Neuchâtel, Switzerland
le 25 juin 2010
La chrysomèle des racines du maïs Diabrotica virgifera virgifera provoque chaque année aux USA pour plus d'un milliard d'USD de dégâts. En Europe, où cette chrysomèle fut introduite au début des années 1990, on s'attend à ce que les dommages qu'elle pourrait causer atteignent à terme un demi-milliard d'euros par an. Cependant, le maïs blessé peut se défendre en émettant un signal odorant spécifique qui attire des ennemis naturels du ravageur : des petits vers appelés nématodes. Pour rendre l'intervention plus efficace, des chercheurs de l'Université de Neuchâtel ont réussi, par un processus de sélection, à augmenter la vitesse de réaction des vers salutaires. Ce nouveau succès du Pôle de recherche national Survie des plantes fait l'objet d'une publication aujourd'hui dans le Journal of Experimental Biology.
Jusqu'à présent, le groupe de Ted Turlings se focalisait sur le caryophyllène, signal de détresse chimique que lancent les racines blessées du maïs pour attirer des tueurs d'insectes: les nématodes Heterorhabditis megidis. Ces derniers infectent la larve dévoreuse de racines, assurant indirectement la protection de la plante. Un des principaux auteurs de ce travail, Ivan Hiltpold, cherche à améliorer les performances de l'autre partenaire du processus de défense: les nématodes. Dans cette nouvelle expérience, il a mis en place un moyen d'augmenter leur efficacité, en sélectionnant les individus les plus prompts à réagir au signal provenant des racines.
Pour y parvenir, le biologiste a mesuré en laboratoire le temps de parcours des nématodes dans un labyrinthe rempli de sable pour atteindre une source de caryophyllène synthétique. Les 500 individus les plus rapides étaient retenus pour livrer les générations suivantes. Ainsi, les 500 représentants les plus aptes à atteindre ce signal étaient à leur tour sélectionnés pour se reproduire. En répétant le processus six fois, Ivan Hiltpold est parvenu à former une « dream team » dont le temps de parcours pour un groupe de 500 vers est passé de douze à cinq heures ! Cette sélection a été menée sur les nématodes Heterorhabditis bacteriophora, une espèce très virulente contre la chrysomèle, mais qui jusqu'alors était peu réactive au caryophyllène.
Restait encore à prouver que les nématodes sélectionnés demeuraient aussi les meilleurs sur le terrain. En Hongrie, région d'Europe particulièrement touchée par Diabrotica, des chercheurs de CABI-Europe-Switzerland disposent d'une station de recherche où poussent deux variétés de maïs : l'une produisant le caryophyllène, l'autre non. Dans les champs hongrois, Marianne Baroni, étudiante en master supervisée par Ted Turlings et Ivan Hiltpold, a mis en évidence qu'après traitement avec les nématodes, les variétés de maïs émettant du caryophyllène présentaient des racines moins endommagées que celles qui ne produisaient pas cette substance. D'autre part, il est apparu que les nématodes sélectionnés tuaient plus de larves ravageuses par rapport à leurs semblables qui n'ont pas subi de processus de sélection.
Grâce à cette étude, l'équipe de Ted Turlings a pu démontrer que la manipulation des ennemis naturels était une approche réaliste et à fort potentiel pour l'amélioration des techniques de lutte biologique. Les scientifiques avaient déjà démontré que la manipulation de la plante visant à améliorer le signal est réalisable. Le maillon faible de ce système restait l'application coûteuse et peu efficace des nématodes. A l'aide d'une bourse fédérale favorisant la collaboration entre l'industrie et le milieu académique octroyée à Ted Turlings, Ivan Hiltpold pourra développer de nouvelles technologies, en vue d'optimiser l'application de ces agents de lutte biologique prometteurs.
Photo : Nématodes Heterorhabditis bacteriophora vus au microscope électronique.
© Ivan Hiltpold & Michèle Vlimant, Université de Neuchâtel
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