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Theses Year : 2019

Acquisition of insecticide tolerance in apple orchards and its consequences on an auxiliary species, the forficula Forficula auricularia L

Acquisition d’une tolérance aux insecticides en vergers de pommiers et ses conséquences chez une espèce auxiliaire, le forficule Forficula auricularia L

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Abstract

In the European context of reducing pesticide use, knowledge of the effects of insecticides on natural enemies is an innovative and promising approach for the development of new Integrated Pest Management (IPM) program. European earwigs Forficula auricularia (Linnaeus) are considered as efficient predators in apple orchards and contribute to the biological control of aphids, leaf rollers and psyllids.Earwigs were sampled in apple orchards in Provence, (South-Eastern France), managed under contrasting strategies: organic, integrated pest management (IPM), conventional, or untreated orchards. Our study underlines the differences in metabolic pathway responses in F. auricularia populations influenced by their historic management strategies. In particular, we have shown that earwigs collected in conventional orchard exhibited lower mortality and higher enzyme activities (glutathion-S-transferases and carboxylesterases) involved in detoxification, compare to organic orchard. A decrease in sensitivity of the acetylcholinesterase (the molecular target of OP insecticides, involved in the nervous system functioning) was also observed in earwigs pre-exposed in the conventional orchard with higher sensitivity of AChE in male compared to female earwigs. We have investigated the induction of Hsp70s as an efficient defense mechanism, which could play an important role in tolerance to insecticide. Our results underlined the differences previously observed depending on management strategy and for a considered orchard, depending on earwig sex.It is well known that insecticide tolerance can be associated with fitness costs. That is why energetic reserves (glycogen, lipids and proteins) and morphological traits have been quantified on earwigs from orchards with different management practices. F. auricularia from conventional orchards were smaller than the other earwigs. Moreover, we have shown that the amount of energetic reserves depended on insecticide use and on the period of sampling. The high glycogen content observed in females collected in conventional orchards, 2 months after the end of treatments, supports a reallocation of reserves to the reproduction.This work brought to light the emergence of resistance to insecticides of the natural enemy F. auricularia, exposed to pesticides in conventional apple orchard.
Dans le contexte Européen visant la réduction de l’utilisation des pesticides, la connaissance des effets des insecticides sur les auxiliaires est une piste novatrice et prometteuse au développement de nouveaux programmes en Production Fruitière Intégrée (PFI). Prédateur généraliste le forficule (perce oreille), Forficula auricularia L., contribue à la lutte biologique grâce à son efficacité sur certains ravageurs tels que les pucerons en vergers de pommiers.Les forficules sont prélevés dans des vergers de pommiers (PACA, France) conduits en agriculture biologique (AB), en Production Fruitière Intégrée (PFI), en agriculture conventionnelle ou dans des vergers ne recevant aucun traitement phytosanitaire. Nos résultats montrent que cet auxiliaire est capable de développer des mécanismes de résistance/tolérance à un insecticide organophosphoré (OP), le chlorpyriphos-éthyl. Après exposition au chlorpyriphos-éthyl à la dose autorisée en vergers, les organismes provenant d’un verger conduit en agriculture conventionnelle sont caractérisés par une faible mortalité. Cette diminution de la mortalité est expliquée par une activité élevée des glutathion-S-transférases et des carboxylestérases, deux enzymes impliquées dans les voies de détoxication, et par une diminution de la sensibilité de l’acétylcholinestérase (cible moléculaire des OP au niveau du système nerveux). L’étude de la sensibilité de l’AChE vis à vis des OP, montre une dichotomie entre les mâles plus sensibles et femelles plus résistantes.Nous nous sommes également intéressés à l’induction des Hsp70 après exposition au chlorpyriphos, pour évaluer les mécanismes de défense cellulaire mis en place. Les résultats, malgré leur grande variabilité, soulignent la différence de sensibilité entre vergers, et entre sexes au sein du même verger. Il est connu que les mécanismes de défense génèrent un coût métabolique important. Nous avons donc analysé la quantité de réserves énergétiques (glucides, lipides et protéines) ainsi que certaines caractéristiques morphologiques chez F. auricularia selon le verger d’origine des forficules. Les perce-oreilles prélevés en vergers conventionnels sont généralement plus petits que ceux provenant des autres vergers. La quantité de réserves dépend des conditions environnementales liées à l’utilisation des pesticides et de la période de prélèvement des forficules en vergers. En particulier la quantité élevée de glycogène observée chez les femelles prélevées à l’automne (deux mois après la fin des traitements) dans les vergers conventionnels, est en accord avec une réallocation des réserves pour la reproduction.Cette étude met en évidence pour la première fois l’acquisition de mécanismes de résistance chez le forficule fortement exposé aux insecticides en vergers conventionnels. Elle ouvre la voie à de nouvelles pistes de recherche sur l’apparition de cette résistance en fonction de la pression anthropique exercée sur un auxiliaire des cultures.
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tel-02880079 , version 1 (24-06-2020)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02880079 , version 1
  • PRODINRA : 496122

Cite

Adrien Le Navenant. Acquisition d’une tolérance aux insecticides en vergers de pommiers et ses conséquences chez une espèce auxiliaire, le forficule Forficula auricularia L. Sciences agricoles. Université d'Avignon, 2019. Français. ⟨NNT : 2019AVIG0354⟩. ⟨tel-02880079⟩
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