Présentation du sujet
Contexte : Le projet CoteBio (ANR-AFB) vise à promouvoir une espèce d’insecte parasitoïde exotique, Cotesia typhae (Hymenoptera, Braconidae) comme premier agent de lutte biologique contre la sésamie du maïs, Sesamia nonagrioides (Lepidoptera, Noctuidae), un ravageur en recrudescence en France. Cette espèce de Cotesia est strictement inféodée aux chenilles de Sesamia nonagrioides en Afrique, et apte à se développer sur des populations françaises du ravageur. Le projet aborde tant les mécanismes du succès reproducteur et de la spécificité parasitaire que la faisabilité du recours à C. typhae comme agent de lutte biologique. Dans ce contexte, l’objectif du stage est de contribuer à évaluer les risques environnementaux qui découleraient de l’introduction de C. typhae en France.

Description scientifique du stage :
La question est d’estimer la vulnérabilité de chenilles non cibles et le risque d’établissement pérenne du parasitoïde. Les hypothèses sont :
– que la vulnérabilité d’espèces non cibles dépendra de leur proximité biologique, écologique et génétique avec l’espèce hôte
– qu’elle résulte d’une succession d’étapes comportementales et physiologiques aboutissant potentiellement au développement du parasitoïde, donc à la mort de la chenille hôte
– que le risque sera moindre si les conditions climatiques ne permettent pas à C. typhae d’établir des populations pérennes
Les espèces non cibles potentiellement à risque en France ont été déterminées d’après la niche écologique de C. typhae et de ses espèces sœurs en Afrique : chenilles de la famille des Noctuidae principalement, foreuses de tiges des familles Typhaceae et Poales. Des bases de données recensent les noctuelles en France avec des données de biologie, écologie et présence par département. En confrontant les cartes de répartition des chenilles non cibles et des régions où la sésamie ravage le maïs, une dizaine d’espèces à risque ont été retenues. Des campagnes de collecte nous ont déjà permis d’identifier les caractéristiques des peuplements végétaux abritant des populations de noctuelles non cibles, et plusieurs localités de collecte (Gironde, Vendée, Ile de France, Oise). Après avoir caractérisé le taux d’acceptation des chenilles par le parasitoïde pour y pondre, avoir eu quelques données sur le risque de développement, et avoir établi leur proximité génétique par le marqueur CO1, nous avons ciblé 3 espèces représentatives des risques d’acceptation et de distances écologiques (plantes) et génétiques avec la sésamie, pour lesquelles toutes les étapes du risque doivent être quantifiées. Pour cela nous avons mis en place des techniques pour une bonne survie des chenilles en laboratoire. Le stage de master de 2022 aura pour objectif prioritaire d’estimer le risque que le parasitoïde puisse se développer dans ces trois espèces. Nous savons qu’elles sont acceptées par le parasitoïde en conditions de laboratoire. Mais peuvent-elles être parasitées à l’intérieur de la tige de leur plante hôte, et en situation de choix avec le maïs infesté par la sésamie ? Les installations expérimentales sont déjà prévues.
Ces études sur chenilles non-cibles commenceront mi-mai par leur collecte sur le terrain. Auparavant, le/la stagiaire développera une expérimentation de laboratoire pour contribuer à l’étude du risque d’établissement pérenne de C. typhae en France. Nous avons un ensemble de données indiquant que la probabilité de développement et de survie des stades larvaires et nymphaux de C. typhae est proche de zéro aux températures hivernales en France. Ce jeu de données doit être complété par une étude sur l’impact d’une gamme de températures sur l’activité des adultes mâles et femelles du parasitoïde.
Le/la stagiaire mettra en valeur la démarche scientifique d’analyse séquentielle du risque pour intégrer l’ensemble des données acquises par l’équipe.
Caractère innovant du projet : Les études d’estimation du risque environnemental préalablement à l’introduction d’un organisme exotique comme agent de lutte biologique sont encore assez rares alors que la préoccupation sociétale pour une agriculture qui préserve l’environnement ne cesse de croître. Les études qui abordent un risque à plus long terme le sont encore plus. Ce sujet de stage repose sur un ensemble de compétences en écologie, comportement et développement des insectes permettant d’étudier différentes composantes du risque pour des espèces non cibles

Calendrier
Mi-mars à mi-mai : expérimentation sur l’activité des parasitoïdes adultes à différentes températures ; études bibliographiques sur l’ensemble du sujet
– mi-Mai à fin-juillet : collectes de chenilles non cibles, diagnostic moléculaire des espèces par séquençage du CO1, tests d’attractivité in planta et de développement du parasitoïde
– Août-mi-septembre : analyse des données, rédaction du rapport, préparation de la soutenance

Compétences mobilisées et transmises à l’étudiant.e
– démarche d’évaluation séquentielle des composantes d’un risque environnemental
– biologie des interactions comportementales et physiologiques entre un insecte parasitoïde et son hôte, mécanismes de la spécificité parasitaire
– biologie et écologie des noctuelles des roselières en France
– terrain : reconnaissance de peuplements végétaux et de symptômes de présence de chenilles foreuses de tiges ; estimation de taux de plantes infestées par les chenilles
– dispositifs et protocoles de laboratoire pour tester l’orientation olfactive et le succès reproducteur d’un insecte parasitoïde
– diagnostique moléculaire d’espèces de Lépidoptères génétiquement proches (par marqueur CO1)

Ce sujet a été sélectionné par la Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité pour le financement des gratifications

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