Disturbance of chitinase activities : New perspectives in aphid populations managment.
Dérégulation des activités chitinases : vers de nouvelles perspectives de lutte contre les aphides
Résumé
In insects, chitinases are key enzymes in chitin degradation, and especially during molting and growth process. As a consequence, chitinase metabolism in an interesting targets to develop new alternatives method to manage insect pests. In this project, we evaluated the relevance of the disturbance of aphid chitinase activities. The impact of chitinases was evaluated on M. persicae development via in planta tests, rearing aphids on potato plants expressing an insect chitinase (Phaedon cochleariae, Coleoptera) and via in vitro tests, via an artificial diet containing a bacterial chitinase (Serratia marcescens). Probiotic effects were described in both cases and our results, question us on the reliability of the use of chitinases as biopesticides to fight aphids. We evaluated the effects of an antagonist strategy based on chitinase inhibitors. Four of them, from different origins were tested via an artificial diet. Our results reported for the first time the inhibitory activity of chitinase inhibitors on aphids. We focused our searches in this way with the aim to identify new chitinases inhibitors. In a first approach, we initiated the purification of M. persicae chitinases and in a second one, we evaluated the effects of oligossacharides which mimic chitin and chitinase inhibitors. Our results highlight the potential use of chitinase inhibitors as new bioinsecticides in pest management programs.
Chez les insectes, les chitinases sont des enzymes principalement impliquées dans la dégradation de la chitine, lors des processus de croissance. Les chitinases représentent donc des cibles d'intérêt dans le développement de moyens de lutte alternatifs aux pesticides utilisés contre les ravageurs des cultures. Au cours de ces travaux de thèse, nous avons été amené à évaluer la pertinence de la dérégulation des activités chitinases chez les pucerons. L'impact des chitinases sur le développement du puceron M. persicae a été évalué par des tests de prise alimentaire réalisés in planta, sur des plantes de pommes de terre exprimant une chitinase d'insecte (Phaedon cochleariae, Coléoptère) et in vitro, en incorporant une chitinase bactérienne (Serratia marcescens) dans un milieu artificiel. Des effets probiotiques ont été mis en évidence dans les deux cas, remettant en cause l'utilisation des chitinases en tant que biopesticide pour lutter contre les pucerons. Compte tenu de ces effets inattendus, nous avons étudié les effets d'une stratégie antagoniste, basée sur l'utilisation d'inhibiteurs de chitinases. Quatre inhibiteurs de chitinases, d'origine et de nature variées, ont ainsi été testés via un milieu artificiel. Nos résultats rapportent pour la première fois une activité inhibitrice de ces molécules sur des pucerons. Nous avons donc orienté nos recherches dans cette voie, afin d'identifier de nouveaux inhibiteurs de chitinases. Deux approches ont été initiées avec d'une part la purification des chitinases du puceron M. persicae et d'autre part par l'évaluation des effets d'oligosaccharides mimétiques de la chitine et des inhibiteurs de chitinases. Les résultats obtenus nous laissent à penser que les inhibiteurs de chitinases constituent une voie prometteuse dans l'élaboration de nouveaux bioinsecticides.
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