Silicon accumulation in maize plants and its effects on a phytophagous insect Spodoptera exigua Hübner

Le silicium est un élément minéral ubiquiste que l’on retrouve dans la majorité des écosystèmes terrestres. La plupart des plantes contiennent du silicium dans leurs tissus en quantité variable. L’effet bénéfique du silicium sur les plantes est de plus en plus étudié, il permet de diminuer les stress abiotiques et biotiques subis par la plante lors de son développement. Plus particulièrement, le silicium aide la plante à résister plus efficacement contre l’infestation d’insectes ravageurs. Lors de cette thèse, j’ai mis en évidence certains aspects de l’impact du silicium sur la résistance de plants de maïs contre un insecte nuisible polyphage, Spodoptera exigua Hübner (Lepidoptera: Noctuidae). Ce ravageur provenant d’Asie du sud-est est déjà répertorié en Europe et profite des effets du changement climatique pour continuer sa progression vers des zones plus tempérées. C’est un ravageur important de grandes cultures telles que le maïs, la tomate, la betterave mais aussi de nombreuses plantes maraîchères. La production de plantes présentant des teneurs les plus contrastées en silicium est nécessaire pour étudier son effet. Nous nous sommes intéressés à l’impact de la fertilisation en silicium, la méthode de culture et le modèle biologique sur l’écart de dosage en silicium lors d’un apport contrasté. Grâce à une méta-analyse, nous avons pu mettre en avant l’importance du choix des fertilisants en silicium comme étant un facteur important à prendre en compte dans les études futures. En se basant sur ces résultats, la première partie de cette thèse s’est focalisée sur l’élaboration d’un système hydroponique pour la production de plants de maïs dans des conditions contrastées en silicium. J’ai démontré le lien direct entre la biodisponibilité en silicium et l’accumulation foliaire de silicium dans les tissus. La littérature scientifique montre que l’accumulation de silicium dans les tissus des plantes impactent négativement les insectes phytophages. J’ai étudié cet effet sur la préférence alimentaire, les traits d’histoire de vie des chenilles de Spodoptera exigua Hübner. Il en ressort que le silicium impact bien le développement de l’insecte et sa croissance ainsi que sa préférence alimentaire. Le premier contact entre la plante et le ravageur a lieu lorsque le papillon vient déposer ses oeufs. Les femelles localisent la plante hôte grâce aux composés organiques volatiles émis par celle-ci. Il a été démontré que des plantes enrichies en silicium voyaient leur profil odorant modifié. J’ai étudié l’effet d’un apport contrasté en silicium sur l’attractivité des plants de maïs pour le choix d’oviposition. Finalement, je n'ai pas observé d’effets du silicium sur les interactions chimiques entre la plante et le ravageur. Les résultats obtenus lors de cette thèse permettent d’apporter des informations supplémentaires concernant l’intérêt de l’utilisation d’un apport en silicium pour augmenter la résistance de plantes cultivées contre l’impact des insectes phytophages.