Coléoptères ravageurs du colza : résistances aux pyréthrinoïdes

Des populations résistantes d'altise d'hiver et de charançon du bourgeon terminal sont installées dans de nombreux départements.

Depuis 1999, le suivi de la résistance des ravageurs du colza est conduit dans le cadre d'un groupe de travail de Végéphyl (association pour la santé des végétaux). En 1997, les pucerons verts du pêcher sont les premiers à avoir manifesté des mécanismes de résistance (Ballanger, 1999), suivis deux ans plus tard, en 1999, par les méligèthes (Ballanger & Detourne, 2011). Pour ces deux ravageurs, les résistances sont aujourd'hui généralisées sur l'ensemble du territoire. La résistance des altises d'hiver et celle des charançons du bourgeon terminal, quant à elles, ont été clairement identifiées en 2014-2015 (Robert et al., 2017). Depuis 2017, quelques populations de charançons de la tige du chou et des siliques résistantes ont également été détectées.

Résistance aux insecticides

Les mécanismes impliqués

La résistance aux insecticides est généralement conférée par trois grands types de mécanismes (Liu, 2012) :

- la résistance métabolique ; l'insecte surproduit en plus ou moins grande quantité des enzymes capables de dégrader ou d'inhiber les insecticides. Trois familles d'enzymes sont impliquées : les monooxygénases à cytochrome P450 (P450s), les hydrolases et les glutathion-S-transférases (GSTs) ;

- la résistance de cible ; des mutations entraînent des modifications structurelles sur le site de fixation de l'insecticide, à savoir le canal sodium du système nerveux de l'insecte dans le cas des pyréthrinoïdes ;

- une réduction de la pénétration de l'insecticide à travers la cuticule ou une augmentation du stockage des molécules toxiques (mécanismes non étudiés dans le cadre de ce monitoring).

La connaissance des niveaux de résistance, mais également des mécanismes impliqués, est nécessaire afin de conseiller au mieux les producteurs. Des traitements inutiles peuvent ainsi être évités dans des secteurs où les pyréthrinoïdes sont inefficaces. Dans les zones où les résistances, en particulier par mutation de cible, ne sont pas installées dans les populations, la diminution des traitements par la famille chimique concernée peut permettre de ralentir l'évolution du phénomène afin de conserver une efficacité des produits le plus longtemps possible. Enfin, la connaissance des mécanismes impliqués devrait permettre en théorie de raisonner les interventions, notamment en termes d'alternance de produits.

Deux types de tests pour évaluer les résistances

Détection des résistances

Afin d'estimer les niveaux de résistance des coléoptères ravageurs du colza, et les mécanismes impliqués, le laboratoire de Terres Inovia s'est appuyé sur deux types de test : des tests biologiques sur adultes vivants et des analyses moléculaires. Pour les insecticides de contact tels que les pyréthrinoïdes, les tests biologiques consistent à mettre en contact des adultes vivants avec différentes doses d'insecticide et à estimer, au bout de 24 h d'exposition, le nombre d'insectes morts et vivants. En pratique, 200 µl d'une solution à base de lambda-cyhalothrine (substance active de référence pour les pyréthrinoïdes), associée à de l'acétone, sont introduits dans des flacons en verre. Les flacons sont placés sur un agitateur roulant pour répartir de façon homogène la solution sur la surface interne. L'acétone est ensuite éliminée par évaporation sous sorbonne. Vingt insectes vivants sont introduits dans chaque flacon (deux flacons par dose d'insecticide incluant un témoin avec acétone seul). À l'issue des comptages, il est possible de calculer des indicateurs tels que la dose létale permettant de tuer 50 % d'une population (DL50), via le logiciel Win DL V2.0 développé par le Cirad.

Dans notre étude, du fait de la difficulté à récupérer des insectes adultes vivants en grand nombre au champ, l'indicateur utilisé est majoritairement le taux de mortalité à une dose de référence. Cette dose de référence, variable d'une espèce à l'autre, permet de tuer 98 % des populations les plus sensibles. Il s'agit de la dose optimale pour discriminer les populations les unes des autres (communication personnelle de Myriam Siegwart). Ces tests biologiques permettent de détecter les résistances quel que soit le mécanisme impliqué.

Résistances métaboliques

Les résistances métaboliques ont également été recherchées via des tests biologiques en ajoutant, dans certains flacons, en plus de la lambda-cyhalothrine, les trois inhibiteurs des enzymes impliqués dans ce type de résistance, à savoir : du butoxyde de pipéronyle (PBO), inhibiteur de la monooxygénase à cytochrome P450 (MFO) ; du diéthyl maléate (DEM), inhibiteur de la carboxyl estérase ; du S,S,S-tributyl phosphorotrithioate (DEF), inhibiteur de la glutathion-S-transférase (GST). Si, en présence de ces inhibiteurs (utilisé à des doses sublétales), le taux de mortalité est accru de plus de 50 %, de la résistance métabolique est fortement suspectée. Ce seuil de 50 % correspond à l'augmentation maximale observée chez les populations les plus sensibles en présence d'inhibiteurs, mais il nécessite encore d'être affiné.

Résistances par mutation de cible

Les résistances par mutation de cible sont détectées par analyses moléculaires. Une vingtaine d'individus, au stade adulte ou larvaire, ont été analysés pour chaque population. Les individus ont été transférés individuellement dans des tubes de 2 ml contenant une bille en métal de 3 mm de diamètre, et broyés 30 secondes à l'aide d'un broyeur Precellys (Ozyme). Après centrifugation, 100 µl de tampon d'extraction Tris/KCl/EDTA (Délye et al., 2009) ont été ajoutés dans chaque tube. Les réactions PCR d'amplification du gène du canal sodium ont été réalisées dans un volume réactionnel de 20 µl, dont 5 µl de broyat dilué au 1/50e. Un couple d'amorce spécifique du gène du canal sodium a été utilisé pour chacune des deux espèces. Le produit d'amplification a été alors séquencé (séquençage Sanger). Les chromatogrammes ont été alignés avec un témoin sensible à l'aide du logiciel ChromasPro (Technelysium Pty Ltd) afin d'identifier des substitutions d'acides aminés traduits entre les positions protéiques 906 à 1 015 pour les altises d'hiver et 917 à 1 015 pour les différentes espèces de charançons.

Altise d'hiver : mécanismes différents selon les populations

Des taux de mortalités variables selon les départements

Entre 2013 et fin 2018, 71 populations d'altise d'hiver adultes ont été analysées grâce à des tests flacons sans inhibiteurs, dont 66 à la dose de référence de 15 ng/cm2. À cette dose, les taux de mortalités sont très variables puisqu'ils s'échelonnent entre 0 et 100 % (Figure 1). Le rapport entre les DL50 des trois populations les moins sensibles et des trois populations les plus sensibles est de 79,3. Or des résistances sont fortement suspectées dès lors que le rapport est supérieur à 10. Les taux de mortalités sont particulièrement bas dans l'Yonne et en Côte-d'Or (Figure 1).

Pour 28 populations, ces tests biologiques (à la dose de référence) ont été complétés par l'ajout de modalités avec inhibiteurs (non montré). Pour la plupart des populations, la résistance métabolique ne peut être détectée car le taux de mortalité à 15 ng/cm² de <03BB_6>-cyhalothrine est supérieur à 50 %. Pour cinq populations, la mortalité est très basse avec ou sans inhibiteurs : d'autres mécanismes sont probablement impliqués. Pour deux populations localisées dans l'Yonne, le taux de mortalité avec inhibiteur augmente de plus de 50 % par rapport au test sans inhibiteur, suggérant l'existence de résistance par détoxification. À ce jour, ces résultats nécessitent d'être confirmés sur un plus grand nombre de populations.

Mutation « skdr » et niveau de résistance élevé au champ

Sur altises d'hiver, les analyses moléculaires réalisées sur 317 populations de 2015 à fin 2018 ont mis en évidence plusieurs mutations de cible pouvant conférer de la résistance aux pyréthrinoïdes. Seules cinq populations localisées dans l'est de la France, parmi celles analysées, ne présentent pas de mutations (en vert sur la Figure 2). Les plus fréquentes sont la mutation L1014F appelée communément « kdr » (pour « knock-down resistance ») et la mutation M918L appelée « skdr » (pour « super-knock-down resistance »). Cette dernière mutation est toujours associée à une autre mutation non référencée dans la littérature (P909S).

La mutation « kdr » est très présente dans le nord, l'ouest, le centre et le sud-ouest de la France. La mutation « skdr » est en revanche présente dans l'Est (principalement dans l'Yonne, l'Aube, la Nièvre, la Côte-d'Or) et, dans une moindre mesure, dans les départements voisins que sont l'Allier, le Puy-de-Dôme, l'est du Loiret et la Seine-et-Marne. En 2018, la mutation « skdr » a également été détectée en faible proportion dans de nouveaux départements éloignés du secteur historique : dans la Somme, en Vendée et en Haute-Garonne. Deux autres mutations présentes dans la littérature comme pouvant conférer de la résistance ont également été détectées seules ou associés dans environ 35 % des populations testées (non montré).

L'analyse de corrélation entre le taux de mortalité en tests flacons à la dose de 15 ng/cm2 et la proportion d'individus homozygotes résistants « kdr » ou « skdr » révèle que le niveau de résistance induit par la mutation « skdr » serait plus important que celui lié à la mutation « kdr ». En effet, le coefficient de détermination associé à la mutation « kdr » est de 0,12 contre 0,89 pour la mutation « skdr » (le coefficient de détermination, compris entre 0 et 1, mesure la qualité de prédiction d'une régression linéaire). Ces résultats nécessitent encore d'être étayés. En effet, le pourcentage d'individus homozygotes « skdr » dans les populations est proche de 100 % ou de 0 %, mais peu de populations se trouvent entre ces deux valeurs.

Emploi d'organophosphorés

Les populations d'altise d'hiver sont en pratique extrêmement difficiles à gérer au champ dans le secteur de l'Yonne : les plantes sont très fortement attaquées et les pyréthrinoïdes inefficaces. Seules des solutions avec organophosphorés ((Boravi WG (phosmet 500 g/kg), Daskor 440 (chlorpyriphos-méthyl 400 g/l + cyperméthrine 40 g/l)) sont recommandées pour essayer de sauver les colzas, en particulier dans les situations où les implantations ne sont pas optimales. Ces éléments appuient les résultats des tests en laboratoire et suggèrent que les mécanismes impliqués dans ces secteurs confèrent des niveaux de résistance très importants.

Charançon du bourgeon terminal

Résistances installées dans le centre et l'est de la France

Entre 2013 et fin 2018, 55 populations de charançons du bourgeon terminal ont été analysées grâce à des tests flacons sans inhibiteurs, à la dose de référence de 15 ng/cm2. Comme pour l'altise d'hiver, le taux de mortalité est très variable (entre 12 et 100 %) (Figure 3). Cependant, le rapport de DL50 entre les deux populations les plus sensibles et les deux populations les plus résistantes est plus faible, s'élevant à 8,7.

La recherche de résistance métabolique a été réalisée pour dix-sept populations (non montré). L'augmentation de mortalité en présence de ces inhibiteurs est très variable d'une population à l'autre (augmentation comprise entre +0 % et +82 %). Des résistances métaboliques sont très probables au moins pour certaines populations.

Mutation « kdr » prépondérante

Cent trente-cinq populations de charançon du bourgeon terminal ont été analysées entre 2015 et fin 2018 (Figure 4 page suivante). Aucune mutation « skdr » n'a été détectée. En revanche, la mutation L1014F dite « kdr » est très fréquente dans le centre et l'est de la France, mais elle n'a jamais été détectée dans le Sud-Ouest. D'autres mutations (L925M et T929N) ont été trouvées très ponctuellement dans quelques populations (y compris dans le Sud-Ouest).

Contrairement à l'altise d'hiver, le taux de mortalité à la dose de 15 ng/cm2 dans les tests flacons est très bien corrélé avec le pourcentage d'individus homozygotes « kdr » dans les populations (R2 = 0,71). La présence de mutations « kdr » a un effet certain sur la perte de niveau d'efficacité des insecticides au champ même s'il est difficile aujourd'hui de donner une valeur précise.

Combiner les moyens préventifs et curatifs

Plus que jamais, la gestion des coléoptères ravageurs du colza ne peut se faire que de manière intégrée en combinant tous les leviers disponibles préventifs et curatifs (agronomie, gestion paysagère, lutte biologique par conservation, biocontrôle, lutte chimique...). L'efficacité des pyréthrinoïdes s'émousse de plus en plus sur les ravageurs du colza, notamment sur les coléoptères. Aujourd'hui, il existe très peu d'alternatives chimiques et le nombre de substances actives disponibles ne fait que s'amenuiser. Afin de préserver la durabilité de ces insecticides, le seul moyen vraiment pertinent est de limiter au maximum les applications. La gestion des ravageurs du colza doit ainsi s'appuyer sur l'ensemble des leviers disponibles, qu'ils soient préventifs ou curatifs (agronomie, gestion paysagère, lutte biologique par conservation, biocontrôle, lutte chimique...). Sur colza, les pratiques agronomiques (semis précoce avant un épisode de pluie, fertilisation, associations avec des légumineuses gélives...) occupent une place centrale : un colza robuste est à même de faire face à de nombreux bioagresseurs. En outre, devant l'importance des populations de ravageurs dans certains secteurs, la régulation par les ennemis naturels doit être favorisée au maximum, ce qui nécessite des actions concertées à l'échelle d'un territoire (cette approche est par exemple mise en oeuvre dans le projet R2D2(1) piloté par Terres Inovia). Si un insecticide est nécessaire, en particulier dans les cas d'échecs d'implantation, le choix de l'insecticide doit être adapté au contexte de résistance. Enfin, autant que possible, il faut veiller à ne pas utiliser deux fois de suite le même mode d'action, même si deux insectes différents sont ciblés, afin de limiter le développement de résistance.

(1) Restaurer la régulation naturelle et améliorer la robustesse des cultures pour réduire durablement la dépendance aux insecticides sur les plateaux de Bourgogne : action pilotée par le ministère chargé de l'agriculture et le ministère chargé de l'environnement, avec l'appui financier de l'Agence française pour la biodiversité, par les crédits issus de la redevance pour pollutions diffuses, attribués au financement du plan Écophyto.REMERCIEMENTS Nos remerciements vont à Végéphyl, l'IRAC, l'Inra Avignon - département santé des plantes et environnement pour l'appui méthodologique, aux cofinanceurs avec Terres Inovia et aux collecteurs (RSBT, chambres d'agriculture, coopératives, SRAL, GEDA, négoces, firmes phytosanitaires, enseignement agricole, Laboratoire d'éco-entomologie, collaborateurs de TI...) ; aux agriculteurs ayant mis à disposition leurs parcelles.