Les larves de Lymantria dispar asiatica (la spongieuse Asiatique) sont des insectes polyphages envahissants qui se nourrissent de plus de 600 espèces végétales. Elles ont pour cibles des espèces de feuillus comme le chêne (Quercus spp.) ou encore les saules (Salix spp), qui sont reconnus comme ses hôtes préférés. Toutefois, dans la forêt boréale du Canada, certaines espèces de conifères sont des espèces à risque face au développement des larves de la spongieuse Asiatique. Généralement, les conifères répondent aux attaques des bio-attaqueurs, par la formation de canaux de résines et de cellules parenchymateuses poly-phénoliques qui sont des structures anatomiques spécialisées dans la production et le stockage des composés de défenses. Ainsi, il est bien établi que dans une population d'arbres, certains individus de résistance apparente vont avoir une différence dans la composition de composé de défenses de leur feuille ou aiguille par rapport aux individus plus fréquemment attaqués par des pathogènes ou insectes. Au travers de tests d'alimentations des larves de la spongieuse, plusieurs études ont déjà permis la catégorisation d'espèces végétales en trois catégories différentes : favorable, intermédiaire et non favorable. Certaines espèces de conifères sont donc plus susceptibles aux attaques de la spongieuse Européenne et Asiatique et les attaques de la spongieuse ont alors un effet important sur la valeur économique des espèces de conifères dans l'industrie du bois. L'étude du profilage métabolique permettrait donc la découverte de métabolites spécifiques qui agiraient chez les conifères comme prédicteurs d'espèces à risque contre de potentiels stress biotiques et abiotiques. Au niveau des peuplements naturels, l'étude des différences entre les profils métaboliques d'individus de résistance apparente et d'individus plus vulnérables permettrait de favoriser les croisements entre parents porteur des gènes responsable du phénotype de résistance à l'herbivorie. Ainsi, l'objectif de ce projet de Maîtrise était d'établir un lien entre le rôle que jouent les métabolites secondaires constitutifs dans la susceptibilité d'une espèce de conifère dans le développement des larves de spongieuse Asiatique. Nous avons donc étudié le développement des larves de la spongieuse Asiatique sur dix espèces de conifères à l'aide d'une expérience d'alimentation artificielle. Nous avons également effectué des extractions de métabolites secondaires en utilisant deux protocoles différents pour les extractions de terpènes et d'acides phénoliques, en utilisant une technique de chromatographie à phase gazeuse et liquide couplé à un spectromètre de masse (respectivement GC et LC-MS). Nos résultats démontraient que parmi les conifères, deux espèces, Pseudotsuga menziesii var. menziesii et Pinus contorta sont des espèces favorables au développement des larves de spongieuse pour deux sous-populations traitées, Beijing et Harbin. Sur quelques espèces de conifères, les sous-populations de Harbin ont un gain de masse et un stade larvaire plus élevés que les sous-populations de Beijing. Cela suggère que les sous-populations de Harbin sont mieux adaptées ou démontrent une meilleure utilisation des espèces nord-américaines. Lors de l'étude des profils de métabolites secondaires, il s'est avéré que les espèces favorables au développement des larves de spongieuse présentaient des différences dans leur profil biochimique à la fois pour les terpènes et les phénols, par rapport aux espèces défavorables telles que Picea abies. Nos résultats devraient aider à fournir les informations nécessaires aux autorités locales de conservation et aux aménagistes forestiers pour déduire de meilleurs plans de contrôle de la propagation de la spongieuse Asiatique en Amérique du Nord. / Lymantria dispar asiatica (Asian gypsy moth) larvae are invasive polyphagous insects that feed on over 600 plant species. Their preferred targets are deciduous species such as oak (Quercus spp.) or willows (Salix spp). However, in Canada's boreal forest, certain conifer species may be at risk for the successful development of Asian gypsy moth larvae. Generally, conifers respond to the attacks of bio-attackers, by the formation of resin channels and poly-phenolic parenchymal cells which are anatomical structures specialized in the production and storage of defense compounds. Thus, it is well established that in a population of trees, certain individuals with apparent resistance will have a difference in the composition of the defense compound of their leaf or needle compared to individuals more frequently attacked by pathogens or insects. Through feeding tests of gypsy moth larvae, several studies have already issued the categorization of plant species into three different categories: favorable, intermediate, and unfavorable. Some conifer species are therefore more susceptible to European and Asian gypsy moth attack and gypsy moth attack then has a significant effect on the economic value of conifer species in the timber industry. The study of metabolic profiling would allow the discovery of specific metabolites which would act in conifers as predictors of species at risk against potential biotic and abiotic stresses. At the level of natural stands, the study of the differences between the metabolic profiles of individuals with apparent resistance and more vulnerable individuals would make it possible to promote crosses between parents carrying the genes responsible for the herbivory resistance phenotype. Thus, the objective of this master's project was to establish a link between the role that constituent secondary metabolites play in the susceptibility of a conifer species in the development of Asian gypsy moth larvae. We therefore studied the development of Asian gypsy moth larvae on ten species of conifers using an artificial feeding experiment. We also performed secondary metabolite extractions using two different protocols for terpene and phenolic acid extractions, using GC and LC-MS, respectively. Our results showed that among conifers, two species, Pseudotsuga menziesii var. menziesii and Pinus contorta are favorable species for the development of gypsy moth larvae from the two studied subpopulations, Beijing and Harbin. Among a few conifer species, Harbin subpopulations have higher mass gain and larval stage than Beijing subpopulations. This suggests that the Harbin subpopulations are better adapted or demonstrate better utilization of North American conifer species. When studying secondary metabolite profiles, it was found that species favorable to the development of gypsy moth larvae had differences in their biochemical profile for both terpenes and phenols, compared to unfavorable species such as Picea abies. Our results should help provide the information needed by local conservation authorities and forest managers to devise better plans for controlling the eventual spread of Asian gypsy moths in North America.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/104184 |
| Date | 11 November 2023 |
| Creators | Soumila, Loïc |
| Contributors | Villarreal Aguilar, Juan Carlos, Porth, Ilga |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (xvi, 111 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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