Spécificité des hyphomycètes entomopathogènes pour les larves de lepidoptèresNoctuidae

Résumé L'étude de la sensibilité des 4 espèces de noctuelles,Mamestra brassicae L.,Spodoptera littoralis Boisduval,Spodoptera frugiperda Smith etScotia ipsilon Hübner, aux hyphomycètes a été conduite avec 10 souches dePaecilomyces fumoro-roseus (Wize) Brown & Smith, 6 deNomuraea rileyi (Farlow) Samson, 1 deBeauveria bassiana (Bals.) Vuill. et 1 deMetarhizium anisopliae (Metsch.) Sor. Les chenilles nouvelles-nées agées de moins de 16 h ont été exposées pendant 24 h sur des rondelles de feuilles contaminées par aspersion des inoculums, puis élevées individuellement à 25±1°C. A la dose de 3.10⁵ conidiospores/cm², l'activité pathogène des germes sur les chenilles varie dans de larges proportions suivant l'espèce-h?te et suivant l'isolat considérés. L'espèce la plus sensible à la plupart des souches estM. brassicae et la plus résistanteS. littoralis. Les germes les plus performants présentent des temps létaux 50% compris entre 2 et 3,5 j (à la dose de 3.10⁵ spores/cm²) et des doses létales 50% de 10³ à 10⁴ conidiospores/cm² (mortalités cumulées le 6e j après traitement); ce sont les isolats:P. fumoso-roseus n^o 13, 32, 39, 40 et 45 pourM. brassicae, N. rileyi n^o 5 pourS. littoralis; P. fumoso-roseus n^o 32 pourS. frugiperda etM. anisopliae n^o 139 pourS. ipsilon. La virulence élevée du pathotypeN. rileyi n^o 5 pourS. littoralis et son agressivité à l'égard des 3 autres noctuelles, confirment l'intérêt de cet hyphomycète en dehors de son aire d'origine (Sud-Est des Etats-Unis). Par ailleurs, les aptitudes des souches européennes deP. fumoso-roseus montrent que cette espèce présente des potentialités pour la lutte biologique contre divers noctuides.

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Summary Bioassays were carried out on 1st instar larvae to determine the relative susceptibility of 4 noctuid species,Mamestra brassicae L.,Spodoptera littoralis Boisduval,Spodoptera exigua Smith andScotia ipsilon Hübner to 10Paecilomyces fumoso-roseus, 6Nomuraea rileyi, 1Metarhizium anisopliae and 1Beauveria bassiana isolates. Neonate larvae, 2 to 16 h old, were exposed for 24 h to leaf pieces treated with conidial suspensions of each fungal strain and then transferred to untreated foliage at 25±1°C. When tested at 3×10⁵ conidia/cm², pathogenic activity of hyphomycetes towards noctuids showed high variability depending on both host-species and fungal isolate.M. brassicae was more susceptible to tested isolates than the other 3 noctuids. In contrast,S. littoralis was the most resistant species. The most active pathotypes had LT 50 values ranging from 2 to 3,5 days at the concentration of 3×10⁵ conidia/cm² and LD 50 values ranging from 10³ to 10⁴ conidia/cm² (mortality recorded at 6 days post exposure). According to these data, there were 5P. fumoso-roseus isolates (nos 13, 32, 39, 40 and 45) highly active againstM. brassicae, oneN. rileyi isolate (n^o 5) againstS. littoralis, oneP. fumoso-roseus isolate (n^o 32) againstS. frugiperda and oneM. anisopliae isolate (n^o 139) againstS. ipsilon. Bioassays establishing the high virulence of the FloridaN. rileyi isolate (n^o 5) to the Egyptian cottonworm and its pathogenic activity against the other tested noctuids, confirmed the interest for this fungal entomopathogen which has been demonstrated on noctuid populations in the southeastern United States. Moreover results of the host range assays of European isolates ofP. fumoso-roseus showed that this species appears to be an other potentially valuable microbial control agent against noctuid pests.

     

Histological and ultrastructural studies of Beauveria bassiana infection in Leptinotarsa decemlineta larvae during ecdysis

Studies of Leptinotarsa decemlineata larvae infected by Beauveria bassiana during ecdysis have enabled us to define the modes of fungal penetration employed to enter the ecdysial cuticle. We have observed the mechanically active passage of the penetrant hyphae and have followed the growth of the filaments and blastospore formation in the molting fluid. The attack of the new integument and its consequent alteration and the entry into the body cavity have also been studied. The infection develops rapidly in some of the larvae which die in premolt, while others are able to molt. Conditions rendered abnormal due to the presence of the fungus cause integumentary injuries which serve as an important factor in pathogenesis since they enhance the entry of fungal elements and bacteria thereby inducing septicemia. Contaminated larvae are able to molt, showing no signs of injury or disease, and survive for a long time, until the fungus finally invades the organism and causes death. This postponement of mortality shows that molting and hemocytic reactions are, to a certain extent, an effective defense mechanism. These last observations can be useful in the understanding of pathological processes associated with a hidden phase of fungal infection.     

Immunological characterization of the entomopathogenic hyphomycetes Beauveria and Metarhizium

Immunological comparison among Beauveria species and Metarhizium strains isolated from insect larvae were made using immunoelectrophoresis. Antigens consisted of somatic or metabolic buffer-soluble proteins. Antisera were produced in rabbits against each of the 6 fungal strains. Each antigen was tested against the homologous antiserum non-adsorbed or cross-adsorbed with one other antigen and against the heterologous antisera. The immunoelectrophoresis slides were analyzed in terms of the number of precipitin arcs obtained with cross-reacting and reference antigens, with any one antiserum. Immunoelectrophoregrams were also considered.These tests revealed numerous antigenic similarities between different isolates. Moreover, results indicate that distinct and reproducible differences exist, both between two species of Beauveria and between four strains of M. anisopliae. The groupings of strains obtained from immunoelectrophoretic data correspond well with those based on spore morphology. Some methodological aspects are discussed. The present results are in agreement with our preliminary studies. They confirm that immunoelectrophoresis proves to be a very useful aid for the characterization of the Hyphomycetes candidates for biological control of insect pests.

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Résumé Beauveria bassiana et B. brongnianii d'une part et 4 souches de Metarhizium anisopliae d'autre part, ont été analysés par immunoélectrophorèse de leurs protéines cellulaires ou métaboliques. Chaque antigène a été éprouvé contre le sérum homologue non adsorbé ou adsorbé avec un antigène hétérologue et contre les sérums hétérologues. Les parentés et les différences entre les 2 Beauveria et entre les 4 Metarhizium ont été définies quantitativement par le nombre d'arcs de précipitation communs ou specifiques. Nous avons aussi considéré les immunoelectrophorégrammes des divers isolats.Les résultats des réactions croisées montrent d'importantes communautés antigéniques entre les pathotypes étudiés, toutefois l'utilisation de l'immunoadsorption a permis de mettre en évidence les fractions spécifiques aussi bien entre les 2 Beauveria qu'entre les 4 souches de l'espèce M. anisopliae. Les distinctions établies sur les données sérologiques correspondent aux différences morphologiques sporales entre isolats. Ces résultats précisent et confirment nos études préliminaires en démontrant l'intérêt de la caractérisation immunoélectrophorétique des Hyphomycètes candidats à la lutte biologique contre les insectes nuisibles.

     

Etude enzymatique comparée de champignons entomopathogènes des genres Beauveria et Metarhizium

Résumé Les extraits antigéniques de trois champignons entomopathogènes (Beauveria bassiana, Beauveria brongniartii et Metarhizium anisopliae), soumis à l'analyse éléctrophorétique en gel d'agar révèlent au total 23 activités enzymatiques différentes (5 oxydo-réductases et 18 hydrolases), dont 18 ont été retrouvées à l'analyse immunoélectrophorétique. La carte enzymatique de ces germes complète leur analyse immunoélectrophorétique; la comparaison des isoenzymes des divers isolats permet de mettre en évidence des différences interspécifiques et intraspécifiques.Chaque souche cryptogamique se caractérise par des profils enzymatiques particuliers. Ces résultats montrent donc que l'étude des enzymogrammes est un complément utile à l'analyse immunoélectrophorétique appliquée à la caractérisation des hyphomycètes entomopathogènes. Enfin, les souches n 44 et 51 de M. anisopliae paraissent être suffisamment apparentées pour être réunies au sein d'un même biotype.     

Relative susceptibility of different stages of Rhodnius prolixus to the entomopathogenic hyphomycete Beauveria bassiana.

Laboratory bioassays were conducted to determine the relative susceptibility of eggs, 1st-, 3rd-, 5th-instar nymphs and adults of Rhodnius prolixus to one isolate of the entomopathogenic hyphomycete, Beauveria bassiana. Treatments consisted of directly spraying on insects of increasing doses of inoculum (3 x 10(2) to 3 x 10(5) conidia per cm2). Mortality due to all doses of conidia was very high in the five tested stages of the target insect. Experiments on eggs demonstrated that the fungal isolate was able to kill eggs before they hatched. Both time-mortality and dose-mortality responses showed that the susceptibility of R. prolixus varied according to its stage of development and increased with age. As a matter of fact, at the dose of 3 x 10(3) conidia per cm2, LD 50 varied between 11.2 days in 1st-instar nymphs and 6.4 days in both 5th-instar nymphs and adults. Comparison of LD50 permitted to estimate that 1st-instar nymphs were about 700-fold less susceptible than the two oldest stages.     

Modelling the Persistence of Quiescent Conidia of the Entomopathogenic Hyphomycete Paecilomyces fumosoroseus Exposed to Solar Radiation

Persistence of conidia of the entomopathogenic fungus Paecilomyces fumosoroseus exposed to artificial and solar radiation at a constant temperature was studied by monitoring the ability to germinate and to form colonies (colony - forming units , CFUs) . The photic effect of radiation on each of these variables was modelled by a decreasing function of UVB irradiation ( in J m 2) . Germination ability was represented by a logistic function and viability (log CFU) by an infinitely decreasing function . Experiments carried out under artificial conditions , at three different UVB irradiances ( from 0 . 3 to 1 . 6 W m 2) , similar to those observed in nature , confirmed the adequacy of the predictor variable and of the functions chosen for describing these data . The proposed models appeared to be irradiance independent . Under solar radiation , the models were able to describe data collected on three different summer days in France (48 o 51 N , 2 o 06 E) . However , it took a greater amount of solar UVB radiation to produce the same effect as that achieved indoors . This could be explained by differences in radiation spectra . For each model , one set of parameters was sufficient for representing all three sets of data: this constitutes an initial validation of the models proposed .     

Influence of temperature preferences of two Paecilomyces fumosoroseus lineages on their co-infection pattern

In order to clarify the epidemiological potential of entomopathogenic fungi for insect pest control, the role of the temperature as one environmental constraint was investigated on the pattern of co-infection of Galleria mellonella by two distinct lineages of a hyphomycete, Paecilomyces fumosoroseus. The distribution of conidial populations collected on cadavers of hosts co-infected under 20 regimes, ranging from 13 to 35 degrees C, was examined. The apparent temperature tolerance of both fungal isolates was related to their in vitro colony growth and their in vivo sporulation ability. The conidial populations were characterized by molecular markers based on restriction fragment length polymorphisms of the internal transcribed spacers (ITS-RFLP) and random amplified polymorphic DNA (RAPD) contrasting profiles in combination with the conidial size. This study allowed a different temperature profile was identified for each isolate. Under most temperature regimes, only one lineage prevailed upon the infected insect; whereas both lineages coexisted at 20-25 and 25-25 degrees C. When one haplotype dominated, the displacement of the other one depended on its temperature tolerance. These results suggest that more consideration should be given to population-genetics analyses for evaluating the adaptability of microbial control agents to targeted environments.     

Variabilité de la sensibilité despodoptera littoralis [Lep.: Noctuidae] a l'hyphomycete entomopathogèneNomuraea rileyi

Résumé La variabilité de la sensibilité des larves de la noctuelle égyptienne du coton,Spodoptera littoralis Boisduval à l'hyphomycète entomopathogèneNomuraea rileyi (Farlow) Samson a été abordée en étudiant la variabilité interclonale du champignon et la variabilité de l'insecte-h?te à travers des populations d'origines géographiques différentes. En raison de la polyphagie de l'espèce-cible, l'influence de la plante-h?te sur la sensibilité des larves phytophages a aussi été prise en compte. Les traitements ont consisté à exposer les larves à un inoculum sporal déposé par pulvérisation sur des rondelles de feuille calibrées pendant 24 h. L'activité pathogène, à l'égard des larves du 1^er stade, des 12 clones monosporaux de la soucheN. rileyi 5 varie significativement (TL50 compris entre 4,7 et 6,2 j à la dose de 3.10⁴ spores/cm²). Cette variabilité intraspécifique observée à un moment donné est néanmoins du même ordre que la variabilité de l'activité de la souche-mère polyclonale, relevée sur une période de 4 ans (TL50 compris entre 4,5 et 6,6 j). Les 3 populations originaires d'Isra?l, d'Egypte et du Maroc ont présenté une sensibilité comparable àN. rileyi 5 après contamination des larves nouveau-nées avec des doses croissantes d'inoculum (DL50 comprises entre 0,7.10⁴ et 1,1.10⁴ spores/cm² et TL50 compris entre 5,1 et 5,5 j à la dose de 3.10⁴ spores/cm²). L'alimentation des larves, depuis l'éclosion, sur 4 espèces végétales: chou, coton, féverole ou aubergine, n'a pas modifié significativement la sensibilité des larves du 3^e stade (DL50 comprises entre 0,3.10³ et 0,7.10³ spores/cm² et TL50 compris entre 4,0 et 4,3 j à la dose de 3.10⁴ spores/cm²). La souche polyclonaleN. rileyi 5 para?t bien adaptée à la noctuelle égyptienne du coton en raison de sa stabilité, de son agressivité à l'égard des populations d'origines géographiques différentes et de l'absence d'effet de l'alimentation des larves sur l'infection.      

Fecundity and egg fertility in the adult Colorado beetle (Leptinotarsa decemlineata) surviving larval infection by the fungus Beauveria bassiana

Secondary effects of the entomopathogenic hyphomycete Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. were investigated on adults of Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera:Chrysomelidae) treated as newly moulted 4th-instar larvae. Fecundity and egg hatching were monitored in surviving females mated with surviving males. When reared at 22°C, adult survivors showed a lessening of their reproductive potential during their whole life. According to the fungal inoculum dosage, the reductions of the total number of eggs laid per female and the mean number of eggs per egg mass ranged from 20% to 56% and from 18% to 46%, respectively. In contrast, at 25°C, the fecundity of survivors was not affected by the fungal infection. This variability of the secondary effects of B. bassiana according to temperature conditions might be related to the lower infection level of treated larvae at 25°C. Moreover, at both temperatures, eggs laid by females surviving fungal infection as larvae were as fertile as eggs laid by control insects. It is concluded that secondary effects of B. bassiana on the fecundity of the Colorado Potato Beetle are temperature-dependent and that they could become negligible at high temperatures under field conditions.

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Résumé Les effets secondaires de l'hyphomycète entomopathogène, Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. sur la fécondité et la fertilité des insectes survivant à l'infection fongique ont été étudiés chez les adultes du doryphore Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera:Chrysomelidae) issus de larves contaminées en début de 4ème stade. Les insectes maintenus à 22°C ont présenté une réduction de leur potentiel reproductif. Ainsi, suivant la dose d'inoculum fongique, le nombre total d'oeufs pondus par femelle et le nombre moyen d'oeufs par opplaque ont baissé de 20% à 56% et de 18% à 46%, respectivement. En revanche, à 25°C la fécondité des adultes survivants n'a pas été affectée par la maladie. Cette variabilité en fonction des conditions thermiques peut être liée à la diminution de l'effet-dose du champignon sur les larves à 25°C par rapport à 22°C. Par ailleurs, quelles que soient les conditions thermiques (22°C ou 25°C) on ne constate aucun changement significatif de la fertilité des oeufs pondus par les femelles survivantes. Les auteurs concluent que les effets secondaires de B. bassiana sur la fécondité du doryphore dépendent des conditions thermiques et qu'ils pourraient devenir négligeables à des températures élevées en plein champ.