Crop protection with plant odors : behavioural maipulation of the cabbage root fly, Delia radicum, and natural enemies based on volatil organic compounds

Des odeurs pour protéger les cultures : utilisation de composés volatils pour modifier le comportement de la mouche du chou, Delia radicum et de ses ennemis naturels

Alan Kergunteuil (1)

1 IGEPP - Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes

Volatile organic compounds (VOCs) emitted by plants are used by phytophagous, predatory and parasitoid insects to adjust behavioral decisions in complex environments. We aimed at using these ecological functions of VOCs in crop protection. We developed the first steps of a "Push-Pull" strategy toward the cabbage root fly (Delia radicum) with both dispensers of synthetic VOCs and natural blends of VOCs released by plants. We conducted a field study to select brassicaceous plants exhibiting contrasted levels of infestation toward the cabbage root fly. Laboratory bioassays combining behavioral observations and gas chromatographic analyses allowed to (i) investigate the relation between plant infestation and plant attractiveness (ii) identify novel VOCs involved in behavioral decisions of the cabbage root fly. Parallel field experiments were used to test the potential of dispensers of synthetic VOCs to (i) enhance natural enemies recruitment (ii) modify cabbage root fly behavior, attracting ("Pull" component) or repelling the pest ("Push" component). Finally, we demonstrated that attractive plants are promising for a trap crop approach enabling to redistribute cabbage root fly density at the field scale in order to protect main crop such as broccoli.

Les recherches menées au cours des dernières années ont permis de mettre en évidence les nombreuses fonctions écologiques des composés organiques volatils (COVs) émis par les plantes. Cette thèse a eu pour objectif d'utiliser ces connaissances dans un cadre de protection des cultures. Nous avons essayé de poser les bases d'une stratégie de type « Push-Pull » contre la mouche du chou (Delia radicum) en utilisant des sources d'odeurs synthétiques (diffuseurs de COVs) ou des sources d'odeurs naturelles (plantes compagnes). A partir d'observations menées en plein champ nous avons sélectionné plusieurs brassicacées présentant des taux d'infestations contrastés vis-à-vis de la mouche du chou. Des expérimentations de laboratoires combinant des études comportementales et des analyses chromatographiques ont permis (i) d'établir un lien entre l'infestation et l'attractivité de certaines plantes (ii) d'identifier de nouveaux COVs potentiellement impliqués dans les prises de décisions comportementales de D. radicum. En parallèle, des études de terrain ont permis de tester l'efficacité de diffuseurs de COVs synthétiques au sein de parcelles expérimentales, que ce soit (i) pour favoriser le recrutement d'ennemis naturels (ii) attirer (composante « Pull ») ou repousser (composante « Push ») la mouche du chou. Enfin, l'utilisation de plantes pièges concentrant le ravageur semble être intéressante pour modifier la répartition de la mouche du chou à l'échelle de la parcelle en vue de protéger des cultures d'intérêt telles que le brocoli.

Mots clés: Volatil organic compounds; Plant-insects interactions; Trophic system; Push-Pul; Biological control; Chemical ecology; Brassicaceae; Delia radicum; Natural enemies

Mots clés: Composés organiques volatils; Interactions plante-insectes; Réseau trophique; Push-Pull; Contrôle biologique; Écologie chimique; Brassicaceae; Delia radicum; Ennemis naturels

Domaines: Sciences agricoles

Alan Kergunteuil. Des odeurs pour protéger les cultures : utilisation de composés volatils pour modifier le comportement de la mouche du chou, Delia radicum et de ses ennemis naturels. Sciences agricoles. Université de Rennes, 2013. Français. ⟨NNT : 2013REN1S147⟩. ⟨tel-00983404⟩