Insetos vetores de fitopatógenos são responsáveis por causarem perdas significativas na agricultura, principalmente por disseminarem microrganismos que provocam doenças nas plantas hospedeiras. A mosca-branca Bemisia tabaci biótipo B é um inseto praga de relevante importância na cultura do tomate, capaz de transmitir diversos vírus nessa cultura. Assim, os objetivos deste trabalho foram: verificar a resistência à transmissão do begomovírus Tomato severe rugose virus (ToSRV) por B. tabaci biótipo B em genótipos de tomateiro com e sem aplicação do inseticida sintético ciantraniliprole; conhecer melhor acerca das interações inseto-planta através de experimentos de atratividade quanto à alimentação e oviposição do inseto e de comportamento de prova de adultos virulíferos de B. tabaci biótipo B em genótipos de tomateiro monitorados por Electrical penetration graph (EPG). Foram selecionados cinco genótipos de tomateiro: \'Santa Clara\' (suscetível à mosca-branca), \'Ivety\' e \'Carina TY\' (resistentes a ToSRV), LA1335 e LA716 (resistentes à mosca-branca), para um experimento inicial para selecionar o genótipo mais suscetível ao inseto e ao vírus, o mais resistente ao vírus, e o mais resistente ao inseto para condução dos demais experimentos. Selecionou-se \'Santa Clara\' (suscetível a ambos os organismos), \'Ivety\' (resistente a ToSRV) e LA716 (resistente ao inseto). No experimento de atratividade, ficou demonstrado que LA716 repeliu as moscas-brancas, sendo o menos atrativo, seguido de \'Ivety\' e depois \'Santa Clara\' que foi o genótipo que apresentou maior número de moscas-brancas. Os três genótipos tratados com o inseticida ciantraniliprole, e o genótipo LA716 não tratado (resistência genética isoladamente) conseguiram reduzir a inoculação de ToSRV pelas moscas-brancas e provocar alta mortalidade dos insetos. Ademais, os genótipos tratados com ciantraniliprole, e \'Ivety\' não tratado apresentaram menor severidade de ToSRV do que \'Santa Clara\', o mais suscetível. Através da técnica de EPG, ficou evidenciado que LA716 e o tratamento dos três genótipos com ciantraniliprole promoveram efeitos semelhantes em B. tabaci biótipo B, em que houve redução do número de eventos da onda np, de prova, da onda C e da onda G por inseto, além de reduzir significativamente a proporção de indivíduos que realizaram as ondas pd, E1, E2, F, G, ingestão no floema por tempo prolongado, provas curtas, e aumentar a duração da onda np e reduzir a duração do tempo de prova, onda C, número de provas curtas e número de E2 prolongado por inseto. Ainda, a integração da resistência de LA716 com ciantraniliprole promoveu efeitos adicionais, como a redução da proporção de moscas-brancas que realizaram prova, onda C e G, em relação aos genótipos não tratados com o inseticida, e aumento da duração da onda np, prova e C por evento. Pela análise dos resultados, pode-se concluir que LA716 é altamente resistente a B. tabaci biótipo B. Além de ser menos atrativo, o genótipo proporciona efeitos semelhantes ao inseticida ciantraniliprole quanto à alta mortalidade de moscas-brancas, à redução da incidência de ToSRV, e à ação negativa sobre o comportamento de prova do inseto. A associação da resistência genética de LA716 com ciantraniliprole é interessante para o manejo da transmissão de ToSRV, por promover efeitos adicionais. / Insect vectors of phytopathogens are responsible by significant losses in agriculture, especially by disseminating microorganisms that cause diseases in host plants. The whitefly Bemisia tabaci B biotype is an important pest in the tomato crop, capable to transmit several virus in this crop. Thus, this study aimed to: verify the resistance to the transmission of the begomovirus Tomato severe rugose virus (ToSRV) by B. tabaci B biotype in tomato genotypes treated and non treated with the insecticide cyantraniliprole; know about insectplant interactions through experiments of feeding and oviposition attractiveness by the insect and probe behaviour of viruliferous adults of B. tabaci biotype B in tomato genotypes monitored by Electrical penetration graph (EPG). It was selected five tomato genotypes: \'Santa Clara\' (susceptible to the whitefly), \'Ivety\' and \'Carina TY\' (resistant to ToSRV), LA1335 and LA716 (resistant to the whitefly), to an initial experiment to select the most susceptible genotype to the insect and to the virus, the most resistant to the virus, and the most resistant to the insect for carry out the others experiments. Thus, it was selected \'Santa Clara\' (susceptible to both organisms), \'Ivety\' (resistant to ToSRV) and LA716 (resistant to the insect). The attractiveness experiment showed that LA716 repelled the whiteflies, which was considered the least attractive, followed by \'Ivety\', and after \'Santa Clara\' which had the largest total number of whiteflies. The three cyantraniliprole treated genotypes, and the nontreated genotype LA716 (genetic resistance isolated) were able to reduce ToSRV inoculation by the whiteflies and to cause high mortality of insects, moreover, the cyantraniliprole treated genotypes, and non-treated \'Ivety\' had less ToSRV severity than \'Santa Clara\', the most susceptible. Through the EPG technique, it was clear that LA716 and the treatment of the three genotypes with cyantraniliprole promoted similar effects in B. tabaci B biotype, in which there was reduction of the number of events of waveform np, probe, waveform C and waveform G per insect, besides of reducting significantly the proportion of individuals that performed the waveforms pd, E1, E2, F, G, ingestion into phloem for long time, short probes, and increase the duration of the waveform np and reduce the duration of probe, waveform C, number of short probes and number of sustained E2 per insect. Moreover, the integration of the LA716 resistance with cyantraniliprole promoted additional effects, such as the reduction of the proportion of whiteflies that performed probe, waveform C and G, in relation to the non-treated genotypes, and an increasing in the duration of waveform np, probe and waveform C per event. Analyzing the results, it can be concluded that LA716 is highly resistant to B. tabaci biotype B. Besides of being less attractive, the genotype promotes similar effects to the insecticide cyantraniliprole considering the high mortality of whiteflies, the reduction of ToSRV incidence, and the negative effects in probing behaviour of the insect. The association of LA716 genetic resistance with cyantraniliprole is interesting to the ToSRV transmission management by promoting additional effects.

Insetos vetores de fitopatógenos são responsáveis por causarem perdas significativas na agricultura, principalmente por disseminarem microrganismos que provocam doenças nas plantas hospedeiras. A mosca-branca Bemisia tabaci biótipo B é um inseto praga de relevante importância na cultura do tomate, capaz de transmitir diversos vírus nessa cultura. Assim, os objetivos deste trabalho foram: verificar a resistência à transmissão do begomovírus Tomato severe rugose virus (ToSRV) por B. tabaci biótipo B em genótipos de tomateiro com e sem aplicação do inseticida sintético ciantraniliprole; conhecer melhor acerca das interações inseto-planta através de experimentos de atratividade quanto à alimentação e oviposição do inseto e de comportamento de prova de adultos virulíferos de B. tabaci biótipo B em genótipos de tomateiro monitorados por Electrical penetration graph (EPG). Foram selecionados cinco genótipos de tomateiro: \'Santa Clara\' (suscetível à mosca-branca), \'Ivety\' e \'Carina TY\' (resistentes a ToSRV), LA1335 e LA716 (resistentes à mosca-branca), para um experimento inicial para selecionar o genótipo mais suscetível ao inseto e ao vírus, o mais resistente ao vírus, e o mais resistente ao inseto para condução dos demais experimentos. Selecionou-se \'Santa Clara\' (suscetível a ambos os organismos), \'Ivety\' (resistente a ToSRV) e LA716 (resistente ao inseto). No experimento de atratividade, ficou demonstrado que LA716 repeliu as moscas-brancas, sendo o menos atrativo, seguido de \'Ivety\' e depois \'Santa Clara\' que foi o genótipo que apresentou maior número de moscas-brancas. Os três genótipos tratados com o inseticida ciantraniliprole, e o genótipo LA716 não tratado (resistência genética isoladamente) conseguiram reduzir a inoculação de ToSRV pelas moscas-brancas e provocar alta mortalidade dos insetos. Ademais, os genótipos tratados com ciantraniliprole, e \'Ivety\' não tratado apresentaram menor severidade de ToSRV do que \'Santa Clara\', o mais suscetível. Através da técnica de EPG, ficou evidenciado que LA716 e o tratamento dos três genótipos com ciantraniliprole promoveram efeitos semelhantes em B. tabaci biótipo B, em que houve redução do número de eventos da onda np, de prova, da onda C e da onda G por inseto, além de reduzir significativamente a proporção de indivíduos que realizaram as ondas pd, E1, E2, F, G, ingestão no floema por tempo prolongado, provas curtas, e aumentar a duração da onda np e reduzir a duração do tempo de prova, onda C, número de provas curtas e número de E2 prolongado por inseto. Ainda, a integração da resistência de LA716 com ciantraniliprole promoveu efeitos adicionais, como a redução da proporção de moscas-brancas que realizaram prova, onda C e G, em relação aos genótipos não tratados com o inseticida, e aumento da duração da onda np, prova e C por evento. Pela análise dos resultados, pode-se concluir que LA716 é altamente resistente a B. tabaci biótipo B. Além de ser menos atrativo, o genótipo proporciona efeitos semelhantes ao inseticida ciantraniliprole quanto à alta mortalidade de moscas-brancas, à redução da incidência de ToSRV, e à ação negativa sobre o comportamento de prova do inseto. A associação da resistência genética de LA716 com ciantraniliprole é interessante para o manejo da transmissão de ToSRV, por promover efeitos adicionais. / Insect vectors of phytopathogens are responsible by significant losses in agriculture, especially by disseminating microorganisms that cause diseases in host plants. The whitefly Bemisia tabaci B biotype is an important pest in the tomato crop, capable to transmit several virus in this crop. Thus, this study aimed to: verify the resistance to the transmission of the begomovirus Tomato severe rugose virus (ToSRV) by B. tabaci B biotype in tomato genotypes treated and non treated with the insecticide cyantraniliprole; know about insectplant interactions through experiments of feeding and oviposition attractiveness by the insect and probe behaviour of viruliferous adults of B. tabaci biotype B in tomato genotypes monitored by Electrical penetration graph (EPG). It was selected five tomato genotypes: \'Santa Clara\' (susceptible to the whitefly), \'Ivety\' and \'Carina TY\' (resistant to ToSRV), LA1335 and LA716 (resistant to the whitefly), to an initial experiment to select the most susceptible genotype to the insect and to the virus, the most resistant to the virus, and the most resistant to the insect for carry out the others experiments. Thus, it was selected \'Santa Clara\' (susceptible to both organisms), \'Ivety\' (resistant to ToSRV) and LA716 (resistant to the insect). The attractiveness experiment showed that LA716 repelled the whiteflies, which was considered the least attractive, followed by \'Ivety\', and after \'Santa Clara\' which had the largest total number of whiteflies. The three cyantraniliprole treated genotypes, and the nontreated genotype LA716 (genetic resistance isolated) were able to reduce ToSRV inoculation by the whiteflies and to cause high mortality of insects, moreover, the cyantraniliprole treated genotypes, and non-treated \'Ivety\' had less ToSRV severity than \'Santa Clara\', the most susceptible. Through the EPG technique, it was clear that LA716 and the treatment of the three genotypes with cyantraniliprole promoted similar effects in B. tabaci B biotype, in which there was reduction of the number of events of waveform np, probe, waveform C and waveform G per insect, besides of reducting significantly the proportion of individuals that performed the waveforms pd, E1, E2, F, G, ingestion into phloem for long time, short probes, and increase the duration of the waveform np and reduce the duration of probe, waveform C, number of short probes and number of sustained E2 per insect. Moreover, the integration of the LA716 resistance with cyantraniliprole promoted additional effects, such as the reduction of the proportion of whiteflies that performed probe, waveform C and G, in relation to the non-treated genotypes, and an increasing in the duration of waveform np, probe and waveform C per event. Analyzing the results, it can be concluded that LA716 is highly resistant to B. tabaci biotype B. Besides of being less attractive, the genotype promotes similar effects to the insecticide cyantraniliprole considering the high mortality of whiteflies, the reduction of ToSRV incidence, and the negative effects in probing behaviour of the insect. The association of LA716 genetic resistance with cyantraniliprole is interesting to the ToSRV transmission management by promoting additional effects.

Vários fitovírus são capazes de influenciar o comportamento e desenvolvimento biológico de seus insetos vetores de modo a favorecer sua disseminação entre plantas hospedeiras, mas pouco se sabe a respeito dos efeitos de infecções virais sobre moscas-brancas Bemisia tabaci (Genn.), uma vez que se trata de um complexo de espécies, que transmite vírus de diferentes gêneros com distintos modos de transmissão. Considerando-se a importância de B. tabaci como praga e vetora e o grande prejuízo causado a diversos cultivos devido à transmissão de fitovírus, o presente trabalho teve como objetivos: a) Investigar a preferência para pouso e o comportamento arrestante de B. tabaci MEAM 1 (Middle East-Asia Minor 1) em plantas de tomate não infectadas e infectadas com o crinivírus Tomato chlorosis virus (ToCV) transmitido de modo semipersistente, e o begomovírus persistente-circulativo, Tomato severe rugose virus (ToSRV); b) Avaliar os efeitos diretos e indiretos de ToCV sobre o desempenho biológico de B. tabaci MEAM 1 c) Comparar o comportamento alimentar de adultos não-virulíferos de B. tabaci MEAM 1 em plantas de tomate não infectadas e infectadas com ToCV ou ToSRV, utilizando-se a técnica de Electrical Penetration Graph (EPG); d) Correlacionar as atividades estiletares de B. tabaci MED (Mediterranean) com a inoculação de ToCV em tomateiro. Verificou-se que plantas infectadas com ToCV não exercem atração sobre B. tabaci MEAM 1; há efeito direto quando o inseto está virulífero; no entanto, este efeito não parece favorecer a disseminação de ToCV. Já ToSRV exerce efeito direto que favorece sua disseminação, pois insetos virulíferos são mais atraídos por plantas não infectadas. A mosca-branca exibe comportamento arrestante em plantas de tomate sadias, e tende a deixar plantas infectadas com ToCV ou ToSRV, sugerindo que tais vírus reduzem a qualidade nutricional da planta hospedeira. Em relação ao desenvolvimento biológico do inseto, observou-se efeito direto de ToCV apenas de alongamento da duração do primeiro ínstar ninfal, e efeito indireto negativo sobre a viabilidade da fase ninfal, pois apenas 32% das ninfas eclodidas chegaram à fase adulta em plantas infectadas, contrastando com 77% em plantas não infectadas. Nos ensaios de EPG, verificou-se que a infecção de plantas de tomate por ToCV ou ToSRV não influenciou o comportamento alimentar do vetor de modo a favorecer a transmissão desses vírus, pois afetou apenas parâmetros não relacionados às atividades floemáticas. A transmissão de ToCV está principalmente associada à salivação nos elementos de floema (forma de onda E1) (52,2% de plantas infectadas), mas pode ocorrer com baixa frequência antes de E1 (3,5%). Entretanto, há maior eficiência de transmissão quando os indivíduos realizam vários episódios de E1+E2 (ingestão de seiva nos vasos do floema). Os dados obtidos na presente tese ajudam a esclarecer um pouco mais as complexas relações entre B. tabaci e diferentes fitovírus, e como as respostas comportamentais podem variar em função do modo de transmissão. / Several phytoviruses are capable of influencing the behavior and biological development of their insect vectors in order to promote their spread among host plants, but information about the effects of viral infections on whiteflies Bemisia tabaci (Genn.) is not available, since it is a species complex, which transmits vírus belonging to different genus with distinct transmission modes. Considering B. tabaci importance as a pest and a vector and the great damage caused to several crops due to the transmission of phytovirus, the present work had as objectives: a) To investigate the preference for landing and the arrestant behavior of B. tabaci MEAM 1 (Middle East-Asia Minor 1) in non-infected and infected tomato plants with semi-persistent crinivirus, Tomato chlorosis virus (ToCV) and the persistent-circulative begomovirus, Tomato severe rugose virus (ToSRV); b) To evaluate the direct and indirect effects of ToCV on the biological performance of B. tabaci MEAM 1 c) To compare the feeding behavior of non-viruliferous B. tabaci MEAM 1 in non-infected and ToCV or ToSRV-infected tomato plants using the Electrical Penetration Graph (EPG) technique; d) Correlate the stylets activities of B. tabaci MED (Mediterranean) with the inoculation of ToCV in tomato. It has been found that ToCV-infected plants do not exert an attraction on B. tabaci MEAM 1; there is a direct effect when the insect is viruliferous, however, this effect does not seem to favor the spread of ToCV. ToSRV has a direct effect that favors its dissemination, as viruliferous insects are more attracted to non-infected plants. The whitefly exhibits an arrestment behavior on non-infected plants, and tends to leave plants infected by ToCV or ToSRV, suggesting that such viruses reduce the nutritional quality of the host plant. In relation to the biological development, we observed a direct effect of ToCV only on the first ninfal instar, and a negative indirect effect on nymphal viability, since only 32% of the initial individuals reached adulthood in ToCV-infected plants contrasting with 77% in non-infected plants. In the EPG tests, it was verified that the infection of tomato plants by ToCV or ToSRV did not influence the feeding behavior of the vector in order to favor the transmission of these viruses, since it affected only parameters not related to the phloem. The transmission of ToCV is mainly associated to salivation in the phloem elements (waveform E1) (52,2% of infected plants), but may occur in a low proportion before E1 (3,5%). However, there is a greater efficiency of transmission when individuals perform several episodes of E1 + E2 (phloem sieve elements). The data obtained in this thesis help to clarify a little more about the complex relationships between B.tabaci and different phytovirus, and how the behavioral responses may vary depending on the mode of transmission.

Vários fitovírus são capazes de influenciar o comportamento e desenvolvimento biológico de seus insetos vetores de modo a favorecer sua disseminação entre plantas hospedeiras, mas pouco se sabe a respeito dos efeitos de infecções virais sobre moscas-brancas Bemisia tabaci (Genn.), uma vez que se trata de um complexo de espécies, que transmite vírus de diferentes gêneros com distintos modos de transmissão. Considerando-se a importância de B. tabaci como praga e vetora e o grande prejuízo causado a diversos cultivos devido à transmissão de fitovírus, o presente trabalho teve como objetivos: a) Investigar a preferência para pouso e o comportamento arrestante de B. tabaci MEAM 1 (Middle East-Asia Minor 1) em plantas de tomate não infectadas e infectadas com o crinivírus Tomato chlorosis virus (ToCV) transmitido de modo semipersistente, e o begomovírus persistente-circulativo, Tomato severe rugose virus (ToSRV); b) Avaliar os efeitos diretos e indiretos de ToCV sobre o desempenho biológico de B. tabaci MEAM 1 c) Comparar o comportamento alimentar de adultos não-virulíferos de B. tabaci MEAM 1 em plantas de tomate não infectadas e infectadas com ToCV ou ToSRV, utilizando-se a técnica de Electrical Penetration Graph (EPG); d) Correlacionar as atividades estiletares de B. tabaci MED (Mediterranean) com a inoculação de ToCV em tomateiro. Verificou-se que plantas infectadas com ToCV não exercem atração sobre B. tabaci MEAM 1; há efeito direto quando o inseto está virulífero; no entanto, este efeito não parece favorecer a disseminação de ToCV. Já ToSRV exerce efeito direto que favorece sua disseminação, pois insetos virulíferos são mais atraídos por plantas não infectadas. A mosca-branca exibe comportamento arrestante em plantas de tomate sadias, e tende a deixar plantas infectadas com ToCV ou ToSRV, sugerindo que tais vírus reduzem a qualidade nutricional da planta hospedeira. Em relação ao desenvolvimento biológico do inseto, observou-se efeito direto de ToCV apenas de alongamento da duração do primeiro ínstar ninfal, e efeito indireto negativo sobre a viabilidade da fase ninfal, pois apenas 32% das ninfas eclodidas chegaram à fase adulta em plantas infectadas, contrastando com 77% em plantas não infectadas. Nos ensaios de EPG, verificou-se que a infecção de plantas de tomate por ToCV ou ToSRV não influenciou o comportamento alimentar do vetor de modo a favorecer a transmissão desses vírus, pois afetou apenas parâmetros não relacionados às atividades floemáticas. A transmissão de ToCV está principalmente associada à salivação nos elementos de floema (forma de onda E1) (52,2% de plantas infectadas), mas pode ocorrer com baixa frequência antes de E1 (3,5%). Entretanto, há maior eficiência de transmissão quando os indivíduos realizam vários episódios de E1+E2 (ingestão de seiva nos vasos do floema). Os dados obtidos na presente tese ajudam a esclarecer um pouco mais as complexas relações entre B. tabaci e diferentes fitovírus, e como as respostas comportamentais podem variar em função do modo de transmissão. / Several phytoviruses are capable of influencing the behavior and biological development of their insect vectors in order to promote their spread among host plants, but information about the effects of viral infections on whiteflies Bemisia tabaci (Genn.) is not available, since it is a species complex, which transmits vírus belonging to different genus with distinct transmission modes. Considering B. tabaci importance as a pest and a vector and the great damage caused to several crops due to the transmission of phytovirus, the present work had as objectives: a) To investigate the preference for landing and the arrestant behavior of B. tabaci MEAM 1 (Middle East-Asia Minor 1) in non-infected and infected tomato plants with semi-persistent crinivirus, Tomato chlorosis virus (ToCV) and the persistent-circulative begomovirus, Tomato severe rugose virus (ToSRV); b) To evaluate the direct and indirect effects of ToCV on the biological performance of B. tabaci MEAM 1 c) To compare the feeding behavior of non-viruliferous B. tabaci MEAM 1 in non-infected and ToCV or ToSRV-infected tomato plants using the Electrical Penetration Graph (EPG) technique; d) Correlate the stylets activities of B. tabaci MED (Mediterranean) with the inoculation of ToCV in tomato. It has been found that ToCV-infected plants do not exert an attraction on B. tabaci MEAM 1; there is a direct effect when the insect is viruliferous, however, this effect does not seem to favor the spread of ToCV. ToSRV has a direct effect that favors its dissemination, as viruliferous insects are more attracted to non-infected plants. The whitefly exhibits an arrestment behavior on non-infected plants, and tends to leave plants infected by ToCV or ToSRV, suggesting that such viruses reduce the nutritional quality of the host plant. In relation to the biological development, we observed a direct effect of ToCV only on the first ninfal instar, and a negative indirect effect on nymphal viability, since only 32% of the initial individuals reached adulthood in ToCV-infected plants contrasting with 77% in non-infected plants. In the EPG tests, it was verified that the infection of tomato plants by ToCV or ToSRV did not influence the feeding behavior of the vector in order to favor the transmission of these viruses, since it affected only parameters not related to the phloem. The transmission of ToCV is mainly associated to salivation in the phloem elements (waveform E1) (52,2% of infected plants), but may occur in a low proportion before E1 (3,5%). However, there is a greater efficiency of transmission when individuals perform several episodes of E1 + E2 (phloem sieve elements). The data obtained in this thesis help to clarify a little more about the complex relationships between B.tabaci and different phytovirus, and how the behavioral responses may vary depending on the mode of transmission.

Master of Science / Department of Entomology / John C. Reese / The soybean aphid, Aphis glycines Matsumura, arrived first to North America during the midst of 2000. It is a very fast spreading insect and causes a high yield loss of above 50% in most of the soybean growing tracts of United States. Another important economic threat is it’s ability to transmit some viruses to soybean. Studies to control this exotic pest started early during the year of its arrival. But a complete integrated pest management (IPM) approach that includes a combination of different control measures has yet to be completely developed. Host plant resistance is one component of integrated pest management and is more sustainable than any other control methods against this insect. In the first study, more than 80 genotypes were screened with two given aphid biotypes, biotype 1 and biotype 2. It was found that the genotypes that were earlier resistant to biotype 1 (K1639, K1642, K1613 K1621, Dowling and Jackson) were susceptible to the new biotype 2 with large populations developing on these genotypes. But we found three new Kansas genotypes that showed resistance only against biotype 1, but not against biotype 2. However, the two of the Michigan genotypes (E06902 and E07906-2) showed resistance to both biotype 1and biotype 2. In second study, the feeding behavior analyses of aphid biotypes were done using the EPG, Electrical penetration graph, technique for a recorded 9 hrs probing time. The resistant and susceptible genotypes show significant differences in their EPG parameters, especially for the sieve element duration in both biotypes. Most of the aphids reached sieve element phase (> 90%) in susceptible genotypes, but only few (<30%) were reached in resistant genotypes. But, no differences were found in any other probing phases between resistant and susceptible genotypes, except the number of potential drops (PDs) in biotype 2. Thus, it is concluded that resistance is largely associated with phloem tissues and there could be some biochemical, physical or morphological factors that affect the stylet penetration in aphids.

Comprendre les processus menant à l’émergence des insectes ravageurs indigènes, impliquant les interactions entre l’insecte, sa plante-hôte et son environnement, représente un enjeu scientifique majeur. Signalées depuis les années 1990 dans les peupleraies du Sud-Ouest de la France, les pullulations du puceron lanigère du peuplier, Phloeomyzus passerinii (Signoret) (Hemiptera : Aphididae), sont en constante expansion géographique. Nous avons adopté une approche pluridisciplinaire pour éclaircir la biologie de l’insecte et ses interactions avec l’hôte ainsi que pour déterminer si les pullulations étaient liées à des conditions environnementales favorisant des populations locales ou à l'expansion de populations méridionales. Une première approche, centrée sur les interactions peuplier-puceron a montré un comportement atypique du puceron traversant les cellules du parenchyme cortical pour atteindre son site d’alimentation localisé dans ce tissu. La résistance du peuplier affecte les performances du puceron de manière multifactorielle, mettant en évidence des propriétés antibiotique et antixénotique localisées dans le parenchyme après analyses par électropénétrographie. Une seconde approche modélisant le potentiel de croissance annuel des populations en conditions optimales a révélé que le réchauffement climatique et la composition génotypique des peupleraies auraient contribué à l’émergence des pullulations. Les risques seraient accrus dans le Nord pour un réchauffement de 1 °C. Enfin, une approche génétique retraçant l’histoire évolutive des populations du puceron a révélé une diversité génétique microsatellite assez élevée, avec 28 génotypes pour 44 individus analysés. On observe une certaine structure entre les régions populicoles, sans toutefois que l’on puisse négliger l’existence d’un flux génique entre les populations dû à une dispersion à longue distance. Ce travail apporte les bases de méthodes de prévision et prévention des risques. / Understanding the processes leading to the emergence of indigenous insect pests, involving interactions between the insect, its host plant and its environment, represents a major scientific challenge. Reported since the 1990s in poplar stands of South-Western France, the outbreaks of the woolly poplar aphid, Phloeomyzus passerinii (Signoret) (Hemiptera: Aphididae), have been expanding geographically. We have adopted a multidisciplinary approach to clarify the biology of the insect and its interactions with its host, and to determine whether the outbreaks were related to environmental conditions promoting local populations or expansion of southern populations. One approach, focusing on poplar-aphid interactions has shown an atypical feeding behaviour of the aphid, crossing the cortical parenchyma cells to reach its feeding site located in this tissue. Aphids’ performances were affected by poplar resistance in many ways, which highlights antibiotic and antixenotic properties localized in the cortical parenchyma after electrical penetration graph analysis. In a second approach, a model simulating the annual growth potential of aphid populations in optimal conditions was developed. It has revealed that global warming and genotypic composition of poplar stands have contributed to the emergence of outbreaks. A warming of 1 °C may increase the risks in the North. Finally, a genetic approach drawing the evolutionary history of aphid populations shows a relatively high microsatellite genetic diversity, with 28 genotypes out of 44 individuals tested. There is some structure between poplar stand regions, but we can’t ignore gene flow between populations due to long-distance dispersal. This work has provided the basis for forecasting methods and risk prevention.

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Nous avons recherché des protéines toxiques pour les pucerons (Homoptères, insectes piqueurs-suceurs phloémophages) et étudié le mode d'action de certaines d'entre elles. Ce travail constitue une première étape d'un programme de création de plantes résistantes aux pucerons par génie génétique. <br />Les caractéristiques toxicologiques de nombreuses protéines sont évaluées par des tests d'ingestion sur milieux artificiels définis. Des lectines d'origine végétale se liant au mannose présentent des propriétés toxiques intéressantes. Notre étude porte sur la Concanavaline A (lectine de Canavalia ensiformis [L.] DC, ConA) qui est une lectine modèle très étudiée du point de vue biochimique, et la lectine du perce-neige (Galanthus nivalis L., GNA) dont les caractéristiques en font un bon candidat à l'application envisagée. <br />Nous mettons en évidence une variabilité de la toxicité des lectines à mannose chez six espèces de pucerons. La ConA est moins active sur les espèces polyphages. Elle n'est pas phagorépulsive pour notre puceron modèle, Acyrthosiphon pisum (Harris) et agit en quelques heures aux doses moyennes, notamment en inhibant l'ingestion. Une adaptation comportementale à moyen terme (24 h-48 h) est également mise en évidence. Des techniques de marquage révèlent que la cible physiologique primaire de la ConA est la portion antérieure du mésentéron. Elle s'y fixe en très grande quantité. Après liaison aux cellules épithéliales, la lectine induit une hypertrophie de ces cellules et un détachement de leur membrane apicale. Des expériences de compétition lectines/mannosides indiquent que la liaison toxine-épithélium ne semble pas dépendre uniquement d'une interaction sucre-lectine. Nous observons également une forte perturbation du métabolisme des acides aminés des pucerons. Le mode d'action de la ConA et de la GNA diffèrent sensiblement sur ce point. <br />Les premiers tests biologiques effectués sur des pommes de terre transgéniques exprimant de manière constitutive le gène de la GNA sont variables mais prometteurs.