DIVERSITE GENETIQUE DES POPULATIONS DE LA BRUCHE DU NIEBE

SYNTHESE DE LA BIBLIOGRAPHIE  PRESENTATION DE LA PLANTE

Vigna unguiculata (L) Walp I.1.1 Position systématique et diversité variétale L’existence de nombreux types de synonymes, l’affinité avec Phaseolus et Dolichos a occasionné pendant longtemps de multiples confusions dans la taxonomie de Vigna unguiculata (L.) Walp, (Ouedraogo et al, 1991). Les données biométriques ont permis de la situer dans l’Ordre des Fabales, Super- Famille des Légumineuses, Famille des Fabaceae (Papillionaceae), Genre Vigna, Espèce unguiculata (L) Walp. Sa formule chromosomique est 2n =22. Parmi les synonymes de V. unguiculata il y a : Dolichos unguiculata (L.), D. bifloris (L.), D. sinensis (L.), Vigna sinensis (L.), et V. baoulensis A. Chev. Le niébé a une forte variabilité en terme de cultivars et une forte diversité puisque le Genre comprend dix espèces dont deux cultivés Vigna unguiculata et V. subterranea. Selon Marechal et al (1978) les trois sous-espèces de V. unguiculata classés par Verdcourt en 1970 : unguiculata, cylindrica et sesquipedalis (Figures 1a, 1b et 1c) sont des unités taxonomiques dénommés cultigroupes et leurs coefficient de similarité est de 97 à 9 8%. Ces unités auraient l’avantage de définir des entités génétiques qui sont à la base des cultivars actuels. Certains auteurs, pour des raisons floristiques, les appellent variété. Le Vigna cultivé en Afrique appartiendrait à la sous-espèce unguiculata. Figure 1a : Vigna unguiculata subsp unguiculata (http://www.tropicalforages.info) Figure 1b : Vigna unguiculata subsp cylindrica (http:// www.vignaresources.boxmail.biz) Figure 1c : V. unguiculata subsp sesquipedalis (http://www.database.prota.org)

Origine et répartition géographique

Vigna unguiculata (L) Walp est connu depuis des millénaires (5000 ans avant Jésus Christ) par certaines civilisations africaines (Murdock, 1959 in Demeure, 1985). Elle est cultivée depuis longtemps en Afrique et en Asie. L’origine africaine du niébé repose à la fois sur l’absence de souches sauvages dans les autres régions du Monde et une grande richesse en espèces africaines surtout Ouest africaine (Maréchal et al, 1978). Selon Rawal, (1975 in Sawadogo, 2004) le point de départ du niébé est l’actuel Nigéria où les espèces sauvages et les adventices abondent des savanes au Nord à la forêt au Sud. V. unguiculata est cultivé dans la plupart des régions tropicales 4 et subtropicales. Il est aussi cultivé aux Etats Unis, dans les Caraïbes, au Brésil en Asie du SudEst (Kébé et Sembène, 2011). Toutefois sa principale zone de culture reste l’Afrique de l’Ouest. I.1.3 Ecologie du niébé Le niébé est adapté aux zones de faibles pluviométries. En effet, cette plante à cycle court (50 jours) permet d’assurer une production vivrière en dépit du déficit pluviométrique que connaît l’Afrique sahélienne. Ses besoins en eau sont de l’ordre de 200mm/tonne de matière sèche/ha (Camara, 1997). Selon Seck, 1994, le niébé est capable de tolérer des précipitations annuelles de 280 à 4100mm. Il n ’est pas exigeant en sol mais croit préférentiellement sur des sols sablolimoneux bien drainés. Selon Brink et Balay (2006), le niébé réussit bien à des températures diurnes de 25-35°C, et nocturnes supérieures à 15°C. Après 700m d’altitude sa croissance est retardée. Il pousse bien lorsque l’ensoleillement est direct mais il supporte l’ombrage.

La culture

Les variétés de niébé sont choisies en fonction des conditions climatiques et des systèmes de culture prédominants, la réactivité à la longueur du jour et la résistance aux maladies et aux ravageurs mais également des habitudes alimentaires des populations (Dugje et al, 2009). Le niébé est aussi cultivé en saison sèche par irrigation près des points d’eau douce. La germination du niébé a lieu entre 3 à 5 jours après être semé (Madamba et al, 2006). La récolte s’effectue après 50 jours pour les variétés hâtives et dans les 100 jours pour les variétés tardives. Selon Dugje et al (2009), l’espacement entre les pieds de niébé doit être de l’ordre de 50 à 75×20cm pour un bon épanouissement de la plante. I.1.5 Importance de la culture Le niébé communément appelé v iande pour pauvre ou viande verte est un a liment riche en protéine : 20 à 25% du poids sec (Alzouma, 1995) (Annexe 1). Il est 2 à 3 fois plus riche que la plupart des céréales (Annexe 2). Il est riche en éléments minéraux et ses f anes constituent un excellent fourrage pour le bétail. Il est apte à combler dans une certaine mesure le déficit protéinocalorique caractéristique des rations essentiellement à base de glucides. Il a une valeur supérieure à celle de la plupart des céréales surtout en lysine dont ces derniers sont déficients et constitue aussi une source importante de Vitamines (A, thiamine, riboflavine, acide ascorbique) (Demeure, 1985). Le niébé, en captant l’azote atmosphérique qu’il fixe au sol, contribue à relever sa fertilité (Massala, 1997). Selon Brink et Balay (2006), le niébé peut laisser 75-150kg/ha d’azote dans le sol. Il fait aussi l’objet de transactions surtout à l’intérieur de l’Afrique de l’Ouest (Camara, 1997). Selon Seck (1994) et Gueye et al. (2011), malgré tous ces avantages, le niébé n’occupe pas sa place dans la production agricole et l’alimentation des populations des régions tropicales qui se nourrissent essentiellement de céréales comme le riz (Oryza sativa), malgré une valeur 5 alimentaire inférieure à celle du niébé. Au Sénégal, le niébé est la seconde légumineuse cultivée après l’arachide qui est une culture de rente.

Les contraintes biotiques et abiotiques liées à la culture du niébé

De nombreuses contraintes biotiques et abiotiques limitent la production du niébé parmi lesquelles figurent les maladies, les mauvaises herbes, les insectes ravageurs et le climat. Les contraintes biotiques : le niébé est attaqué par de nombreux parasites parmi lesquels le chancre bactérien (Xanthomosonas vignicola) et la virose due au Cowpea Aphrid-bome Mosaic Virus qui constituent les principales maladies du niébé et sont difficilement contrôlées et le seul recours est la recherche de variétés résistantes (Faye, 2009). On répertorie aussi des champignons responsables des fontes de semis (Pythium aphanidermatum, Rhizoctonia solani et Colletrichum capssi). A ces maladies viennent s’ajouter les plantes parasites : Striga gernerioides et Alecta vogelii. Plusieurs insectes ravagent le niébé à tous les stades de son développement. Ceux ayant un impact majeur sont les Thrips (l’espèce Megalurothrips sjostedti), les dégâts sont dus aux larves et aux adultes qui se nourrissent des fleurs (Sawadogo, 2004) ; et les Bruchinea (l’espèce Callosobruchus maculatus) dont les dégâts sont irréversibles car les bruches réduisent le pouvoir germinatif et abaissent la teneur en protéine du niébé (Seck, 1994). Les contraintes abiotiques : les populations rurales de l’Afrique de l’Ouest sont particulièrement concernées par la variabilité du climat car les performances de leurs systèmes de production sont étroitement liées du climat. On observe parfois une baisse de la productivité allant de 30 à 50% du fait du déficit hydrique (Pimental et al, 1999). Selon Faye (2009), le manque d’eau entraine une réduction de la matière sèche des tiges et une diminution de la nodulation. A certains stades de développement de la plante, les processus d’élaboration de rendement sont beaucoup plus sensibles à des périodes de sécheresse (Sultan et al, 2005). En effet, les stades de floraison et de maturation des graines sont les plus sensibles. A ces stades, l’activité photosynthétique doit être maintenue pour assurer le transfert des assimilâts des feuilles vers les graines (Mourad et al, 1990 in Faye, 2009). Les fortes températures intervenant au début de la phase reproductive peuvent entraîner un avortement des boutons floraux ou l’arrêt du développement de ceux-ci (Ali, 2005). Par ailleurs, il existe d’autres stress abiotiques auxquels est soumis le niébé selon les zones dans lesquelles il est cultivé telles la salinité, la carence minérale etc… 

L’infestation du niébé par Callosobruchus maculatus

L’infestation initiale est très précoce puisqu’elle se produit lorsque les gousses commencent à se former (Amevoin et al, 2006). Elle peut avoir pour origine les vieux stocks bruchés et à lieu dès que le niébé est acheminé dans les lieux de stockages (Figures 2a et 2b). Dans les zones où les autres plantes hôtes naturelles sont absentes, l’infestation est presque nulle. De ce f ait ces 6 dernières auraient pour origine du niébé bruché venant d’autres régions. Après éclosion, la larve pénètre à l’intérieur de la graine et consomme les cotylédons. Après la nymphose, elle laisse des trous qui favorisent l’attaque du niébé par d’autres ravageurs, moisissures et autres parasites. Figure 2a : Graines de niébé infestées par C. maculatus (http://www.springhalen.dk) Figure 2b : Graines de niébé détruites après infestation par C. maculatus (http://fao.org/ag)

Les pertes causées par Callosobruchus maculatus

Après la récolte, le temps de conservation des graines de niébé est limité par la disparition des stocks d’un des parasitoïdes (Eupelmus orientalis Crawford) de C. maculatus (Ndoutoume-Ndong et Rojas-Rousse, 2008).

Les pertes quantitatives

Le développement de la larve de C. maculatus entraine une perte pondérale de la graine de 5 à 25% (Diongue, 1984 ; Umeozor, 2005). Selon Ngamo et Hance (2007), 800g/kg de niébé sont détruits par la bruche en 7 mois de stockage au Burkina et au Togo. Au Niger C. maculatus entraine la perte de 30% de la production nationale (Alzouma, 1995). Au Sénégal, Séck (1994) estime que 50% des graines peuvent être endommagées après 6 mois de stockage. L’effet additif des différents dégâts peut occasionner des pertes économiques de 100%, car avec des pertes pondérales de 20 à 30%, les pertes économiques sont de 100% et les graines deviennent inconsommables (Ndiaye, 1991).

Les pertes qualitatives

Les pertes qualitatives se traduisent par une réduction de la faculté germinative des semences (Seck, 1994), une baisse de la teneur en protéines, en acides aminés et du rapport d’efficacité protéique. L’augmentation de l’infestation diminue la qualité organoleptique des graines et augmente leur teneur en acide urique du fait de déjections des insectes (Southgate, 1979). I.2 LA BRUCHE DU NIEBE : Callosobruchus maculatus (Fab) I.2.1 Position Systématique La bruche à quatre taches ou bruche du niébé a connu plusieurs appellations après sa description en 1775 parmi lesquelles Bruchus maculatus (Fabricus, 1775), B. quadrimaculatus (Fabricus, 1792), Callosobruchus ornatus (Boheman, 1829) et Pachymerus quadrimaculatus (Fabricus, 7 1905). La position systématique actuelle est : Classe des Insectes, Ordre des Coléoptera, Famille des Chrysomélideae, Genre Callosobruchus, Espèce maculatus (L. Fabricus, 1775) I

Morphologie

Les œufs sont de formes ovoïdes et blanchâtres. A leur partie postérieure, ils possèdent un court tube respiratoire appelé micropyle. Les larves L1, L2, L3 et L4 néonates pouvant percer des téguments dur s sont mobiles, avec des pattes vestigiales. La L4 présente un corps en arc de cercle, et ne possède qu’un seul ocelle de chaque côté de la tête (Delobel et Tran, 1993). L’adulte de couleur noir à rousse mesure 2,5 à 3,5mm et présente des antennes crénelées à partir du 5ème article, les derniers articles sont parfois assombris (Delobel et Tran, 1993) (Figure 3a). Les antennes en dent de scie pour les deux sexes sont serrées et non pectinées. Les mâles se distinguent des femelles par leur dernier segment abdominal émarginé pour recevoir l’apex du pigidium plus convexe des femelles (Figure 3b). Il e xiste deux formes de C. maculatus caractérisées par la coloration des élytres, l’aptitude au vol et la fécondité (Camara, 1997). La forme non voilière s’adapte bien aux conditions de stockage. La forme voilière ou photophile est rencontrée dans la nature et constitue la forme d’infestation du niébé dans les champs. L’apparition de la forme photophile au cours du développement post-embryonnaire dépend des facteurs abiotiques tels que la teneur en eau de la graine et la température (Ouegraogo et al, 1991). Figure 3a : Imago de C. maculatus (http://www.nhmus.hu) Figure 3b : Mâle (♂) et Femelle (♀) de C. maculatus (Source : Poster Kh. Kébé, 2011) I.2.3 Origine et répartition géographique La famille des Chrysomelideae est cosmopolite et présente une grande uniformité biologique. Ce qui fait que l’origine de C. maculatus n’est pas encore expliquée quoique Decelle (1981) pense qu’elle serait probablement africaine. L’aire de répartition de C. maculatus couvre toute la zone intertropicale. L’espèce est rencontrée en Afrique, au Moyen-Orient, en Australie, au Mexique et en Amérique du Sud entre autre.

Les plantes hôtes naturelles de Callosobruchus maculatus

En plus de Vigna unguiculata L. Walp qui est la plante hôte la plus fréquente, en Afrique, C. maculatus infeste aussi Cajanus cajan, Macrotyloma geocarpum, Vigna angularis (Phaseolus 8 angularis), V. radiata (Phaseolus aureus), V. subterranea (Voandzeia subterranea) et même une Caesalpiniaeae Cassia occidentalis au Sénégal (Delobel et Tran, 1993). I.2.5 Bio écologie de la bruche Callosobruchus maculatus Le cycle de développement de la bruche comporte quatre stades : œuf, larve, nymphe (pupe) et adulte (Figure 4a). Le cycle est bouclé en cinq semaines environ. Figure 4a : Cycle de développement de C. maculatus (http://google.fr) Figure 4b : Imagos de C. maculatus en accouplement (http://rarespecies.ru) Le cycle de développement est aussi fonction de la température et de l’humidité relative du milieu. Selon Delobel et Tran, (1993) les conditions optimales de développement se situent à 30°C et 70% d’humidité relative. Les femelles sont réceptives dès l’émergence (Figure 4b). La moyenne des pontes varie entre 75 et 100 œ ufs par femelle (Camara, 1997). L es œufs sont déposés de préférence sur une surface lisse sur les gousses murissantes ou directement sur les graines. Ainsi Huignard et al (1985 in Camara, 1997) observent dans une culture de V. unguiculata au Niger que 60 à 70% des gousses portant des œufs de C. maculatus ont 1 ou 2 œufs par graine. Des substances dissuadantes émises avec les œufs se raient à l’origine de ce comportement (Messina et al, 1985). A l’éclosion, la larve perfore le chorion de l’œuf puis pénètre directement dans le substrat nutritif (Decelle, 1981). Elle subit au total quatre mues en une vingtaine de jours avant de nymphoser à l’intérieur de la graine. Au préalable, elle découpe un opercule circulaire dans le tégument de la graine que l’adulte soulèvera pour se libérer.