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Master’s dissertation (Dissertations and theses)
Etude de trois souches entomopathogènes de champignons Hyphomycètes dans la lutte contre les moustiques (Diptères : Culicidae)
Bawin, Thomas
2012
 

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Keywords :
Mosquito control; Culex quinquefasciatus; Acyrthosiphon pisum aphid; Entomopathogenic fungi; Metarhizium anisopliae; Aspergillus clavatus
Abstract :
[fr] Les moustiques (Diptères : Culicidae) sont des vecteurs de zoonoses responsables de sérieux problèmes de santé publique. Les perspectives d’utilisation de trois souches de champignons Hyphomycètes (Aspergillus clavatus Desm., Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorokin, et Metarhizium. sp) envers une espèce vectrice importante (Culex quinquefasciatus Say) sont ici abordées. 1. Des essais en erlenmeyers ont été réalisés afin d’évaluer la productivité en spores des trois souches sur un substrat de son de blé (un sous-produit agricole) par rapport à du riz décortiqué (un produit alimentaire classiquement utilisé) dans les trois états possibles (solide, semi-solide et liquide). Quelle que soit la céréale, les milieux solides se sont montré les plus productifs. Les observations suggèrent que des essais pourraient être réalisés en fermentation solide ou séquentielle à partir de son de blé. 2. Des tests de toxicité classiques (au moyen de suspensions aqueuses de spores) ont été menés afin d’évaluer le potentiel larvicide des champignons envers C. quinquefasciatus. Les DL50 et DL90 ont été estimées après 72 heures de traitement à 1,35 x 10^8 et 5 x 10^8 spores/ml pour Aspergillus clavatus, 1,3 x 10^8 et 4 x 10^8 spores/ml pour Metarhizium anisopliae, 1,75 x 10^8 et 9,9 x 10^8 spores/ml pour Metarhizium sp. Des filaments mycéliens sont apparus depuis des larves mortes émergées et ont produit des spores pour chacune des trois souches. Des spores ont également été retrouvées dans le tube digestif d’adultes issus de larves survivantes. En comparaison, les CL50 et CL90 d’une préparation commerciale basée sur la bactérie Bacillus thuringiensis var. israelensis (Vectobac®, sérotype H14) ont été estimées après 48 heures à 0,043 mg/l et 0,115 mg/l. Les résultats montrent que les champignons testés ne peuvent se suffire dans le rôle d’agents de lutte efficaces aux doses testées et selon le protocole d’application. Différents axes de recherche sont proposés. 3. L’intérêt de l’injection de solutions de spores dans l’hémocoele de larves de moustiques afin d’en évaluer le pouvoir pathogène a été considéré. Des pourcentages de mortalité (corrigés) de 62%, 53% et 57% ont été obtenus après 72 heures pour Aspergillus clavatus, Metarhizium anisopliae et Metarhizium sp. respectivement. Des expériences supplémentaires seraient nécessaires pour s’assurer qu’il s’agisse bien d’une réponse directe liée à l’effet toxique des champignons. 4. Des observations en microscopie optique et électronique ont été réalisées afin d’étudier le mode d’action d’A. clavatus sur des larves de C. quinquefasciatus. Les coupes histologiques révèlent que l’effet létal observé lors des tests de toxicité passe par l’ingestion des spores. Une analyse des toxines produites en début de germination, de leur contribution à la mortalité larvaire et de leur impact sur les organismes non-cibles devrait être menée. 5. Enfin, la spécificité du pouvoir pathogène d’A. clavatus et M. anisopliae vis-à-vis des moustiques a été évaluée en considérant un autre modèle biologique : le puceron Acyrthosiphon pisum Harris. Aucun lien entre la gamme de doses testées et (1) la mortalité des adultes, (2) le déclin de leur descendance n’a été trouvé. Des expériences supplémentaires devraient être effectuées. L’application des champignons envers d’autres insectes d’intérêt agricole, vétérinaire ou médical devrait également être testée.
[en] Mosquitoes (Diptera: Culicidae) are zoonotic vectors of medical and veterinary importance. The prospects for the use of three Hyphomycetes fungi (Aspergillus clavatus Desm., Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorokin, and Metarhizium sp.) towards an important vector species (Culex quinquefasciatus Say) are discussed. 1. Culture tests were performed in flasks to assess the spore productivity of the fungal strains on wheat bran (an agricultural by-product) and husked rice (a food product that is classically used) in solid, semi-solid and liquid-state media. Regardless of the substrate, solid-state media showed the highest productivity. The observations suggested that culture tests could be carried out in solid-state or sequential fermentation with wheat bran. 2. Classical toxicity tests using aqueous suspensions of spores were performed to assess their larvicidal potential against C. quinquefasciatus. The LD50 and LD90 were estimated after 72 hours of treatment with 1.35 x 10^8 and 5 x 10^8 spores/ml for Aspergillus clavatus, 1.3 x 10^8 and 4 x 10^8 spores/ml for Metarhizium anisopliae, 1.75 x 10^8 and 9.9 x 10^8 spores/ml for Metarhizium sp. Mycelial filaments appeared from dead larvae and produced spores in the case of each strain. Spores were also found in the gut of emerged adults from surviving larvae. In comparison, the LC50 and LC90 of a commercial formulation based on the bacterium Bacillus thuringiensis var. israelensis (Vectobac ®, serotype H14) were estimated after 48 hours to 0.043 mg/l and 0.115 mg/l. The results showed that the fungi tested cannot be effective control agents at the tested doses and the applied protocol. Different axes of research are suggested. 3. The potentialities of the injection of spore suspensions into mosquito larvae in order to assess their pathogenicity have been considered. The percentages of corrected mortality were obtained after 72 hours for Aspergillus clavatus (62%), Metarhizium anisopliae (53%) and Metarhizium sp. (57%). Additional experiments would be needed to make sure whether it is well a direct response linked to the toxic effect of these fungi. 4. Optical and electron microscopy observations were conducted to study the mode of action of A. clavatus on C. quinquefasciatus larvae. Histological sections revealed that the lethal effect observed in toxicity tests is due to the ingestion of spores. An analysis of toxins produced at the beginning of germination, their contribution to larval mortality and their impact on non-target organisms should be carried out. 5. Finally, the specificity of the pathogenicity of A. clavatus and M. anisopliae against mosquitoes has been evaluated by considering another biological model: the aphid Acyrthosiphon pisum Harris. No link between the range of tested doses and (1) mortality of adults, (2) the decline of their offspring was found. Additional experiments should be carried out. The application of these fungi to other insects of agricultural, veterinary or medical interest should also be tested.
Disciplines :
Microbiology
Entomology & pest control
Author, co-author :
Bawin, Thomas ;  Université de Liège - ULiège > Doct. sc. agro. & ingé. biol.
Language :
French
Title :
Etude de trois souches entomopathogènes de champignons Hyphomycètes dans la lutte contre les moustiques (Diptères : Culicidae)
Alternative titles :
[en] Study of three entomopathogenic fungi (Hyphomycetes) in mosquito control (Diptera: Culicidae)
Defense date :
14 September 2012
Institution :
ULiège - Université de Liège
Degree :
Master en biologie des organismes et écologie, à finalité approfondie
Promotor :
Francis, Frédéric  ;  Université de Liège - ULiège > GxABT : Services généraux du site > Site GxABT - Relations internationales
President :
Thomé, Jean-Pierre ;  Université de Liège - ULiège > Département de Biologie, Ecologie et Evolution > Ecologie animale et écotoxicologie
Jury member :
Losson, Bertrand ;  Université de Liège - ULiège > Département des maladies infectieuses et parasitaires (DMI)
Zimmer, Jean-Yves ;  Université de Liège - ULiège > Sciences agronomiques > Entomologie fonctionnelle et évolutive
Available on ORBi :
since 07 August 2013

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