Les changements globaux en cours comprennent les dérèglements climatiques, les changements d’usage des terres, ainsi que les changements de pratiques agricoles (diminution des intrants notamment) et les invasions biologiques. Ils imposent sur les populations d’insectes des contraintes nouvelles, auxquelles les espèces répondent parfois de manière rapide. Les travaux de recherche menés au sein de l’axe 2 ont pour ambition d’analyser et de comprendre les trajectoires évolutives des espèces étudiées (démographie, adaptations, histoire des invasions), le rôle des microbiotes associés dans ces trajectoires, et de tester la durabilité de plusieurs méthodes de gestion innovantes, comme la technique de l’insecte stérile, les solutions agroécologiques (p. ex. : les stratégies de répulsion-attraction push-pull) et les outils de lutte préventive contre les acridiens. Des approches théoriques ou basées sur la simulation sont également développées pour fournir de nouveaux outils d’analyse de la diversité génomique ou d’anticipation des crises.
 |
Un des défis de nos recherches est d’aller de l’analyse du passé à la prédiction des trajectoires futures. |
Les recherches concernent des insectes d’intérêt agronomique et forestier, natifs (pyrales, processionnaires, criquets) comme invasifs (mouches des fruits, scolytes, coccinelle asiatique). Elles incluent des approches fondamentales comme très finalisées. Elles mobilisent des disciplines et approches complémentaires, comme les développement théoriques ou statistiques, la génomique des populations, le phénotypage, l’évolution expérimentale. Elles concernent aussi bien des populations naturelles prélevées ou suivies sur le terrain que des populations expérimentales élevées en conditions contrôlées.
L’élaboration de stratégies de lutte et/ou de gestion des populations de bioagresseurs requiert une connaissance approfondie de leur histoire évolutive. Dans le contexte actuel de réduction progressive de l’utilisation de pesticides, il est primordial : (i) d’identifier l’origine géographique des populations de bioagresseurs, ce qui constitue par exemple un préalable à la caractérisation d’ennemis naturels que l’on pourra par la suite utiliser comme agents de lutte biologique ; (ii) de reconstruire les routes empruntées par les espèces exotiques de ravageurs pour identifier les facteurs historiques, démographiques et génétiques responsables du succès évolutif de ces populations ; (iii) de comprendre les mécanismes impliqués dans l’adaptation des phytophages à leurs plantes-hôtes (p. ex., chez la pyrale du maïs Ostrinia nubilalis), ou plus généralement dans l’expression de leurs traits d’histoire de vie (p. ex. : la phénologie chez la processionnaire du pin Thaumetopoea pityocampa ; le polyphénisme de phase chez le criquet pèlerin Schistocerca gregaria), pour anticiper les dynamiques évolutives possibles, notamment face aux changements de pratiques agricoles et aux changements globaux.
La génétique des populations fournit pour cela des outils puissants d’inférence de l’histoire évolutive à partir de l’analyse du polymorphisme génétique. Le CBGP a des compétences largement reconnues dans ce domaine. Nous mettons à profit notre maîtrise et notre expertise des technologies associées aux nouvelles générations de séquençage et de génotypage haut-débit (que ce soit du point de vue de leur mise en œuvre au laboratoire ou de leur analyse statistique) pour caractériser l’histoire évolutive des populations de bioagresseurs. Parallèlement, nous avons l’ambition de renforcer nos compétences en génétique quantitative et évolutive. L’objectif est de coupler l’analyse des génomes à la caractérisation fine des phénotypes, afin de déterminer les bases génétiques de l’adaptation d’insectes ravageurs à leur environnement biotique et abiotique.
Un autre pan des recherches de l’axe 2 vise à mieux comprendre les dynamiques contemporaines des populations de bioagresseurs. Cela implique, par exemple, des mesures de traits d’histoire de vie en milieu contrôlé, qui informent indirectement sur la démographie d’une espèce et le rôle de facteurs écologiques dans les changements démographiques (p. ex. : l’influence du couvert végétal sur le polyphénisme de phase chez les locustes). Parallèlement, le développement de méthodes innovantes en génétique spatiale, permettra de caractériser les capacités de dispersion des organismes et le rôle de l’hétérogénéité spatiale du paysage dans la structuration fine des populations (p. ex. : l’effet du paysage et des pratiques agricoles sur la dynamique des populations de la mouche orientale des fruits Bactrocera dorsalis). L’ensemble de ces inférences indirectes (reposant sur des approches aussi bien génétiques que non-génétiques) permettra de construire des modèles mécanistes spatialement explicites de dynamique des populations, intégrant les connaissances acquises sur les traits d’histoire de vie des espèces. Ces modèles mécanistes permettront notamment de tester in silico l’efficacité de techniques alternatives à l’utilisation de produits phytosanitaires pour la gestion des ravageurs. L’une de ces techniques, l’entomovectoring, consiste à utiliser des insectes pour diffuser des biopesticides dans les populations de bioagresseurs (p. ex., l’utilisation d’individus mâles stériles de la mouche orientale des fruits pour diffuser le champignon entomopathogène Metarhizium).
Au-delà de la reconstruction indirecte de l’histoire des populations ou de leur démographie, la poursuite des expériences d’évolution en conditions contrôlées au laboratoire, permettra de mieux comprendre la dynamique de l’adaptation et l’importance des contraintes et des compromis évolutifs auxquels les espèces font face, notamment au cours des invasions biologiques (p. ex., chez la coccinelle asiatique Harmonia axyridis et la drosophile à ailes tachetées Drosophila suzukii). Un autre contexte dans lequel l’étude de ces dynamiques d’évolution rapide prend tout son sens concerne l’évaluation des risques associés à la mise en œuvre des techniques de forçage génétique (gene drive) pour la gestion des ravageurs. Ces techniques consistent en des lâchers d’organismes génétiquement modifiés, conçus pour propager un variant d’intérêt (p. ex., une mutation diminuant la fertilité) dans les populations naturelles. Cette méthode émergente de contrôle des populations soulève de nombreuses questions scientifiques et sociétales. Nous proposons donc de développer de nouveaux programmes de recherche visant à étudier les dynamiques évolutives de ces constructions génétiques dans les populations naturelles, afin de mieux évaluer les risques environnementaux associés (apparition de résistances, diffusion par flux géniques dans des populations non-cibles, transferts entre espèces, etc.).
Caractériser les communautés microbiennes des insectes, et mieux comprendre l’écologie évolutive des interactions dans des systèmes multi-trophiques (microbes–insectes–plantes-hôtes), peut contribuer au développement de stratégies de gestion d’insectes bioagresseurs par l’exploitation ou la manipulation de ces interactions. Par exemple, une meilleure compréhension du rôle du microbiote intestinal d’insectes phytophages dans l’adaptation à la plante-hôte permettrait de proposer des stratégies de lutte par la manipulation des communautés microbiennes impliquées (p. ex. chez la drosophile à ailes tachetées D. suzukii, la pyrale du maïs O. nubilalis ou la processionnaire du pin T. pityocampa). Dans d’autres contextes, l’étude des interactions entre les microbes et leurs hôtes pourrait permettre la mise en œuvre de « répulsifs naturels » composés de cocktails microbiens, la lutte biologique par des agents viraux, et la lutte par manipulation de fonctions biologiques du ravageur lui-même (liées, par exemple, à l’immunité).
Porteuse du projet : Denise Navia
Bailleur : BIOPOLIS, UM, EU Horizons H2020
Ce projet d’écologie des invasions porte sur les interactions multitrophiques entre les arthropodes terrestres (insectes et acariens), tant phytophages que prédateurs ou parasitoïdes, et les plantes exotiques (envahissantes ou non) dans l’archipel des Açores.
Les principales questions abordées sont les suivantes :
À propos des communautés d’arthropodes associées aux plantes exotiques : Les plantes exotiques présentes aux Açores abritent-elles des arthropodes herbivores exotiques, et quelle est la diversité associée ? Les arthropodes phytophages endémiques se sont-ils adaptés aux plantes envahissantes des Açores, et quelle est la diversité associée ?
À propos des interactions tritrophiques : Les interactions tritrophiques sont-elles similaires sur les plantes hôtes exotiques et sur les plantes hôtes endémiques ou naturalisées ? Les influences anthropiques sur les écosystèmes affectent-elles les communautés et leurs interactions multitrophiques, et de quelle manière ?
Coordinatrice du projet : Denise Navia
Bailleur : Défi-Clé VINID’OCC
Les acariens du sol représentent l’un des groupes les plus abondants et diversifiés de la mésofaune. Ils jouent un rôle crucial dans les interactions avec le micro, le méso et même le macrofaune, contribuant directement ou indirectement à la décomposition de la matière organique, au cycle des nutriments, à l´hydrologie et à la régulation des populations des ravageurs. Malgré leur rôle multifonctionnel dans les agroécosystèmes, y compris les vignobles, les acariens du sol ont été négligés.
Ce projet vise à combler cette lacune avec deux objectifs spécifiques : i) évaluer l’effet de la diversification des vignobles (couverture végétale et systèmes agroforestiers ) et des pratiques de gestion (intrants, niveau de mécanisation) sur la diversité fonctionnelle des communautés des acariens prédateurs et de leur proies potentielles (collemboles, insectes, nématodes); et ii) déterminer le comportement alimentaire des acariens prédateurs du sol les plus courants dans les vignobles et évaluer leur potentiel en tant qu’agents de biocontrôle. L’étude sera menée dans le dispositif expérimentale SALSA, basée sur le Domaine du Chapitre, Villeneuve-lès-Maguelone, Hérault.
https://vinidocc.edu.umontpellier.fr/soutien-a-la-recherche/les-projets-complementaires/
Porteur du projet : Cyril Piou
Bailleur : Agence Française pour le Développement (AFD) à travers l’Agence des nations unies pour l’agriculture et l’alimentation (FAO)
Les objectifs de ce projet sont de :
Porteurs du projet : Marie-Pierre Chapuis
Bailleur : ANR-PRC
Nous développons une approche de génétique du paysage qui prenne en compte les spécificités des systèmes agro-écologique et socio-technique, afin de fournir aux acteurs de la gestion intégrée une connaissance approfondie de la dynamique des populations de ravageurs des cultures (p. ex. processus de dispersion), information indispensable à la conception de stratégies collectives.
https://passion-entomologie.fr/agroecologie-cirad-senegal
Porteur du projet : Enric Frago
Bailleur : ANR PRCE
We aim at using natural enemy combinations to find the best cocktails to control aphids and spider-mites. Best cocktails imply better pest suppression, but also long-term stability. We will perform experiments in the laboratory and build theoretical models to find best cocktails that we will validate in the field through mass releases in commercial greenhouses.
https://sites.google.com/site/enricfrago/enemycocktail-project
Porteurs du projet : Isabelle Masneuf Pomarede (UMR Oenologie) & Simon Fellous (co-encadrement de la thèse de Paul Hubner)
Bailleurs : Meta-programme Holoflux et Région Occitanie
Avec l’essor des vins dits “naturels”, l’identification des processus gouvernant la fermentation spontanée devient essentiel. Cette fermentation dépend des microorganismes présents sur et dans les fruits. Il est donc essentiel de mettre à jour l’origine du microbiote de la vigne, les flux entre chai et vignoble, et le rôle des insectes dans ces processus, rôle souvent avancé mais toujours méconnu.
Nous quantifierons, sur le terrain, les processus de colonisation de la baie de raisin. Les hypothèses dégagées seront testées expérimentalement, en mésocosme et au vignoble, au moyen d’expériences de vection des microorganismes cibles par les mouches Drosophiles. Ces travaux s’appuieront sur l’analyse des effets de la composition du microbiote sur la qualité du vin afin de focaliser les investigations sur les espèces qui la déterminent.
Cette double approche d’écologie et d’œnologie fournira des connaissances uniques, nécessaires au pilotage agroécologique et à la production maitrisée de vins naturels.
Porteuse du projet : Marie-Pierre Chapuis
Bailleur : ANSES
Nous développons des outils moléculaires innovants, et si possible simples, rapides et économiques, afin d’offrir, aux acteurs de la surveillance des mouches des fruits en Europe, un cadre opérationnel leur permettant de s’assurer de la bonne identification de l’espèce et de renseigner sur l’origine géographique des individus envahissants, dont la connaissance est nécessaire pour orienter l’effort de contrôle sur les filières et points d’entrée.
Porteurs du projet : Jérôme Enjalbert (GQE) et Aline Fugeray-Scarbel (GAEL), Jean-François Martin
Bailleur : Investissement d’avenir : Cultiver et Protéger Autrement
Le projet MoBiDiv vise à mieux comprendre les effets de l’utilisation des mélanges variétaux sur la réduction de l’utilisation des pesticides et les mécanismes d’interaction entre les plantes au sein des mélanges. Le projet est axé sur le blé, le pois et les plantes fourragères. L’objectif est de concevoir des outils pour sélectionner des variétés spécialement adaptées à une utilisation en mélange. Le projet proposera également des outils d’aide à la décision sur le choix des mélanges. Enfin, le projet étudiera des scénarios de réorganisation du secteur des semences et d’évolution des réglementations, du financement de la recherche, de la répartition des activités entre acteurs, pour permettre le développement des mélanges de semences.
Porteur du projet : CTIFL & Simon Fellous
Bailleur : ECOPHYTO
Le plan cerise ambitionne de renouveler les approches de gestion d’un bioagresseur, Drosophila suzukii, dans un contexte évolutif et contraint, pour aboutir à terme à une gestion intégrée pour la filière cerise.
Celle-ci reposera prioritairement sur une régulation des populations du ravageurs en amont de mesures de lutte et au recours à des solutions alternatives aux produits phytosanitaires de synthèse. Un accent est mis sur les combinaisons de méthodes (barrières physiques, stratégies de lutte, biocontrôle, piégeage massif …) et la mise en œuvre de mesures de prophylaxie et de gestion des populations, comme l’acclimatation de parasitoïdes ou le recours à la technique de l’insecte stérile, explorant ainsi l’ensemble des leviers d’actions mobilisables pour limiter l’impact de Drosophila suzukii.
Porteurs du projet : Denise Navia et Jean-Pierre Rossi
Bailleur : IB 2023-SPE INRAE
Ce projet se concentre sur deux facteurs de risque phytosanitaires: les invasions biologiques et le changement climatique. Centrée sur les acariens ravageurs, il propose une démarche de :
Porteur du projet : Simon Fellous
Bailleur : ECOPHYTO
L’objectif du projet est de développer la Technique de l’Insecte Stérile (TIS) sur l’insecte Drosophila suzukii. Il s’agit de déployer la TIS sur 3 cultures, fraise, framboise et cerise.
À cette fin, nous avançons sur différents leviers :
Ces travaux sont jalonnés avec des interactions régulières avec les acteurs des filières de production fruitière.
Porteur du projet : Simon Fellous
Bailleur : France 2030 – Grand Défi Biocontrôle et Biostimulation
Les filières cerise et fruits rouges sont en difficulté depuis l’arrivée de la mouche Drosophila suzukii, et de par l’interdiction progressive des molécules insecticides utilisées historiquement. En réponse, filières et R&D se mobilisent dans une démarche collective de Territoire de Co-innovation à la fois nationale et centrée sur les Monts du Lyonnais, un territoire historiquement innovant et fédérateur.
L’objectif de TerCo CFR est d’intégrer et permettre l’appropriation des nombreux leviers de gestion des insectes prêts et aujourd’hui en développement (pour la France, ces leviers sont aujourd’hui en travail dans les projets AID OFB cerise, PARSADAs Optimistii, Quandinski, Mobaclim ; et dans des entreprises telles que Agriodor et Inceres) dans une démarche de gestion intégrée (i.e. Integrated Pest Management). En suivant des méthodologies d’agronomie et de conception systémique nous nous basons sur le principe que les professionnels des chaines de valeurs sont les mieux à même de concevoir et tester in-situ des stratégies intégrées de protection adaptées à leurs situations et à même de pérenniser la production fruitière. Dans ce projet, le rôle des organismes de R&D, privés comme publiques, est de proposer un appui méthodologique et d’apporter des connaissances scientifiques pour accompagner les professionnels afin de (1) tester les conditions d’usage des leviers de biocontrôle émergents, dans le territoire pilote ; (2) mobiliser à l’échelle nationale de nouveaux leviers éprouvés dans les stratégies actuelles de gestion locales ; (3) concevoir et tester in-situ de nouvelles stratégies de gestion intégrées et adaptées à leurs situations.
Porteurs du projet : Enric Frago (CBGP) & Bruno PARIS (ASTREDHOR)
Bailleur : PARSADA – FranceAgriMer
Les thrips figurent parmi les principaux ravageurs en horticulture, et le projet Trans’Thrips vise à développer des approches innovantes pour leur gestion ainsi que le transfert de solutions vers les professionnels. Le CBGP intervient spécifiquement sur les actions INTEGRAT et RESIST. INTEGRAT évaluera, à différentes échelles (micro- et mésocosmes), les combinaisons les plus efficaces d’auxiliaires de biocontrôle, incluant pathogènes et prédateurs, ainsi que leurs conditions optimales d’application. RESIST analysera la résistance des thrips aux méthodes de contrôle, en tenant compte à la fois de la résistance génétique et du rôle des symbiontes.
Porteurs du projet : Denise Navia
Bailleur : PNDV Plan National Dépérissement du Vignoble
Le projet est centré sur le pathosysthème Grapevine Pinot Gris virus – l’acarien vecteur Colomerus vitis-vigne. Les objectifs de ce projet sont donc de répondre à des questions encore en suspens pour comprendre et donc aider la gestion de cette « émergence » : le lien réel entre virus et maladie (postulats de Koch) ; l’amélioration des connaissances sur le seul vecteur connu à ce jour ; et enfin mesurer l’impact agronomique réel de ce virus d’une part et de la MPG d’autre part.
https://www.plan-deperissement-vigne.fr/recherches/programmes-de-recherche/vigye
