Multitrophic study of the trehalase inhibitor effect on a plant - aphid - parasitoid model

Abstract

Aphids are one of the major crop pests in the world and their populations are difficult to control. As there is an agricultural transition toward safer and more sustainable ways to produce, it is more important nowadays to develop alternatives to chemicals. The present study on aphid control takes place in this context. The first objective was to test the impact of a trehalase inhibitor on two Aphis fabae strains fed with different concentrations of validamycin A (0 to 90 µg/ml) in artificial diets. The concentration of 90µg/ml was then selected and a strain dependant effect was observed. This observation was confirmed by a proteomic test. With this validamycin A concentration as treatment, a life table was performed on two aphid strains harbouring or not two different endosymbionts (Hamiltonella and Regiella). The presence of endosymbionts affected the efficacy of validamycin A. One of the two aphid strains (A06-405) tended to be more negatively affected by the treatment and more especially when the strain harboured an endosymbiont. Non-treated aphids with an endosymbiont tended to have better fitness traits than without. However, once treated, traits levels became similar to non-treated aphids without endosymbiont. Then, the validamycin A concentrated at 90µg/ml was tested on Lysiphlebus fabarum wasps. The latest did not seems to be impacted by the direct (wasp fed with the treatment) or indirect (parasitism of treated aphids) treatment with validamycin A. Finally, the survival of two aphid strains fed on artificial diets with different rates (0 to 40%) of Streptomyces albus was measured. There was a dose dependent negative impact of this liquid medium on aphid survival. This trend is thought to be linked to the trehalase inhibitors produced by S. albus but it still have to be confirmed by chromatography. Those observations are a good start for further research. In future, if validamycin A shows efficient results on other aphid strains, it should be use as a biocontrol. As there was no impact on wasp survival, this treatment could be use in association with biological control agents such as L. fabarum. Validamycin A could be studied as a potential material to develop new bioinsecticides.

Les pucerons sont l'un des principaux ravageurs des cultures dans le monde et leurs populations sont difficiles à contrôler. Comme l'agriculture est en pleine transition vers des modes de production plus sûrs et plus durables, il est plus important aujourd'hui de développer des alternatives aux produits chimiques. La présente étude sur la lutte contre les pucerons s'inscrit dans ce contexte. Le premier objectif était de tester l'impact d'un inhibiteur de la tréhalase sur deux souches d'Aphis fabae nourries avec différentes concentrations de validamycine A (0 à 90 µg/ml) dans des diètes artificiels. La concentration de 90 µg/ml a ensuite été sélectionnée et un effet dépendant de la souche a été observé. Cette observation a été confirmée par un test protéomique. Avec cette concentration de validamycine A comme traitement, une table de survie a été réalisée sur deux souches de pucerons hébergeant ou non deux endosymbiontes différents (Hamiltonella et Regiella). La présence d'endosymbiontes a affecté l'efficacité de la validamycine A. L'une des deux souches de pucerons (A06-405) a eu tendance à être plus négativement affectée par le traitement et plus particulièrement lorsque la souche hébergeait un endosymbionte. Les pucerons non traités avec un endosymbionte avaient tendance à avoir un meilleur fitness que sans traitement. Cependant, une fois traités, les niveaux étudiés sont devenus similaires à ceux des pucerons non traités sans endosymbionte. Ensuite, la validamycine A concentrée à 90µg/ml a été testée sur des guêpes Lysiphlebus fabarum. Ces dernières ne semblent pas avoir été affectées par le traitement à la validamycine A direct (guêpe nourrie avec le traitement) ou indirect (parasitisme des pucerons traités). Enfin, la survie de deux souches de pucerons nourris avec des régimes artificiels ayant des taux différents (0 à 40%) de Streptomyces albus a été mesurée. Ce milieu liquide a eu un impact négatif, dépendant de la dose, sur la survie des pucerons. On pense que cette tendance est liée aux inhibiteurs de tréhalase produits par S. albus, mais elle doit encore être confirmée par chromatographie. Ces observations sont un bon début pour des recherches plus approfondies. À l'avenir, si la validamycine A montre des résultats efficaces sur d'autres souches de pucerons, elle pourrait être utilisée en tant que biocontrôle. Comme il n'y a pas eu d'impact sur la survie des guêpes, ce traitement pourrait être utilisé en association avec des agents de contrôle biologique comme L. fabarum. La validamycine A pourrait même être étudiée en tant que matériau potentiel pour développer de nouveaux bioinsecticides.