Chrysomèle des racines du maïs - Western corn rootworm

Chrysomèle des racines du maïs
Diabrotica virgifera côté.jpg
Classement scientifique Éditer
Royaume: Animalia
Phylum: Arthropodes
Classer: Insecte
Commander: Coléoptères
Famille: Chrysomélidés
Genre: Diabrotique
Espèce:
D. virgifera
Nom binomial
Diabrotica virgifera
Le Conté , 1868

La chrysomèle des racines du maïs de l'Ouest , Diabrotica virgifera virgifera , est l'une des espèces de chrysomèles du maïs les plus dévastatrices en Amérique du Nord , en particulier dans les régions productrices de maïs du Midwest comme l' Iowa . Une espèce apparentée, la chrysomèle des racines du maïs, D. barberi , cohabite dans une grande partie de l'aire de répartition et est assez similaire en biologie.

Deux autres sous - espèces de D. virgifera sont décrites, dont la chrysomèle des racines du maïs mexicain ( Diabrotica virgifera zeae ), un ravageur important à part entière, attaquant le maïs dans ce pays.

Les larves de chrysomèle des racines du maïs peuvent détruire des pourcentages importants de maïs si elles ne sont pas traitées. Aux États-Unis, les estimations actuelles montrent que 30 000 000 acres (12 000 000 ha) de maïs (sur 80 millions cultivés) sont infestés de chrysomèle des racines du maïs. Le département de l'Agriculture des États-Unis estime que les chrysomèles du maïs causent 1 milliard de dollars de pertes de revenus chaque année, dont 800 millions de dollars de pertes de rendement et 200 millions de dollars de coûts de traitement pour les producteurs de maïs.

Cycle de la vie

Il existe de nombreuses similitudes dans les cycles de vie de la chrysomèle des racines du maïs du nord et de l'ouest. Les deux hivernent au stade œuf dans le sol. Les œufs, qui sont déposés dans le sol pendant l'été, ont la forme d'un ballon de football américain, sont blancs et mesurent moins de 0,004 pouce (0,10 mm) de long. Les larves éclosent fin mai ou début juin et commencent à se nourrir des racines de maïs. Les larves nouvellement écloses sont de petits vers blancs de moins de 3,2 mm de long. Les chrysomèles du maïs passent par trois stades larvaires, se nymphosent dans le sol et émergent en tant qu'adultes en juillet et en août. Une génération émerge chaque année. Les larves ont la tête brune et une marque brune sur le dessus du dernier segment abdominal, ce qui leur donne un aspect bicéphale. Les larves ont trois paires de pattes, mais celles-ci ne sont généralement pas visibles sans grossissement. Après s'être nourries pendant plusieurs semaines, les larves creusent une cellule dans le sol et muent jusqu'au stade nymphal. Le stade nymphal est blanc et a la forme de base de l'adulte. Les chrysomèles adultes mesurent environ 6,4 mm de long. Les chrysomèles occidentales du maïs sont jaunâtres avec une bande noire sur chaque couverture alaire. Les chrysomèles des racines du maïs sont de couleur unie et varient du brun clair au vert pâle.

Le moment de l'éclosion des œufs varie d'une année à l'autre en raison des différences de température et de l'emplacement. Les mâles commencent à émerger avant les femelles. L'émergence se poursuit souvent pendant un mois ou plus. Au cours des années où les étés sont chauds et secs, le nombre de chrysomèles des racines du maïs de l'ouest peut diminuer rapidement après la mi-août, bien qu'au cours des étés où les conditions sont moins extrêmes, ils peuvent être observés jusqu'au premier gel.

Les femelles s'accouplent peu après l'émergence. Les femelles de la chrysomèle des racines du maïs doivent se nourrir pendant environ deux semaines avant de pouvoir pondre. La température et la qualité des aliments influencent la période de pré-oviposition. Les femelles pondent généralement leurs œufs dans les 200 mm supérieurs du sol, bien qu'ils puissent être déposés à plus de 300 mm (12 pouces) de profondeur, en particulier si la surface du sol est sèche. Les femelles de chrysomèle des racines du maïs de l'Ouest sont plus susceptibles de pondre certains de leurs œufs à moins de 200 mm de profondeur que les femelles de chrysomèle des racines du maïs du Nord.

Habitudes alimentaires

Les larves de chrysomèles ne peuvent achever leur développement que sur le maïs et quelques autres espèces de graminées. Les larves de chrysomèles élevées sur d'autres graminées (en particulier, la sétaire jaune) ont émergé en tant qu'adultes plus tard et avaient une plus petite taille de capsule céphalique à l'âge adulte par rapport aux larves élevées sur du maïs. Les adultes se nourrissent principalement de soie de maïs, de pollen et de grains sur les extrémités des épis exposées, bien qu'ils se nourrissent de feuilles et de pollen d'autres plantes. Les adultes commencent à émerger avant que les tissus reproducteurs du maïs ne soient présents, les adultes peuvent se nourrir du tissu foliaire, raclant le tissu vert de la surface et laissant l'apparence d'une vitre. Cependant, les adultes se tournent rapidement vers les soies vertes et le pollen préférés au fur et à mesure qu'ils deviennent disponibles. Les adultes de la chrysomèle des racines du maïs se nourrissent des tissus reproducteurs du plant de maïs, mais se nourrissent rarement des feuilles de maïs. Les adultes « du Nord » sont plus susceptibles que les adultes « de l'Ouest » d'abandonner le maïs et de rechercher le pollen ou les fleurs d'autres plantes à mesure que le maïs mûrit.

Dommages liés à l'alimentation

La plupart des dommages causés au maïs sont causés par l'alimentation des larves. Les nouveau-nés localisent les racines et commencent à se nourrir des poils absorbants fins, s'enfouissant dans les pointes des racines. À mesure que les larves grandissent, elles se nourrissent et creusent des tunnels dans les racines primaires. Lorsque les chrysomèles sont abondantes, l'alimentation des larves et la détérioration des racines blessées par les agents pathogènes de la pourriture des racines peuvent entraîner l'élagage des racines jusqu'à la base de la tige. Les blessures graves aux racines interfèrent avec la capacité des racines à transporter l'eau et les nutriments, réduisent la croissance et entraînent une réduction de la production céréalière. De graves dommages aux racines peuvent entraîner la verse des plants de maïs, ce qui rend la récolte plus difficile. L'alimentation de la soie par les adultes peut entraîner un élagage au bout de l'oreille, communément appelé rognage de la soie . Dans le maïs de grande culture, les populations de dendroctones sont parfois suffisamment élevées pour provoquer de graves coupures de soie pendant la dispersion du pollen, ce qui peut interférer avec la pollinisation.

Histoire des invasions

La chrysomèle occidentale des racines du maïs a rapidement étendu son aire de répartition en Amérique du Nord au cours de la seconde partie du 20e siècle. Il est maintenant présent depuis la région sud-ouest de la Corn Belt américaine jusqu'à la côte est. Il a été introduit à la fin du 20e siècle en Europe , où il a été observé pour la première fois près de Belgrade , en Serbie, en 1992. L'épidémie serbe s'est propagée au nord et au sud pour inclure la Grèce jusqu'à la Pologne et à l'est de l' Italie à l' Ukraine . En plus de cette grande zone continue dans le centre et le sud - est l' Europe , les épidémies discontinues ont été détectés en Europe. Le premier a été découvert près de Venise , en Italie, en 1998, dans le nord-ouest de l'Italie ( Piémont ) et en Suisse ( canton du Tessin ) en 2000, du nord-est de l' Italie en 2002 (près de Pordenone ) et 2003 (près d' Udine ), du nord de l' Italie ( Trentin ), de l'Est de la France ( Alsace ), Suisse, Belgique , Royaume-Uni et Pays - Bas en 2003 et région parisienne , France en 2002, 2004 et 2005. Les foyers détectés dans le nord de la Suisse , la Belgique , les Pays - Bas et la région parisienne n'ont pas persisté. La répartition de la chrysomèle des racines du maïs résulte de plusieurs introductions en provenance d'Amérique du Nord . Au moins trois introductions successives ont donné lieu à des foyers détectés en Serbie en 1992, dans le Piémont italien en 2000 et en Ile-de-France en 2002. Les foyers européens observés en Alsace en 2003 et en Ile-de-France en 2005 provenaient de deux autres introductions en provenance d'Amérique du Nord , portant à cinq le nombre d'introductions transatlantiques. L'origine nord-américaine exacte des introductions européennes n'a pas encore été trouvée, mais le nord des États-Unis semble être le plus probable. De petites épidémies isolées dans le sud de l'Allemagne et le nord-est de l'Italie sont très probablement dues à des événements de dispersion à longue distance en provenance d'Europe centrale et du sud-est. La grande épidémie européenne s'étend donc probablement par dispersion stratifiée, impliquant à la fois une diffusion continue et une dispersion discontinue sur de longues distances. Ce dernier mode de dispersion peut accélérer l'expansion en Europe.

La gestion

De multiples pratiques de gestion visent à contrôler les chrysomèles du maïs. Ces pratiques comprennent la sélection des variétés de maïs, la plantation précoce, les insecticides , la rotation des cultures et les variétés de maïs transgéniques .

Variété

Aucune variété commerciale de maïs résistante non transgénique n'est disponible. Plusieurs caractéristiques du maïs hybride réduisent les dommages en augmentant la force des tiges et la taille de la masse racinaire. Ces caractéristiques permettent à une plante de mieux tolérer l'alimentation des chrysomèles, avec une probabilité réduite de verse.

Plantation précoce

Les champs plantés tôt qui ont terminé la libération du pollen sont moins attrayants et ont donc moins d'activité de ponte. Les premiers champs ont des systèmes racinaires relativement plus gros lorsque l'alimentation des chrysomèles commence. Cela les rend un peu plus tolérants. Les pratiques qui favorisent des systèmes racinaires forts et une culture généralement vigoureuse rendent le maïs plus tolérant à l'alimentation et aux dommages causés par les chrysomèles.

Insecticides

Les insecticides appliqués au sol contrôlent efficacement les chrysomèles des racines du maïs. L'insecticide peut être justifié dans les zones qui ont des antécédents de dommages modérés à élevés. Le nombre d'adultes présents au cours de la saison de végétation précédente est le meilleur guide pour sélectionner les champs à traiter. Cependant, dans certaines zones à forte utilisation d'insecticides dans le centre du Nebraska , les populations de chrysomèles du maïs sont devenues résistantes à certains insecticides. La résistance à l' aldrine a probablement été introduite indépendamment, au moins deux fois, de l'Amérique du Nord vers l'Europe. Les organophosphorés , tels que le méthyl-parathion , peuvent permettre un contrôle efficace des populations de larves et d'adultes en Europe centrale et du sud-est et dans le nord-ouest de l'Italie.

Rotation des cultures

La rotation des cultures est un moyen cohérent et économique de contrôler les chrysomèles la saison suivant une épidémie dans les zones de culture du maïs où les chrysomèles des racines pondent principalement dans le maïs. Pour réduire les densités de chrysomèles, il est plus efficace que les insecticides. Les larves de chrysomèle des racines du maïs doivent se nourrir des racines de maïs pour se développer et mûrir correctement. S'ils éclosent dans un champ sans maïs, ils meurent de faim car ils ne peuvent pas se déplacer de plus de 10 à 20 pouces (510 mm) à la recherche de nourriture. Cependant, deux biotypes de chrysomèles survivent à la rotation. La variante "soja" a été découverte pour la première fois dans le centre de l'Illinois à la fin des années 1980 et s'est répandue dans tout l'Illinois, l'Indiana, le sud du Wisconsin et l'est de l'Iowa. Au lieu de pondre dans un champ de maïs, les femelles de la variante de soja s'accouplent puis s'envolent dans un champ de soja pour pondre leurs œufs, permettant aux larves d'éclore dans un champ susceptible de revenir au maïs l'année suivante. Dans les années 1980, la chrysomèle des racines du maïs a commencé à poser problème en battant la pratique de la rotation du maïs avec des œufs en diapause prolongée . Les œufs sont restés dans le sol pendant deux ans ou plus avant d'éclore, évitant ainsi l'année du soja. En 2017, cette adaptation a été observée dans les régions de l'Iowa, du Minnesota et du Dakota du Sud, du Wisconsin et du Nebraska.

La plantation d'un compagnon ou d'une deuxième culture peut augmenter considérablement les populations de chrysomèles. Le maïs avec des citrouilles ou le maïs suivant les citrouilles sont des exemples de schémas de plantation qui exacerbent la pression d'alimentation des chrysomèles.

Shrestha, Dunbar, French et Gassmann nous disent que l'histoire au champ provoque une variation du degré de résistance à la chrysomèle des racines du maïs. Tous les champs qu'ils ont trouvés présentaient des chrysomèles des racines du maïs résistantes aux caractères, mais ils ont observé que beaucoup plus de larves de chrysomèles du maïs survivaient dans les champs résistants au Bt. Ils recommandent une rotation des cultures fidèle non seulement pour réduire la population du ver, mais aussi pour ralentir l'adaptation du ver.

Ennemis naturels

Parmi les ennemis naturels - Argiope bruennichi , Theridion impressum, Coccinella sp., Pseudophomus rufipes.

Transgénique

La plantation de maïs transgénique résistant aux chrysomèles est une autre stratégie pour minimiser les dommages. Le maïs BT est efficace pour réduire les dommages aux racines et est plus sûr et souvent moins cher que l'insecticide. Les caractères transgéniques, isolés de la souche commune de la bactérie du sol Bacillus thuringiensis (souvent appelée Bt), produisent la protéine de lutte contre les insectes.

Le Bt a été découvert pour la première fois en 1901 par le biologiste japonais S. Ishiwatari comme source de maladie qui tuait de grandes populations de vers à soie . Le Bt a été utilisé pour la première fois comme insecticide en 1920 et des formulations de pulvérisation contenant des bactéries Bt ou des protéines Bt ont été utilisées dans les années 1970 pour la protection des cultures , y compris les opérations d' agriculture biologique . Les insecticides Bt ont vu leur utilisation et leur développement se développer dans les années 1980 en tant qu'alternative aux insecticides synthétiques. À partir des années 1980, les gènes responsables de la fabrication des protéines Bt ont été isolés et transférés dans des plants de maïs. Le Bt a été commercialement approuvé dans les semences de maïs transgénique au milieu des années 1990. Par rapport aux formulations en spray, les plantes transgéniques avec la protéine Bt offrent une protection beaucoup plus efficace contre les insectes tout au long de la saison. D'autres protéines Bt ont été utilisées pour modifier génétiquement les pommes de terre, le coton et d'autres types de maïs commercial. Les deux marques les plus courantes de maïs Bt transgénique sont Genuity et Herculex . Genuity Smartstax combine Monsanto 's VT Triple Pro , Roundup Ready 2 et Acceleron le traitement des semences système technologies, ainsi que Dow Chemical ' s Herculex Xtra et Liberty Link technologies. Acceleron, Herculex Xtra et VT Triple Pro incluent des caractéristiques de protection contre les dommages causés par les insectes.

Bt doit être ingéré pour tuer l'insecte. Une larve sensible mange la protéine, qui se lie ensuite aux récepteurs dans l'intestin de la larve. La liaison initie une cascade d'effets qui mène finalement à la mort. Les protéines Bt sont hautement sélectives pour certaines catégories et espèces d'insectes, éliminant ainsi l'utilisation d'insecticides et ses effets nocifs sur les organismes non ciblés.

Récemment, cependant, des souches de chrysomèles ont été découvertes dans plusieurs États du Midwest américain qui présentent une résistance au Bt. Selon Monsanto, les « produits à base de maïs YieldGard® VT Triple et Genuity® VT Triple PRO™ » sont concernés. En 2009, quatre souches de l'Iowa se sont avérées présenter une résistance développée au champ au maïs Bt. Certains chrysomèles se sont avérés résistants à deux toxines Bt ou plus en plus d'être tolérants à la rotation des cultures. Cette capacité à évoluer rapidement pour s'adapter à de multiples caractères dans leur nouvelle source de nourriture s'est avérée être un grand défi pour les agriculteurs et les scientifiques. Cette même année, Monsanto, DuPont Pioneer, Syngenta et Dow Agro-Sciences ont tous commencé à vendre des semences de maïs « stackées » ou pyramidales conçues pour ralentir le développement de la résistance. Ces produits ont combiné des traits pour augmenter l'efficacité, cependant, tellement de ces traits échouent qu'ils seront bientôt à court d'ingrédients à empiler. Un nouveau gène bactérien a été découvert par des chercheurs qui tuera les chrysomèles, mais il ne devrait pas être disponible pour les agriculteurs avant 2029.

En 2014, des souches de chrysomèle des racines Syngenta Agrisure RW avaient été détectées dans l'Iowa ainsi que du glyphosate . Les produits à base d'Agrisure RW sont entrés sur le marché en 2007. Cependant, les responsables gouvernementaux, les universitaires et les entreprises ne s'entendent pas sur la façon de définir le phénomène de résistance. Les champs touchés représentaient 0,2 % de la superficie de maïs transgénique des États-Unis. De plus, les zones touchées n'avaient pas été alternées avec d'autres cultures.

En décembre 2018, la chrysomèle des racines du maïs s'est avérée résistante aux quatre caractères.

Solutions biologiques

En Autriche, une méthode de protection innovante a été mise au point, utilisant pour la première fois dans les champs la méthode de la « confusion sexuelle ». Le produit correspondant s'appelle CornProtect. Les punaises femelles distribuent des phéromones qui attirent les mâles. Avec cette nouvelle méthode, ces phéromones sont placées sur des supports minéraux spécialement traités et sont lentement libérées pendant toute la période de vol des insectes. L'accouplement est considérablement réduit, car les mâles deviennent désorientés et moins intéressés par la copulation. La reproduction est drastiquement réduite L'application se fait avec des pulvérisateurs conventionnels ce qui la rend économiquement très viable.

Les références

Liens externes

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