Découverte d’un nouvel arsenal de toxines pour lutter contre le puceron du pois

Une équipe de recherche de l’Inra Auvergne Rhône-Alpes identifie chez une bactérie quatre protéines toxiques pour le puceron vert du pois (Acyrthosiphon pisum). Ces toxines produites par la bactérie phytopathogène Dickeya dandatii offrent une piste prometteuse de développement de nouveaux moyens de lutte biologique contre ce ravageur.

Puceron vert du pois Acyrthosiphon pisum . © Inra, BF2I
Mis à jour le 30/05/2016
Publié le 30/05/2016

Le puceron du pois, un insecte bien trop gourmand

Le puceron vert du pois se nourrit de la sève des plantes entraînant leur affaiblissement (jaunissement et dessèchement) et l’avortement des fleurs. Sa piqûre peut également véhiculer des bactéries, virus ou champignons. Acyrthosiphon pisum transmet plus de 30 virus dont celui provoquant la mosaïque de la luzerne (AMV) responsable de baisses de rendement allant jusqu’à 70 %. Près de deux tonnes de grains à l’hectare sont perdues chaque année.

Les moyens de lutte actuels contre ce ravageur de cultures reposent quasi-exclusivement sur l’utilisation d’insecticides chimiques. Mais certains traitements sont aussi néfastes pour des insectes non ciblés comme des pollinisateurs (abeilles) ou des prédateurs naturels du puceron (coccinelles). Par ailleurs, l’usage intensif des pesticides, insecticides en particulier, est responsable tout comme les antibiotiques de nombreux cas de résistances chez différentes espèces de pucerons rendant ainsi les moyens de lutte inopérants. Les limites des techniques actuelles amènent les chercheurs de l’Inra à s’intéresser activement au développement d’alternatives durables et plus respectueuses de l’environnement et de la santé humaine.

Un phytopathogène au service de la plante

Bien que provoquant la maladie de la pourriture molle chez de très nombreuses familles de plantes, la bactérie D. dandatii pourrait être à l’origine des bioinsecticides de demain. L’unité mixte de recherche BF2I (Biologie Fonctionnelle, Insectes et Interactions) située à Lyon a découvert 4 gènes codant pour 4 protéines nocives pour le puceron du pois. Nommées cytA, cytB, cytC et cytD, ces protéines de la famille des toxines cytolytiques, diminuent à la fois la croissance de l’insecte et augmentent sa mortalité. 

Des analyses de la structure tridimensionnelle de ces protéines par la technique de la RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) ont permis de mettre à jour leur homologie avec d’autres toxines bactériennes et de cerner ainsi le mécanisme à la base de leur action. En effet, les protéines de D. dandatii montrent des homologies marquées avec les toxines Cyt de Bacillus thuringiensis. Les toxines synthétisées par ce bacille tueur d’insectes, sont à l’origine des insecticides les plus utilisés en agriculture. Elles agissent en perçant l’intestin des insectes (au niveau des entérocytes du mésentéron, pour être précis !). Ce mécanisme a été retrouvé avec une efficacité identique chez D. dandatii vis-à-vis du puceron vert du pois.

Vers le développement d’un nouvel outil de lutte biologique

Les chercheurs ont pu constater qu’il n’y avait pas eu de mécanisme d’adaptation du mésentéron des insectes à l’action de la toxine. Ainsi la susceptibilité des pucerons du pois aux toxines Cyt de D. dadantii laisse présager le développement possible d’une alternative aux stratégies chimiques courantes avec ce biopesticide. 

Cela contribuerait à limiter voire supprimer l’impact des produits phytosanitaires sur l’environnement et la santé humaine et animale. L’élaboration d’un bioinsecticide issu des toxines secrétées par D. dadantii apporterait alors une solution de biocontrôle dans la lutte contre ce ravageur des cultures de légumineuses (famille des pois et luzerne). Cette nouvelle génération de lutte biologique présenterait notamment l’avantage sur les solutions actuelles de cibler spécifiquement le puceron du pois et d’épargner ainsi les insectes auxiliaires et autres organismes de la faune aquatique.

Référence

Loth K., Costechareyre D., Effantin G., Rahbé Y., Condemine G., Landon C., Da Silva P. , 2015. New Cyt-like δ-endotoxins from Dickeya dadantii: structure and aphicidal activity. Scientific reports, doi:10.1038/srep08791.