Etude de la diversité génétique et de l’évolution démographique de Tribolium castaneum (Herbst), ravageur primaire du mil stocké

Etude de la diversité génétique et de l’évolution démographique de Tribolium castaneum (Herbst), ravageur primaire du mil stocké

Le mil et son importance

Le mil (Pennisetum glaucum) 

Sa position systématique est : Famille: Poacées (Graminées), Sous famille: Panicoidae, Tribu: Paniceae, Section: Pennicillariae, Genre: Pennisetum, Espèce: glaucum, Nom botanique: Pennisetum glaucum. Le mil appartient au genre Pennisetum dont la soixantaine d’espèces est répartie dans les régions tropicales et subtropicales. Ce genre est divisé en cinq sections. Le mi1 appartient à la section Penicillaria, qui se caractérise par la présence d’une touffe de poils sur l’apex des étamines. Dans l’espèce P. glaucum (Figure 1), VAN DER ZON (1992) reconnaît trois sous-espèces: P. glaucum subsp. glaucum, le mil cultivé; P. glaucum subsp. violaceum, la forme sauvage largement présente en Afrique dans la zone sahélienne, de l’Atlantique à la mer Rouge, dans des situations écologiques très variées; P. glaucum subsp. sieberianum, qui rassemble les formes intermédiaires issues d’hybridations naturelles entre formes cultivées et formes sauvages. Selon TOSTAIN et MARCHAIS (1993, cité par Bezançon et al., 1997), le mil serait originaire d’Afrique de l’Ouest. Le mil se retrouve sous plusieurs noms comme Pennisetum glaucum par Brown, Pennisetum typhoïdes par Staph et Hubbard ou Pennisetum americanum par Leeke. C’est la céréale la plus tolérante à la sécheresse. Il est le plus cultivé de toutes les espèces de mil. Les graines se forment sur un faux épi compact de 10 à 150 cm de long. Son potentiel de rendement est le plus élevé de tous les mils cultivés en température élevée ou en condition de sécheresse (Bezançon et al., 1997). 

Importance du mil 

Le mil est l’aliment de base de plus d’une centaine de millions de personnes dans certaines parties de l’Afrique tropicale et de l’Inde. En Afrique, 70 % de la production provient de l’ouest du 4 continent. Les principaux pays producteurs sont, par ordre d’importance décroissante : le Nigeria, le Niger, le Burkina, le Tchad, le Mali, la Mauritanie et le Sénégal. Sa valeur énergétique est l’une des plus élevées parmi les céréales. En Amérique du Nord, cette plante est cultivée presque exclusivement pour l’alimentation du bétail. Cette céréale est consommée de plusieurs manières différentes. Le mil est une plante céréalière cultivée surtout pour son grain qui est essentiellement utilisé (80-90%) pour l’alimentation humaine au Sahel. Il sert aussi dans l’industrie agro-alimentaire (biscuiterie, pâtes alimentaires, boissons alcoolisées, etc.). La teneur en protéines des grains du mil est comparable à celle du blé, de l’orge et du maïs. L’apport en vitamines du grain de mil est également appréciable (Bouzou, 2009). Le mil est cultivé soit avec une légumineuse en association, généralement le niébé, soit en culture pure. Les grains et les tiges de cette céréale sont aussi utilisés pour l’alimentation animale. Après la récolte, les tiges sont utilisées pour confectionner des cases, des greniers et des clôtures (Spencer et Sivakumar, 1987). 

 Zones agro-écologiques du Sénégal 

Sur le plan agro-écologique, le Sénégal est découpé en sept (7) zones, à partir de critères biophysiques et socio-économiques, à savoir : (i) La vallée du Sénégal; (ii) les Niayes; (iii) le Nord Bassin arachidier; (iv) le Sud Bassin arachidier; (v) la Zone sylvo-pastorale; (vi) le Sénégal Oriental et Haute Casamance; et (vii) la Basse et Moyenne Casamance (DLICCS, 2010). L’étude a été menée sur trois zones agro-écologiques à savoir : la zone Nord du bassin arachidier, le Sud du bassin arachidier et la zone Sénégal Oriental / Haute Casamance.  Zone Nord du bassin arachidier Elle couvre les régions administratives de Diourbel et de Thiès et le département de Kébémer dans la région de Louga. Elle s’étend sur plus de 7.4% du territoire national (14.783 Km²) et concentre près de 25% de la population totale (1.726.319 habitants). Aujourd’hui, cette zone est celle des systèmes de production agro-pastoraux sahéliens à agriculture sèche et/ou élevage traditionnel et parfois même au pastoralisme strict (FALL et LO, 2009).  Zone Sud Bassin arachidier La zone SBA est l’une des premières régions agricoles du Sénégal et ce malgré une baisse de productivité ces dernières années. Dans cette région à vocation agricole pluviale, l’arachide et le mil sont de loin les cultures dominantes avec 90% des superficies emblavées contribuant pour plus de 50% à la production nationale (productions supérieures à 300.000 t) (FALL et LO, 2009). 5  Zone du Sénégal oriental/Haute Casamance La zone du Sénégal oriental/Haute Casamance, qui correspond à la zone cotonnière, avec les départements de Kédougou, Tamba, Vélingara et Kolda, connaît une grande pauvreté rurale malgré de fortes potentialités agricoles et pastorales, et une grande pression sur les ressources naturelles (DLICCS, 2010). I.3 Tribolium castaneum T. castaneum (Herbst, 1797) présente la position systématique suivante : Règne : Animale, Embranchement : Arthropode, Classe : Insecte, Ordre : Coleoptere, Famille : Tenebrionidae Genre : Tribolium, Espèce : castaneum. Tribolium castaneum (Figure 2) décrit par Johann Friedrich Herbst, 1797 est un ravageur des denrées stockées. Il se trouve dans la plupart des pays tropicaux et subtropicaux dans le monde. L’insecte est aujourd’hui tellement cosmopolite et commensal de l’homme que son origine est incertaine. Il proviendrait de régions d’Asie méridionale au climat chaud et sec, peut-être d’Inde (Bonneton, 2010). Aux Etats-Unis, il se trouve principalement dans les Etats du Sud. T. castaneum peut survivre à l’hiver dans des endroits protégés, en particulier là où il y a le chauffage central (Tripathi et al., 2001). C’est un nuisible polyphage, il est reparti dans le monde entier, mais il est plus abondant dans les climats chauds. Figure 2 : Tribolium castaneum (http://igtrcn.org/knocking-down-all-beetle-genes-ibeetle/)

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Morphologie

 Tribolium castaneum est un insecte qui appartient à la famille des Ténébrionidae. L’adulte est petit coléoptère brun rougeâtre d’environ 3 à 4mm de longueur. Il est étroit, allongé, à bord parallèles, à pronotum presque aussi large que les élytres et non rebordé antérieurement. La tête, le thorax et l’abdomen sont distincts. Les antennes sont bien développées, ces 3 derniers articles étant nettement plus gros que les précédents (Delobel et Tran, 1993). Contrairement à T. confusum, le chaperon ne 6 dépasse pas l’oeil latéralement. Les yeux sont ovales plus petits que chez T. confusum. La larve mesure 6mm, environ 8 fois plus longue que large, d’un jaune très pâle à maturité, avec latéralement quelques courtes soies jaunes. La capsule céphalique et la face dorsale sont légèrement rougeâtres (Camara, 2009). Cependant, il est possible de confondre T. castaneum avec T. confusum de taille un peu supérieure à T. castaneum, de couleur plus foncée, plus rouge. Les derniers articles des antennes s’élargissent progressivement sans former de massue distincte (Figure 3) ; l’œil est surmonté par une crête. A : Les trois derniers segments s’élargissent progressivement à la pointe; B : Les trois derniers segments s’élargissent brusquement. Figure 3 : Différence entre les antennes de T. castaneum et T. confusum (http://www.jurabetta.com/tribolions.html) 

Cycle de développement

 C’est un insecte facile à élever, avec un cycle de développement (Figure 4) court de 30 jours, une longévité de six mois à quatre ans, ce qui est exceptionnel pour un insecte et une fécondité élevée (Bonneton, 2010). La femelle pond quotidiennement une dizaine d’œufs qui, vers 30°C, éclosent au bout de cinq jours (Camara, 2009). Elle pond environ 400-500 œufs. Les œufs sont déposés sur les graines. Ces œufs sont humides et collantes lorsqu’elles sont fraichement pondues rendant ainsi leur détection très difficile. La période d’incubation varie de 5 à 12 jours, selon la température. Le stade pupe dure 5 à 9 jours. La période larvaire varie de 27 à 29 jours, mais elle peut se prolonger jusqu’à 90 jours, en fonction de la nourriture disponible et la température régnant. Les adultes comme les larves attaquent les grains et les denrées déjà endommagées par l’infestation d’autres insectes. Le développement de l’œuf à l’adulte se déroule sur une période de 20 jours dans des conditions optimales (Diome, 2014). Les larves circulent librement dans les denrées infestées et s’y nymphosent sans cocon. À 30°C, la vie larvaire dure à peu près trois semaines et l’adulte émerge de la nymphe six jours après sa formation. T. castaneum se reproduit à des températures variant entre 7 22 et 40 °C. L’intervalle optimal de température pour le développement de l’insecte est 32 à 33°C. Son développement cessant au-dessous de 22°C et qui résiste très bien aux basses hygrométries. La durée moyenne de développement de T. castaneum est plus courte sur les grains de mil que sur ceux du maïs (Guèye et al., 2012). Il est également plus allongé dans la farine de mil que dans celle du maïs (Diome, 2014). On observe de 5 à 8 stades larvaires dans les conditions optimales de développement, mais jusqu’à 13 lorsque les conditions sont défavorables.

Table des matières

DEDICACES
REMERCIEMENTS
LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
Introduction
CHAPITRE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I.1 Le mil et son importance
I.1.1 Le mil (Pennisetum glaucum)
I.1.2 Importance du mil
I.2 Zones agro-écologiques du Sénégal
I.3 Tribolium castaneum
I.3.1 Morphologie
I.3.2 Cycle de développement
I.3.3 Dégâts
I.3.4 Lutte
I.4 Les marqueurs moléculaires
I.5 Intérêts des marqueurs moléculaires
CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES
II.1 Echantillonnage
II.2 Choix du gène du cytochrome b
II.3 Etude génétique
II.3.1 Extraction de l’ADN de T. castaneum
II.3.2 Polymérase Chain Réaction (PCR) du gène cytochrome b
II.3.3 Séquençage du cytochrome b
II.4 Analyses génétique
II.4.1 Nettoyage et alignement des séquences
II.4.2 Analyse de la diversité génétique
II.4.3 Analyse de la structure génétique
II.4.4 Evolution démographie
II.4.5 Analyse phylogénétique
CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSION
III.1 Résultats
III.1.1 Diversité génétique
III.1.1.1 Diversité haplotypique et nucléotidique
III.1.1.2 Structure génétique .
III.1.1.3 Evolution démographique
III.1.1.4 Analyses phylogénétiques
III.2 Discussion
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

 

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