Avand-faghih, Arman (2004) Identification et Application Agronomique de Synergistes Végétaux de la Phéromone du Charançon Rhynchophorus ferrugineus (Olivier) 1790. PhD thesis Biologie et Agronomie 'Protection des Cultures', INAPG 2004INAP0003.

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Abstract

ABSTRACT: The Red Palm Weevil, Rhynchophorus ferrugineus (Oliv.) is the most destructive insect pest of culti-vated palms in Asia, Middle-East and Mediterranean basin. Semiochemical-based trapping can play an important role in the integrated management of this pest but the necessity of using plant material as a synergist of the aggregation phero-mone has limited the efficacy and development of the trapping in desert areas. In order to use a synthetic pheromone synergist we screened by field trapping the synergistic effect of molecules identified: 1) in odours isolated from date palm stem, the host plant of R. ferrugineus in Middle-East; 2) from other host plant of Rhynchophorus spp. described in the bibliography or with related structures. Coupled gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS) was used to identify the components of the odours of date palm stem isolated by effluvia collection. Components of the odours of date palm stem putatively active on the insect's behaviour were screened by coupled gas chromatography-electroanten-nodetection (GC-EAG). A morphofonctional study of the antenna by scanning electronic microscopy (SEM) and elec-troantennography (EAG) was realised prior to GC-EAG to verify whether there is an olfactory regionalisation on the antennal club. Four major types of hairs were identified, same as described in R. palmarum. Two types of hairs corres-pond to trichoid and basiconic olfactory sensilla. Density of basiconic sensilla is higher on female than male antennal club and on internal than external face of the club in both sexes. EAG amplitudes to six molecules were higher when the recording electrode was connected onto the internal compared to the external face but the same response profile was obtained on dorsal, central or ventral positions of each club face. A total of 109 molecules were identified in odours from date palm. Ten molecules were antennally active by GC-EAG, of which anisole was identified. The pherosyner-gistic effects of two blends based on the analyses of odours from date palm, one blend of EAG active molecules and 21 blends based on 52 molecules reported from the literature were studied. Among all blends, a mixture of ethanol and ethyl acetate (50:50 in volume) emitted at 300 mg/d was as pherosynergistic as 0.35 and, sometimes, 1.2 kg of date palm stem. There was a strong variability of the relative effect of this blend with respect to the date palm tissue during three years of experiments. None of the more complex blends was more efficient. The antennal activity of the unidenti-fied components of the natural odours and the absence of activity of the tested molecules show the important role of the unidentified components and/or the existence of mixture effects not evaluated during this research. The mixture of etha-nol and ethyl acetate is a simple, cheap and interesting blend as an alternative for plant baits for R. ferrugineus trapping in the present situation where no alternative to the plant synergist is available.

Table of content

Table des matières
Introduction - 1
Revue bibliographique - 4
1. Le Charançon rouge des palmiers, Rhynchophorus ferrugineus (Olivier) 1790 - 5
1.1. Systématique - 5
1.2. Morphologie - 5
1.3. Biologie - Ecologie - 5
1.3.1. Plantes-hôtes - 7
1.3.2. Ecologie chimique de l'adulte - 9
1.4. Répartition géographique - 11
1.5. Importance économique - 11
1.5.1. En Asie tropicale dans l'aire du cocotier - 12
1.5.2. Au Moyen-Orient dans l'aire du palmier dattier - 12
1.6. Méthodes de lutte - 13
1.6.1. Lutte chimique - 13
1.6.2. Lutte biologique - 14
1.6.3. Lutte génétique - 15
1.6.4. Lutte éthologique et piégeage olfactif - 15
1.6.4.1. Outils pour le piégeage - 15
1.6.4.2. Piégeage de masse - 17
1.6.4.3. Impact du matériel végétal comme synergiste de phéromone sur le piégeage - 19
2. L'effet synergique des odeurs végétales sur les réponses des insectes aux phéromones - 21
2.1. Le rôle des odeurs végétales sur la communication phéromonale - 21
2.2. Le concept et la mise en évidence de l'effet phérosynergique des odeurs végétales - 21
2.3. Les synergistes végétaux des phéromones d'insectes - 23
2.3.1. Nitidulidae - 23
2.3.2. Dynastinae - 23
2.3.3. Curculionidae - 24
2.4. Les techniques pour identifier des phérosynergistes végétaux - 25
2.4.1. Les méthodes électrophysiologiques - 26
2.4.2. Les tests comportementaux - 27
Partie expérimentale - 29
1. Extraction, analyses et identification des composés volatils émis par le cœur du palmier dattier au cours de la fermentation - 30
1.1. Introduction - 30
1.2. Matériels et Méthodes - 33
1.2.1. Extraction de l'odeur du cœur de palmier dattier - 33
1.2.1.1. Matériel végétal - 33
1.2.1.2. Dispositifs et méthodes de collecte d'effluves - 34
1.2.1.3. Collecte d'effluves sur un polymère adsorbant en 2002 - 35
1.2.1.4. Collecte d'effluves par SPME - 35
1.2.2. Analyses CPG - 35
1.2.3. Analyses CPG-SM - 36
1.2.4. Identification et quantification des produits - 36
1.3. Résultats et Discussion - 38
1.3.1. Analyses qualitatives - 38
1.3.2. Analyses quantitatives - 41
2. Etude morphofonctionnelle de l'antenne du charançon rouge des palmiers, R. ferrugineus, par microscopie électronique à balayage et électroantennographie - 45
2.1. Introduction - 45
2.1.1. Morphologie de l'antenne et réponse EAG - 45
2.1.2. Morphologie de l'antenne des rhynchophores - 47
2.1.3. Morphologie de l'antenne de R. ferrugineus - 47
2.1.4. Equipement sensoriel de l'antenne des Rhynchophorus spp - 47
2.2. Matériels et Méthodes - 49
2.2.1. Matériel vivant - 49
2.2.2. Etude des principaux types de structures cuticulaires de la massue de l'antenne de R. ferrugineus et de leur répartition par MEB - 49
2.2.2.1. Estimation de la surface de la zone sensorielle de la massue - 49
2.2.2.2. Préparation des antennes - 50
2.2.2.3. Estimation de la densité des soies sur la massue - 50
2.2.3. Efficacité de l'EAG pour cribler des produits actifs au niveau SNP - 51
2.2.4. Etude de la réponse EAG de l'effet de la position de l'électrode sur la massue - 54
2.3. Résultats et Discussion - 55
2.3.1. Résultats de l'étude par MEB: Soies cuticulaires observées sur l'antenne de R. ferrugineus - 55
2.3.1.1. Types de soies - 56
2.3.1.2. Dimorphisme sexuel au niveau de la densité des soies - 58
2.3.1.3. Répartition des soies sur la surface de la massue - 58
2.3.2. Résultats de l'étude électroantennographique - 60
2.3.2.1. Efficacité de l'EAG pour cribler des produits actifs au niveau SNP - 60
2.3.2.2. Effet de la position de l'électrode d'enregistrement sur la massue, sur la réponse EAG - 61
2.4. Conclusion - 63
3. Criblage de constituants d'odeurs de cœur de palmier dattier actifs sur l'antenne de R. ferrugineus par le couplage CPG-EAG - 66
3.1. Introduction - 66
3.2. Matériels et Méthodes - 67
3.2.1. Matériel vivant - 67
3.2.2. Odeurs naturelles du cœur de dattier et mélange synthétique - 67
3.2.3. Analyse électrophysiologique des odeurs du cœur de dattier par CPG-EAG - 68
3.3. Résultats - 71
3.4. Discussion - 77
4. Etude de la réponse de R. ferrugineus au ferruginéol et à des extraits végétaux par olfactométrie - Observations sur la fécondité des femelles capturées par piégeage olfactif et la mobilité de l'insecte en conditions semi naturelles - 81
4.1. Introduction - 81
4.2. Matériels et Méthodes - 82
4.2.1. Evaluation de la réponse de R. ferrugineus à la phéromone synthétique et à des extraits végétaux dans deux types d'olfactomètre au laboratoire - 82
4.2.1.1. Matériel vivant - 82
4.2.1.2. Olfactomètre à deux puits - 83
4.2.1.3. Olfactomètre à quatre voies - 84
4.2.2. Etat physiologique de l'appareil reproducteur de femelles collectées sur dattiers ou capturées par piégeage olfactif - 86
4.2.3. Etude de la mobilité des adultes de R. ferrugineus au cours de la journée - 87
4.3. Résultats et Discussion - 87
4.3.1. Evaluation de la réponse de R. ferrugineus à la phéromone synthétique et aux extraits de matériel végétal dans deux types d'olfactomètre au laboratoire - 87
4.3.1.1. Olfactomètre à deux puits - 87
4.3.1.2. Olfactomètre à quatre voies - 88
4.3.2. Etat physiologique de l'appareil reproducteur des femelles collectées sur dattiers ou capturées par piégeage olfactif - 90
4.3.3. Etude sur l'activité des adultes de R. ferrugineus au cours de la journée - 92
5. Approche sur le terrain par piégeage olfactif - 94
5.1. Introduction - 94
5.2. Matériels et Méthodes - 95
5.3.1. Pièges - 95
5.3.2. Matériel végétal - 95
5.3.3. Diffuseur d'odeurs synthétiques - 96
5.3.4. Odeurs végétales synthétiques - 97
5.3.5. Protocole expérimental - 99
5.3.6. Analyses des résultats - 100
5.3. Résultats - 105
5.3.1. Criblage de l'effet phérosynergique d'odeurs végétales variées complétant le travail initié en 2000 - 105
5.3.1.1. Mélanges à base de EtOH et EtAc (essai 1) - 105
5.3.1.2. Mélanges à base d'odeur de cœur de palmier dattier (essai 2) - 106
5.3.1.3. Mélanges sans EtOH ni EtAc (essai 3) - 107
5.3.1.4. Phérosynergistes décrits chez les charançons des palmiers dans la bibliographie (essai 4) - 107
5.3.1.5. Gaz carbonique (essai 5) - 108
5.3.2. Evaluations complémentaires des mélanges les plus efficaces en 2000 - 110
5.3.2.1. Réévaluation des 5 mélanges les plus actifs en 2000 (essai 6) - 110
5.3.2.2. Effet d'associations des mélanges les plus efficaces en 2000 (essais 7-9) - 111
5.3.3. Activité du mélange 27 et de mélanges dérivés - 113
5.3.3.1. Effet phérosynergique du mélange 27 (essai 10) - 113
5.3.3.2. Effet dose-réponse chez le mélange 27 (essai 11) - 115
5.3.3.3. Effet dose-réponse de la fraction minoritaire du mélange 27 (essai 12) - 116
5.3.3.4. Effet des composés minoritaires du mélange 27: (essais 13 et 14) - 116
5.3.3.5. Evolution comparée des effets du mélange 27 et du matériel végétal au cours du temps (essai 15) - 119
5.3.3.6. Effet de la fraction majoritaire du mélange 27 (essai 16) - 120
5.3.4. Activité du mélange MAJ - 121
5.3.4.1. Effet du mélange MAJ en comparaison avec les différentes quantités de matériel végétal (essais 17 et 18) - 121
5.3.4.2. Effet phérosynergique comparés du mélange MAJ et du matériel végétal (essai 19) - 123
5.3.5. Effet phérosynergique du matériel végétal sous différentes formes (essai 20) - 123
5.4. Discussion - 125
5.4.1. Criblage de l'effet phérosynergique chez les odeurs végétales - 125
5.4.1.1. Mélanges ou produits choisis à partir de données bibliographiques - 125
5.4.1.2. Mélanges construits à partir de composés volatils identifiés dans l'odeur du cœur de dattier ou criblés par EAG - 126
5.4.2. Activité du mélange 27 - 127
5.4.3. Effet phérosynergique du matériel végétal et du mélange MAJ - 129
Conclusions et Perspectives - 131
Références - 134
Annexe 1 - 146
Annexe 2 - 157
Liste des Figures - 166
Liste des Tableaux - 170

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