Ecologie et comportement de Scaphoideus titanus

Porteur(s) : Université de Bourgogne

Responsable(s) scientifique(s) : Marie-Charlotte Anstett (UMR Biogéosciences)

Coût total 2014 : 10 300 €

Coût total 2015 : 20 000 €

Financeur(s) : Conseil Régional de Bourgogne

Période du projet : 2014-2016

Présentation

La flavescence dorée (FD) est une maladie bactérienne (Candidatus Phytoplasma vitis) épidémique de la vigne. L’arrachage des vignes atteintes par la FD et les traitements insecticides contre son vecteur, la cicadelle (Scaphoideus titanus) sont obligatoires, mais la FD est toujours insuffisamment contrôlée et dévaste certains vignobles. Cependant, l’application imposée de traitements insecticides préventifs à répétition pose problème dans le contexte du plan Ecophyto et de l’intérêt croissant du public et des professionnels pour l’environnement et le « bio ». La question est particulièrement épineuse dans les zones de production de vin de très haute qualité comme en Bourgogne où la question a été posée devant la justice. D’autres stratégies de contrôle des populations de cicadelles et de la diffusion de la FD doivent être mises au point.

Dans un premier temps, l’étude du comportement de dispersion de S. titanus, et son choix d’hôte selon l’infestation par des bactérie permettra de comprendre la dynamique spatiale de l’invasion de la flavescence dorée.

1. Ecologie et Dispersion de S. titanus et du phytoplasme

La structure génétique des populations de cicadelles Françaises est typique de populations invasives, avec de grandes distances de dispersion résultant, soit de transports humains involontaires, soit d’une capacité de dispersion aérienne à large échelle de la cicadelle. Des tests génétiques par PCR et PCR quantitative permettent de de détecter et de quantifier les phytoplasmes présent dans un hôte animal ou végétal. Cette technique sera adaptée à une utilisation en routine au laboratoire, pour fournir un outil diagnostic rapide.

En Bourgogne, le front d’invasion de la FD est connu. Les cicadelles seront collectées à différentes distance des zones infestées puis testées par PCR et qPCR pour déterminer la présence et la quantité de phytoplasme transporté. La courbe de dispersion des cicadelles infestées par le phytoplasme obtenue permettra de modéliser la propagation de la FD dans les vignes. Je testerai la possibilité d’utiliser la qPCR comme mesure de la présence du phytoplasme dans les cicadelles, avant les premiers signes de la FD sur vigne qui ne s’observent que plus d’un an après l’infection, retardant d’autant les premières mesures de lutte.

L’existence éventuelle de réservoirs de S. titanus en dehors des vignes, ou de réservoirs de phytoplasmes dans des plantes entourant les vignes modifierait complètement la dynamique de la FD comme cela est connu pour d’autres espèces. Le test par qPCR permettra de repérer l’existence de tels réservoirs.

2. Attraction et modification du comportement de S. Titanus selon son infestation

Le phytoplasme est une maladie émergente de la vigne, mais aussi une maladie récente de S. titanus. Alors que la sélection artificielle de la vigne et sa reproduction clonale fournissent un paysage adaptatif uniforme au phytoplasme, la grande taille des populations de cicadelles et les fortes pressions de sélections exercées par le phytoplasme rendent possible une coévolution de type résistance/virulence entre la cicadelle et le phytoplasme. Ces résistances pourraient être physiologiques, immunologiques ou comportementales et influent obligatoirement sur la dynamique de la FD.

Le phytoplasme diminue la survie et la reproduction des cicadelles infestées et modifie leur choix d’hôte, avec une préférence pour les vignes infestées. Ceci est central pour la dispersion de la maladie. Des tests comportementaux de choix des insectes détermineront in situ l’ensemble des stimuli pertinents (cépage, couleur, odeur, luminosité de l’environnement, structure du feuillage, vent, etc…). Ces tests seront faits en aveugle pour l’infestation par le phytoplasme qui sera mesurée a posteriori par qPCR pour chaque cicadelle testée. Des différences de choix de plante selon l’infestation par la cicadelle pourront ainsi être mises en évidence et permettront de prédire la localisation exacte des cicadelles infestées.  Ces données pourraient aider à mieux cibler les traitements et, à plus long terme, permettre de proposer des leurres artificiels pour capturer les cicadelles.

Dans un second temps, la compréhension des interactions entre les 3 espèces interagissant dans cette maladie permettra de mieux cibler les actions. Dans une approche de biologie intégrative, les axes majeurs suivants sont étudiés :

1. Distance de dispersion de la cicadelle

Lorsqu’un cas de FD est trouvé il est important de savoir jusqu’à quelle distance d’autres plants ont pu être contaminés afin de pouvoir ajuster les zones de traitement insecticides au plus juste. En 2015 une expérience de marquage recapture permettra d’estimer cette distance. Les cicadelles seront aussi recherchées le long des corridors naturels de migration d’insectes pour évaluer la possibilité de dispersion à longue et très longue distance.

2. Attraction des cicadelles

Le piégeage spécifique forme une méthode de lutte respectueuse de l’environnement. Pour cela, il faut savoir quels facteurs attirent ou repoussent les cicadelles à différents stades de vie. Les comportements de choix d’hôte et d’agrégation sociale seront étudiés au laboratoire sur des cicadelles saines élevées au laboratoire.

3. Modélisation spatiale de l’épidémiologie de la Flavescence dorée

La propagation d’une maladie à vecteur est assez complexe et il n’est pas aisé de prédire quelle est l’influence de différents paramètres qui interagissent entre eux, sur les tailles de populations des partenaires. Le recours à la modélisation spatiale permettra de comprendre le fonctionnement de cette interaction tripartite et de cibler les vulnérabilités du cycle de vie de la cicadelle.

Cette étude de la dispersion et du choix d’hôte des cicadelles saines et infestées par le phytoplasme permettra donc de fournir de nouvelles données sur des axes de lutte possible contre la flavescence dorée. L’expérience acquise sur l’évolution des interactions plantes insecte et sur l’attraction des insectes par les plantes permettra de mener à bien ce projet dans le laboratoire biogéoscience de l’Université de Bourgogne qui possède déjà une expertise sur les ravageurs de la vigne. Ce projet s’insère dans deux axes de recherches de Biogéosciences : invasions biologiques et manipulation des hôtes par les parasites.