favorisait la multiplication du ravageur (Nadir,

1965). En ce qui concerne P. manihoti, Lema & Mahungu (1983) ont montre que sa ficondite

augmentait avec l'apport d'azote et BCringar (1991) que son potentiel biotique sur 2 variCtCs Zanaga et Moudouma n'&ait pas modifie par la fumure organique h 15% d'azote. Par ailleurs, Diangana (1991) a montre sur les mêmes varietCs que son potentiel biotique Ctait faiblement modifiC par l'apport de calcaire.

Ces differents types de fertilisation ont gCnCralement un effet sur la plante en modifiant la qualite nutritionnelle et les teneurs en substances allklochimiques de la sève. Ces variations biochimiques de la sève peuvent participer a la resistance de type antibiose de la plante vis-h-vis des ravageurs phytophages

(Rodriguez, 1960 ; Harrewijn, 1977 ; Harrewijn & Dieleman, 1984).

67

Dans ce dernier chapitre, Etude de l'influence de la fertilisation minCrale (calcaire, NPK et KC1) et de la fertilisation organique ((paillage (debris vegCtaux) et fumier de ferme)) sur la variation quantitative des substances secondaires de la variete de manioc Zanaga infestke par P. manihoti sera abordCe en condition de plein champ à differentes saisons (saisons sèches, saisons des pluies) .

IV - 2. Le site expérimental

IV - 2.1. Situation géographique

L'Ctude s'est dkroulee au Centre ORSTOM de Brazzaville situe à 4" latitude-sud, 16" longitude- est et B 295 m d'altitude.

IV - 2.2. Climat

Brazzaville est influencee par un microclimat de type bas-congolais. C'est un climat tropical semi- humide (soudano-guineen de transition). Les caracteristiques climatiques du centre ORSTOM de Brazzaville pendant 20 ans et durant la griode de l'exp6rimentation sont presentees dans les tableaux IV-1

et IV-2. L'analyse de ces derniers montre que les conditions climatiques de la pCriode d'expCrimentation sont representatives des moyennes climatiques de Brazzaville pendant 20 ans. Les temp6ratures moyennes varient entre 22 et 27 "C (Tableaux IV - 1 et IV - 2).

IV - 2.3. Le sol

Le sol de l'exp5rimentation est caracteristique des sols ferralitiques fortement dCsatuds typiques

resultant de la degradation du grès (roche-mère), (Denis & De Champ, 1970).

C'est un sol de plateau profond, avec un horizon de surface variant entre 10 à 20 cm bien draine (CNES, 1984). La texture est sablo-argileuse en surface, mais argdeuse dans les horizons de profondeur. Les caracteristiques chimiques de celui-ci après un sondage effectue 2 mois avant le debut de

l'experimentation sont prksentes dans le tableau IV - 3. L'analyse de ce dernier montre que ce sol est homogène. Les differentes valeurs prises par les elements chimiques après analyse sont caracteristiques des sols pauvres (normes internationales des indices de fertilitC du memento de l'agronome, edition 84).

68

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69

Tableau IV - 3 : Caract6ristiques chimiques du sol du site ewrimental sur le centre ORTOM de Brazzaville . .

I I

I Horizon 0-10 cm moyenne (mini-maxi) moyenne (mini-maxi) Horizon 10 - 20 cm

- Matière Organique totale. 1,61 % (1,28-2,34) 2,21 % (1,77-3,05)

Matière Organique

- Carbone (C)

- Azote (N-)

- raPPflK/N)

12,82 % (10,229-17,72)

0,80 % (0,62-1,15)

16,10% (14-19)

9,36 % (7,43-13,34)

0,57 % (0,41-0,74) 16,5 % (14-18)

Complexe

absorbant

Acidit6

- Calcium (Ca)

- Magnésium (Mg)

- Potassium (K)

- Sodium (Na)

- Somme des bases

- auminium (a)

pH eau

pH KC1

0,97 me/lOg (O,%-1,76) 0,34 me/100g (0,13-0,76)

0,04 me/100g (0,03-0,07) 0,005 me/100g (0,OO-0,03)

1,36 me/100g (0,77-2,18) 0,21 me/lOOg (0,lO-0,40)

4,6 (4,Ol-5,07)

4 2 (3,974753)

0,52 me/100 (0,24-1,18)

0,11 me/100 (0,07-0,28)

0,03 me/100 (0,Ol-0,05)

0,004 me/100 (0,OO-0,03)

058 me/100 (0,34-1,35) 0,44 me/100 (0,18-0,56)

4,4 (4,ll-4,78) 4,l (3,91-4,36)

70

IV - 2.4. Expérimentation

IV - 2.4.1. Matériel végétal

La variCtC de manioc Zanaga a fait l'objet de cette 6tude:Elle.a 6tCchoisie en fonction-de-considkrations agronomiques telles que le rendement elevk, une bonne couverture du sol, une faible perte de feuilles en

saison sèche (Mabanza, comm. pers.), en fonction de son degre antixenotique au champ (chp 11) et en fonction de son caractère tolerant à la cochenille mise en evidence au laboratoire au cours de

l'expkrimentation sur l'influence du calcaire (Diangana, 1991) et de la fumure organique (Beringar, 1991).

IV - 2.4.2. Choix du terrain expérimental

L'expkrimentation a CtC effectuke sur un terrain en jachère depuis une dizaine d'annkes. Il n'a

donc reçu auparavant ni fumure organique, ni fumure minCrale. La vegetation dominante est le Chromolaena odorata (Compos&).

IV - 2.4.3. Préparation du terrain

Le terrain a kt6 prepare selon les techniques traditionnelles pratiqukes au Congo, decrites par Kono (1983). Les touffes d'herbes arrachees B la houe en saison sèche (juillet-août 1990) restent sCcher sur le sol pendant quelques jours. Elles sont dCgagkes et le sol est ensuite laboure B la houe permettant ainsi un ameublissement et une akration de celui-ci.

Les differents apports ont et6 effectues en deux fractions : - les premiers, 4 jours avant le bouturage dans les parcelles correspondant au traitement : B raison

de 1T /ha de calcaire de Madingou (52,7% de Cao) pour l'amendement calcique, de 50 kg /ha de KC1 pour la fertilisation potassique, de 250 kg / ha de N15P15K15 pour la fertilisation combink d'azote de phosphore et de potasse, de 30 t / ha de fumier de bovin (15 % d'azote) pour la fertilisation organique et enfin, de 10 t de ms / ha de gazon tondu (Paspalum sp.) pour le paillage du sol.

- les seconds ont 6tk effectues après 6 mois de vkgktation dans les mêmes conditions que les premiers, confomkment aux recommandations (2 partir du 3 ème mois de vkgktation) de Silvestre &

Arraudeau (1983).

71

IV - 2.4.4. Entretien

Deux sarclages et deux binages ont lieu tous les 3 mois afin d'eliminer la vCgCtation adventive qui rentrerait en compCtition nutritionnelle avec les plants de manioc et afin d'ameublir et d'aCrer le sol pour un

bon dCveloppement de,la plante.

Un traitement acaricide est effectue tous les 3 mois afin d'eliminer l'effet des acariens sur la

modification physiologique des plantes.

Le dispositif est un dispositif complètement aliatoire (completely ramdomized design) base sur

une repartition au hasard des diffkrents traitements à Ctudier. La methode de mise en place de chaque unit6

expérimentale est basee sur des tirages au hasard à partir dune urne. Ce dispositif a CtC retenu pour l'essai en raison de I'homogCnCitC du champ expCrimental constate après l'Ctude pCdologique du sol (Tableau IV-

3). L'essai comporte 5 rCpCtitions / 6 traitements / 2 Ctats, donc au total 60 (5 x 6 x 2) unitCs

expCrimentales (Fig. IV-1 a). Chaque unit6 comporte 9 plants de manioc dont 1 utile et 8 de bordure afin

d'eviter l'effet des parcelles (traitements) voisines (Fig. IV - 1 b).

IV - 2.4.5. Déroulement de l'essai

Le bouturage a CtC rCalisC au dCbut du mois de novembre. 4 infestations artificielles ont CtC effectuCes pendant toute la durCe de l'expirimentation. La

première : le 13/01/91 (petite saison sèche) ; la seconde : le 26/04/91 (fin de saison des pluies) ; la troisième

: le 19/07/91 (grande saison sèche) et la quatrième : le 15/10/91 (debut de saison des pluies). Le mode operatoire de l'infestation est le suivant : 200 cochenilles nCnonates (Ll) ont CtC dCpost?es sur les 3ème et 4ème feuilles B partir de l'apex B raison de 100 cochenilles par feuille, sur chaque plant,

Après chaque infestation, un pdlèvement des feuilles des plants infestes et des plants non infestes a lieu après un mois (durCe optimum de rCponse defensive du manioc suite aux attaques de P. manihori (Calatayud, 1993) pour 1'Ctude des substances secondaires). La technique d'analyse des substances secondaires est la même que celle dCcrite au chapitre III.

72

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Fig N-1 b: Plan détaillé d'une unité expérimentale (A : plant utile ; a : plants de bordure).

74

IV - 3. Résultats

IV - 3.1. HCN

Les rCsultatsdes dosages d ' H m sont consi,onCs dans le tableau IV - 4. L'examen de ce dernier

montre que l'infestation par P. manilzoti se traduit par une augmentation d ' H m , bien que non significative

pour la plupart des traitements sur toute la periode d'experimentation. Cependant, on observe quelques

diminutions d'HCN suite 21 l'infestation par la cochenille pour KC1 et Fumure organique en fCvrier (petite saison sèche), NPK en Mai (fin saison des pluies), KQ et ternoin en novembre (dibut saison des pluies). Par ailleurs, les concentrations en HCN des extraits de feuilles entre traitements (fertilisation) sont

legèrement differentes pour chaque catCgorie de plants (infest& et non infest&) pendant les differentes

@riodes de dosage du cyanure libre. Afin de mieux apprkcier l'effet de la fertilisation, de l'infestation et des diffkrentes saisons de

l'annee, les rapports des concentrations en HCN des plants infestes sur les plants non infestes sont

consipCs dans le tableau IV - 5. L'analyse de celui-ci montre que pour tous les traitements apportes au sol, ce rapport est supCrieur B 1 en août (saison sèche) seulement, alors qu'il l'est pour le paillage et le calcaire pendant toute la durCe de I'expCrimentation. Cette situation qui traduit une augmentation de l'acide cyanhydrique due B l'infestation n'est pas constante pendant toute la durCe de I'expCrimentation pour les autres traitements.

IV - 3.2. Les flavonoïdes glycosylés totaux (FGT) et la m i n e

Les rCsultats des teneurs en FGT et en rutine d'extraits de feuilles des plants de manioc (Zanaga) issus des differents traitements du sol sont consign& dans les tableaux IV - 6 et IV - 7. L'analyse de ceux- ci montre que les teneurs en ces substances entre les plants infest& et sains ne sont pas très differentes pour l'ensemble des traitements pendant toute la pCriode de I'expCrimentation. Cependant, on remarque que l'infestation de P. manihoti s'est traduite par une tendance B l'augmentation de la teneur de ces substances chez l'ensemble des plants. Quelques diminutions sont nCanmoins observks pendant une ou deux saisons ; c'est le cas en fCvrier (petite saison skche) pour les plants issus des traitements KCI, tCmoins, NPK et calcaire, en mai (fin saison des pluies) pour les plants du traitement calcaire et en novembre (debut saison des pluies) pour les plants du traitement KC1. Une diminution de la teneur en rutine est Cgalement constage

pour les plants du traitement NPK en novembre. Les rapports des teneurs moyennes de ces substances (Tableau IV - 8 et IV - 9) sont les plus

ClevCs, pour tous les traitements, en saison sèche" (août) traduisant une forte augmentation suite B l'infestation par la cochenille . Ils permettent Cgalement de classer les traitement en deux groupes :

- le groupe 1 : compos6 du paillage et de la fumure organique pour lesquels ces rapports sont supCrieurs B 1 (traduisant une augmentation des composes suite B l'infestation par P. manihoti) pendant

toute la griode de l'exp6rimentation.

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78 Tableau IV - 5 : Rapport (plants infestes /plants non infesds) des concentrations en HCN des differens

traitements B differentes saisons de l'mie

Traitements

KC1

Témoin

NPK

Paillage

Fumure organique

Calcaire

Février (petite S. sèche)

I I Novembre

0,26 0,88 2,29

2,12 0,7 1

0,87 2,47

1,03 1,72 2,33

1,24 6,18 1,79

1,43 1,74 1,9 1

155 1,85

Tableau IV - 8 : Rapport (plants infestés / plants non infestes) des concentrations en rube des différents traitements B différentes saisons de l'mie

I Traitements Février

(petite S . sèche)

I KC1

Témoin

0,37

0,83 Calcaire

1,52 Fumure organique

2,03 Paillage

O,S3 NPK

0,66

Mai (fin S. pluies)

1,07

1,02

1,11

1,Ol

0,99

Août (grande S . sèche)

1,74

1,32

3,32

2,7 1

3,29

5,Ol

Novembre (début S . pluies)

0,87

2,23

1.34

1 3

1,11

1,3 1

Tableau IV - 9 : Rapport (plants infest& /plants non infesds) des concentrations en FGT des differents traitements 3 diffkrentes saisons de l'am&

Traitements Février (petite S. sèche)

KC1

Témoin

NPK

Paillage

Fumure organique

Calcaire

0,30

0,53

0,76

1,65

1,65

0,89

Mai (fin S. pluies)

1 ,O4

1,14

1 ,O0

1 ,O6

1,31

0,95

Août (grande S . sèche)

1,47

1,16

3,43

3,78

3,80

3,79

Novembre (début S . pluies)

0,94

2,14

0,96

1,13

1 ,O3

1,18

79

- le groupe 2 : compose du KCl, TCmoin, NPK et Ca pour lesquels ces rapports sont soit sup5rieur a 1, soit inferieur h 1 (traduisant une diminution des composes suite B l'infestation des plants par P. manihoti).

IV - Discussion-Conclusion

Nous avons montre dans le chapitre III - 2 que l'infestation de la variCtC Zanaga par 100 cochenilles rkduisait la concentration en HCN des extraits de feuilles de 45 %. Dans ce chapitre, nos

résultats sur le terrain ne concordent pas avec ceux observes au laboratoire. En effet, l'infestation par 200 cochenilles des parcelles témoins de Zanaga (sans fertilisation) s'est traduite par une au,mentation en HCN,

en fevrier (petite saison sèche) en mai (fin de petite saison des pluies) et en août saison sèche) respectivement de 12,53 et 60 %, et par une diminution de 12% en novembre (debut saison des pluies) par une diminution de 12 %.

Nous ne pouvons comparer nos resultats à ceux d'Ayanru & Sharma (1985) qui ont montre, au champ, que la concentration en HCN des plants ayant reçu un traitement insecticide contre la cochenille n'était pas très diffkrente de ceux des plants non traites. Ces derniers ayant travaille sur des plants de manioc âgCs de 6 mois ont fait un seul dosage d'HCN en avril sans pourtant preciser h quelle saison (saison des pluies, saison sèche) correspondait ce mois. Or, l'un des facteurs susceptibles d'influencer la physiologie de la plante est la pluviomktrie.

Ces résultats difficiles à interprkter, nous ont nCanmoins permis de montrer le r61e joue par la fertilisation calcique et le paillage dans l'augmentation des teneurs en HCN du manioc (Zanaga) suite B l'infestation de P. manihoti durant toute la pCriode de I'expCrimentation. Les teneurs en HCN les plus

élevees, observks pour tous les traitements en saison sèche, aussi bien pour les plants infestes que pour les plants sains sont en accord avec ceux de De Bruijn (1971) et Silvestre & Arraudeau (1983) qui ont signale qu'une sevère saison sèche induit une au-mentation des glucosides cyanogknes du manioc. Les valeurs

prises pendant cette pCriode par les plantes après infestation ne sont pas très variables d'un traitement à

l'autre. Elles sont comprises entre 1,85 et 2,75 mg/ de ms pour le paillage et le calcaire. Les gradations de populations de P. rnanihoti observees en saison sèche au Congo pourraient

constituer un argument en faveur du r61e phagostimulant des compos& cyanCs vis-bvis du dipddateur

comme l'avait dejà signale Kogan (1977) chez d'autres insectes. Cependant, l'absence de donnees sur la dose letale d ' H m pour la cochenille, rend dificile l'identification des traitements pouvant confkrer au manioc sa resistance 21 P. manihoti.

Les risultats des dosages du FGT et de la rutine au laboratoire ont montre une augmentation

respective de 72 et 78 % pour la variete Zanaga suite B l'infestation. Les resultats sont variables d'une penode B l'autre. Ainsi, l'infestation s'est traduite par une diminution des teneurs en FGT et en ruthe en fkvrier (petite saison sèche) respectivement de 47 et 34 % et par une augmentation pour les autres piriodes, dont la plus remarquable en novembre (dCbut saison des pluies), avec respectivement 53 et 55 %. Par ailleurs, nous avons montre que pour une même saison, la rCponse h l'infestation &ait fonction du

traitement. Les correlations Ctablies au laboratoire entre les teneurs de ces composes et la rCsistance par

80

antibiose des plantes, permettent de considkrer, comme defavorables h la cochenille, les traitements dont les teneurs en ces substances auamentent pendant toute la durCe de l'exp6rimentation. C'est le cas du paillage et

de la fertilisation organique.

Nous avons Cgalement montrk que la rCponse àl'infestation par P. mnihoti de la variCtC Zanaga,

en terme de teneur. en -substances secondaires n'&ait- pas la même au .laboratoire .et au champ. Ces differences seraient dues h nos conditions expCrimentales. En effet, au laboratoire nous avons travaillC sur

des plants en pot âgCs de 4 mois avec une infestation par 100 cochenilles pendant 2 mois, alors qu' au champ, les dosages ont CtC faits sur des plants âgCs de 4 mois (fkvrier), 7 mois (mai), 10 mois (août) et 13

mois (novembre) avec une infestation par 200 cochenilles pendant 1 mois pour chaque pCriode. Les

diffkrentes pCriodes correspondent aux alternances de saisons des pluies et de saisons sèches avec des

rkserves en eau du sol diffirenles. De plus, les plants sur le terrain disposent d'un volume de terre sufisant

au dkveloppement des racines et une bonne vCgCtation de la plante. Nous avons par ailleurs montre le r61e de la fertilisation dans l'au,mentation des composCs

secondaires du manioc suite aux attaques de P. rnanihoti. Ces rksultats s'accordent avec ceux dCjh obtenus chez certains pucerons (Rodriguez, 1960 ; Harrewijn, 1977 ; Harrewijn & Dieleman, 1984). Le r61e de la fertilisation azotCe sur la multiplication des cochenilles (Thompson, 1941 ; Fennah, 1959 ; Salama et al., 1972 ; Smirnoff &. Valero, 1975 ; Mc Cluse, 1980 ; Campbell, 1984 ; Washburn et al., 1987), du paillage (plastique et feuille d'aluminium) sur la multiplication de population d'Anasa nistis (De Geer) (Hom. Coreidae) (Cartwright et al., 1990) et de l'-amendement calcique sur la multplication de la cochenille A. aurantii (Nadir, 1965) h dCja CtC dCmontr6.

Ces travaux ont attribuC 1' effet favorable de ces fertilisations sur le-dCveloppement des ravageurs à des modifications de la qualit6 nutritionnelle des plantes. Ils ont cependant omis de considkrer la probable modification des teneurs en substances secondaires.

En conclusion de cette Ctude, et malgr6 la complexit6 de l'interprdtation des rksultats, le paillage, la fumure organique et l'amendement calcique pourraient être prCconisCs pur lutter contre la cochenille du

manioc, en complCment d'autres methodes de lutte telle que des variCtCs rksistantes et la lutte biologique. La confirmation de ces rCsultats sur d'autres variCtCs de manioc reste cependant B rCaliser.

CONCLUSION GENERALE

81

CONCLUSION GENERALE

Ce premier travail sur les relations entre la cochenille farineuse du manioc et ses "plantes-hbtes"

au travers de 1"tude des-clifferentes categories deTesistance;.et de leurs mecanismes biochimiques vis-8-vis de P. manihoti, ainsi que de certaines techniques agronomiques qui seraient impliquees dans son expression a permis d'apporter quelques elements d'information jusqu'h present encore ignores.

A partir d'un criblage varietal realist? au champ dans deux localites Ccologiquement differentes

(Brazzaville et Mantsoumba), des varietes de manioc presentant differents degres de resistance de type

antibiose et antixenose vis$-vis de P. manikoti ont pu être identifiks L'etude de certaines d'entre elles en conditions experimentales au laboratoire a permis de prkciser

l'expression de leur resistance de type antibiose et tolerance. Ainsi les plantes-hôtes &tudiees exercent une influence sur le pouvoir de multiplication de

P . manihoti. La variCtC de manioc Incoza est la plus rksistante aussi bien en terme d'antixenose que d'antibiose. Le classement des autres varietes par ordre croissant de resistance est different selon la composante de la resistance considCree. Par ailleurs, le Poinsettia et le Talinum dont la composante

antixknotique est très forte, s'opposent en terme de resistance par antibiose. La tolerance a et6 Cvaluke au laboratoire, en quantifiant les modifications morphologiques et

physiologiques de la croissance des plantes provoquee par l'infestation. Ces modifications de dkveloppement de la plante sont variables d'un paramètre 8 un autre et selon la variete. La surface foliaire, le rapport de surface foliaire (F) sont reduits, alors que le poids sec, le taux relatif de croissance (R) et le taux d'assimilation nette Q des plantes sont restes stables suite 2 l'infestation, A l'issue de cette etude, les varietes Ganfo, Incoza, Zanaga, le Faux-Caoutchouc et le Talinum sont plus tolerants 2 P. manihoti que les

varietes de manioc 30M7, MPemb6,3 M8, Moudouma et le Poinsettia. Nous avons essaye de relier la rksistance par antibiose 2 certaines caract6ristiques biochimiques de

la sève phlokmienne dont se noumt P. manihoti.. Aucune variation significative de teneurs des substances primaires (acides amines et sucres) des extraits de feuilles des plantes-hbtes n'est observke avec l'infestation par P. manihoti. Par ailleurs, la difference de rksistance de type antibiose entre les genotypes n'est pas liCe aux diffkrences de teneurs en acides aminCs et en sucres de la sbve des plantes-hôtes. En outre, en ce qui concerne les substances secondaires, nous avons observe de faibles variations de

concenlrations en HCN des extraits de feuilles aussi bien entre genotypes qu'entre categories (non infestes et infestes) 6tudiCs. La faible difference de teneurs en HCN obsende entre genotypes ne pourrait expliquer la difference antibiotique mise en evidence au chapitre II. Contrairement au cyanure libre (HCN), nous avons pu relier les differences de teneurs en flavonoïdes glpcosiles totaux et en rutine observkes entre categories de plants (non infestes et infestes) et entre genotypes à la resistance par antibiose.

Dans ce travail l'etude des techniques agronomiques sur les variations de teneurs des substances secondaires de la variete Zanaga non infest& et infest& par P. manihoti, 8 differentes penodes climatiques de I'annCe est Cgalement aborde. Dans cette dernikre partie, nous avons montrk que les plus fortes

82

variations de teneurs en substances secondaires (Hm, rutine et flavonoïdes glycosilCs totaux) des extraits

de feuilles sont observees en saison sèche. L'augmentation de ces substances avec l'infestation n'est observCe pendant toute la durCe de l'expkrimentation que pour les seuls traitements paillage, fertilisation organique et amendement calcique.

Dans le cadre des recherches menCes pour-la mise au point. de techniques de lutte contre P manihoti, les rksultats prCsentCs dans ce travail pourraient contribuer B I'Claboration et au dkveloppement

d'un programme de lutte integr&. La selection de variCtCs de manioc rCsistantes B P. manihoti devrait être privilCgiCe. Les varit?tCs 2

selectionner devront prksenter de bonnes caractkristiques antixenotiques, antibiotiques et être tolerantes. En effet, le criblage variCtal au champ est la meilleure methode permettant d'apprecier dans les conditions naturelles la resistance du manioc B P. manihoti. Cependant, plusieurs facteurs difficiles 2 quantifier

simultanCment, influencent les rksultats (entomophages, variation des substances biochimiques). On devra Cgalement tenir compte de leur rendement en tubercules et de leur adaptation B la secheresse. Outre ces caractéristiques, il serait nCcessaire d'apprkcier leur incidence sur l'impact des auxiliaires (parasitoïdes et

prkdateurs) utilisCs dans la lutte biologique contre P. manihofi. L'utilisation de variCtCs rksistantes dans la lutte contre les ravageurs est pour l'agriculteur le

moyen le plus Cconomique et le plus efficace. Elle gknère moins de dCpenses technologiques, n'est pas dangereuse pour l'environnement et est en gCnCral compatible avec d'autres mCthodes de lutte anti- ravageurs (Pathak & Saxena, 1976). Signalons que l'utilisation des variCtCs rCsistantes a donne des rksultats très intkressants dans les programmes de lutte intCgrke contre les dkpprkdateurs de cultures comme les LCpidoptères foreurs de la canne 2 sucre (Mathes & Charpentier, 1969 ; Harber, 1974), les insectes des

lkgurnineuses fourragères (Gallun et al., 1975), les insectes du NiCbC (Path& & Sexaen, 1979) et les insectes du riz (Singh, 1980).

L'utilisation des techniques agronomiques traditionnelles devront fi-ourer dans les moyens de lutte

contre P. manihoti. En effet, ces pratiques lorsqu'elles sont judicieusement menks, pdsentent d'Cnormes

avantages. Pour la plante, elles favorisent une bonne assimilation des 6lCments nutritifs du sol et par consequent, une bonne croissance et un bon dCveloppement rendant le vCgCtal vigoureux et capable de supporter de fortes attaques du ravageur. Pour l'agriculteur, elles permettent d'obtenir le maximum de

rendement avec un minimum d'efforts.

Dans la lutte contre les ravageurs des cultures, des rCsultats spectaculaires ont CtC obtenus 2 partir de l'utilisation des pratiques culturales traditionnelles. On peut citer, la destruction des dCbris des rkcoltes prCcCdentes ; l'enfouissement des debris vCgCtaux partiellement incinCrCs (kcobuage) ou non, le dCcalage des dates de semis, la rotation et l'association des cultures, le paillage, l'apport de fumier de ferme ... (Noman, 1974 ; Adkisson, 1977 ; Kayumbo, 1977 ; Adesiyum et Ajavi, 1980).

Signalons que toutes ces techniques entraînent des modifications de I'Ctat biochimique de la

plante. Leur pratique devra s'opCrer de manière 2 defavoriser le ravageur et favoriser l'action des auxiliaires.

83

Notons que si ces pratiques necessitent souvent beaucoup de travail et donc un coût de main-

d'oeuvre ClevC dans les pays industrialises qui a conduit h leur abandon, il n'y a pas de raison de cesser de les appliquer Cnergiquement dans les pays en voie de developpement où la main-d'oeuvre est exCCdentaire

et bon march6 (Kumar, 1991). Ces pratiques ne necessitent aucun effort supplkmentaire pour l'agriculteur

africain.

Dans le contexte de la culture du manioc au Congo, il serait souhaitable que soient retenues les

vari6tCs de manioc Zanaga et Incoza auxquelles on pourrait appliquer de la fumure organique, du paillage et Cventuellement un amendement calcique dans le cas des sols trop acides (PH < 3,9). NCanmoins, des techniques culturales, telle 1'Ccobuage qui constitue une forme de fertilisation minérale (azote ammoniacal et amendement calcique) et organique couramment pratiquees dans certaines rCgions d'Afrique bTzila, 1992), pourraient être prCconisCes pour auamenter la tolerance du manioc. Ceci d'autant plus que dans le

sud du Congo, les rendements moyens des cultures de manioc pratiquees sur Ccobuage sont supCrieurs de 4 tonnes 2 ceux des cultures industrielles de manioc pratiquees au Complex Agro Industriel d'Etat de

Mantsoumba (CAIEM) avec apport d'une fumure NPK (urCe : 150 kgha soit 67 kg N h a ; superphosphate triple : 100 kgha soit 45 kg P205ha ; chlorure de potasse : 150 kg K20/ha (Nyete in Nzila, 1992).

Ces variCtCs ont CtC retenues en raison de leur degrC de resistance et de leurs caractCristiques agronomiques signalCes par Mabanza (comm. pers.). Un Cventuel croisement entre ces dernières pourrait amCliorer leur potentialite. Cependant, il faut signaler que l'utilisation de ces varietCs (bien adaptCes au contexte de la manioculture congolaise) ne peut être prCconiste tel quel dans un autre milieu Ccologique. Leurs caractCristiques agronomiques et l'expression de leur resistance peuvent être differentes dans un autre contexte Ccologique. Ceci a kt6 dkj2 constate pour la variet6 bCninoise OumbCt6, douce dans les conditions Ccologiques du BCnin, elle est devenue amère une fois importCe et cultivCe au Congo. Ainsi, dans le cadre de l'application de nos resultats 2 d'autres conditions Ccologiques, il serait necessaire que soit pratiquC un

criblage varietal avec les vari&& locales les mieux adapes.

Compte-tenu des r6sultats prCsentCs dans ce travail, differentes perspectives de recherche peuvent

être envisagks : - multiplier les criblages variktaux afin d'identifier d'autres variCtks rksistantes 2 P. manihoti. En

effet, ne peut être envisagCe pour l'avenir, la seule utilisation des variCtCs Zanaga et Incoza, qui pourraient conduire 2 sklectionner des souches de cochenilles rksistantes.

- confirmer en conditions de plein champ, l'impact des variktCs et des pratiques agronomiques traditionnelles sur la dynamique des populations de la cochenille et de ses auxiliaires, en relation avec les

rendements.

Les deux plantes , non h6tes naturelles (Poinsettia et Talinum) ont des comportements très proches dans la nature, elles ne sont presque jamais infestees pas la cochenille. Par contre au laboratoire, elles prksentent des dCgrCs d'antibiose differents et des concentrations en substances primaires et secondaires très differentes. Leur situation particulière devrait succiter des interrogations, qui permettront

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de mieux etudier le comportement nutritionnel de P. manilzoti. En effet, l'utilisation d' un milieu artifitiel où l'on pourrait modifier les teneurs des diffkrentes substances, permettrait de comprendre le r61e et le mbde d'action de ces composes dans les mecanismes de resistance du manioc vis-&vis de P.manihori.

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w: Le President de la Thèse

. - w:

Lq Directeur de thèse

VU et APPROUVE

RENNES, le 3 0 a d J ~ 3 3 Le Directeur de l'U.F.R.

J.C. HhRDOUIN

Un criblage pratiqué au champ sur 25 variétés de manioc a per- mis d'identifier des cultivars présentant différents degrés d'antibiose et d'antixénose.

L'évaluation au laboratoire de la composante antibiotique sur 7 variétés de manioc, du fauxcaoutchouc et de 2 plantes de substi- tution, talinum (Talinum triangularae iacq) et poinsettia (Euphorbia pulcherrima Willd) montre que l'expression du potentiel biotique du ravageur est influencée par la plantehôte. L'infestation par la cochenille modifie peu la croissance de ICI plante traduisant la tolé- rance du manioc à P. manihoti. Les'modifications des teneurs en substances primaires (acides aminés et sucres) et secondaires (composées cyanés et phénoliques) suiteà l'infestation varient avec la plantehôte. la résistance de type antibiose qui n'a pas pu être reliée aux teneurs en substances primaires semble être corrélée aux teneurs en substances secondaires. Les composés cyanés auraient un rôle phagostimulant, alors que les flavonoides glyco sylés totaux et la rutine un rôle phagodissuadant. Enfin, I'étude de quelques techniques agronomiques montre que les augmentations de teneurs de l'acide cyanhydrique de la rutine et des flavonoides glycosylés totaux de l'extrait de feuilles de manioc (zanaga) après infestation sont plus importantes avec le paillage, la fumure orga- nique et l'amendement calcique qu'avec du NPK ou du KC1 en toute saison. Cependant, la plus forte augmentation intervient en saison sèche.

MOTS CLES Phenacoccus manihoti, manioc, résistance, antibiose, antixb

nose, tolérance, acides aminés, sucres, acide cyanhydrique, rutine, flavonoides glycosilés totaux, techniques agronomiques, saisons.

_ _ ~

A screening carried out in the field on 25 varieties of Cassava. Some cultivars characterized by different antibiosis and antixeno sis degree were identified.

Laboratory-evaluation of antibiotic component made on 7 cassava varieties, fauxcaoutchouc (hybrid of Manihot esculcenta andManihot glazioviij and2 substitut on plants, talinum palinium triangularae Jacq) and poinseftia /Euphorbia pulcherrima Wildj showed that the pest potential biotic was influenced by the host plant. The infestation by cassava mealybug did not modi?/ the plant growth, suggesting the tolerance of cassava to the pest. The concentrations changes of primary [sucroses and aminoacidsj and secondary (cyanhydrique acid and phenolic components) sust- tances after infestation differ with the host-plant. The cyaned components would be feeding excitant, wbat then total flavonoids glycosyls and rutin would be feedingdeterrent. In addition, agre nomical technics show more important increace of HCN rutin and total flavonoids g/ycosy/s coneenfration after infestation by Phenacoccus manihoti with NPK and KC/ in any saison. Mean while the strongest increase has been observed in the dry season.

KEY WORD P. manihoti, cassava, resistance, antibios, antixenos, tolerance,

amninoacids, sucrose, cyanhydric acid, rutin, total flavonoids glycosyls, agronomic technic, season.

ISBN : 2-7099-1 184-1 Éditions de I'ORSTOM

72, route d'Aulnay 931 43 BONDY Cedex