Un abonnement à JoVE est nécessaire pour voir ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre essai gratuit.
Method Article
Nous présentons ici un protocole pour obtenir des champignons entomopathogènes à partir d’un foreur de bois forestier et une manière substitutive d’évaluer leurs activités entomopathogènes à l’aide d’un insecte modèle coléoptère. Cette méthode est efficace et pratique pour explorer les ressources fongiques entomopathogènes des insectes xylophages ravageurs dans les forêts naturelles.
Les xylophages forestiers causent de graves dommages aux arbres et des pertes économiques dans le monde entier. La libération de champignons entomopathogènes (FPE) pendant la période d’émergence des FWB est considérée comme une alternative acceptable à la lutte chimique. Cependant, les ressources de l’EPF ont été nettement moins explorées pour les FWB, contrairement aux insectes ravageurs agricoles. Cet article présente un protocole pour explorer les ressources EPF des FWB en utilisant des populations sauvages de Monochamus alternatus à titre d’exemple. Dans ce protocole, l’attribution des pièges appâtés avec M. Les attractifs d’alternatus pour différentes populations ont garanti la collecte d’échantillons adéquats présentant des symptômes naturels d’infection, pendant les périodes d’émergence du coléoptère. Après avoir disséqué finement des téguments et les avoir placés sur un milieu sélectif, des espèces fongiques ont été isolées de chaque partie du corps des coléoptères et identifiées sur la base de traits moléculaires et morphologiques.
Plusieurs espèces fongiques ont été certifiées comme EPF parasites par réinfection de M. alternatus sain avec des suspensions de spores. Leurs phénotypes comportementaux sur M. alternatus ont été observés à l’aide de la microscopie électronique à balayage et comparés à ceux de l’insecte modèle Coléoptère Tribolium castaneum. Pour les EPF qui présentent des phénotypes de parasitisme cohérents sur les deux espèces de coléoptères, évaluation de leurs activités sur T. castaneum a fourni des informations précieuses sur la létalité pour les études futures sur M. alternatus. Ce protocole a permis de découvrir des EPF récemment signalés sur les populations de M. alternatus en Chine, ce qui pourrait être appliqué comme une approche efficace pour explorer davantage de ressources EPF provenant d’autres FWB.
La dévastation causée par les insectes ravageurs a entraîné d’importantes pertes écologiques et économiques dans les écosystèmes forestiers et agricoles. La plupart des ravageurs agricoles s’exposent à des ennemis naturels ou à des agents de contrôle artificiels tout en endommageant les plantes hôtes. Au lieu de cela, les xylophages forestiers terminent presque tous leurs cycles de développement à l’intérieur des troncs d’arbres hôtes1, ce qui pose de grands défis pour l’exploration d’organismes de biocontrôle efficaces dans la nature. Ce qui est encore pire, c’est que les FWB sont porteurs d’un grand nombre de phytopathogènes2 ou ont une relation intime avec ces agents pathogènes en tant que vecteurs potentiels 3,4, amplifiant considérablement les effets négatifs des FWB sur la santé des forêts. L’utilisation excessive d’insecticides chimiques peut atténuer la gravité de la FWB, mais l’émergence d’une résistance aux insecticides 5,6 limite leur application dans l’environnement. Dans certains cas, des insectes parasitoïdes, des arthropodes prédateurs ainsi que des microbes entomopathogènes ont été libérés en tant qu’agents de lutte biologique dans les aires de distribution de FWB7 et se sont avérés être des alternatives efficaces et économiquement acceptables à la lutte chimique 8,9,10.
Les champignons entomopathogènes (EPF) sont considérés comme ayant l’avantage de contrôler la FWB par rapport à la plupart des autres groupes microbiens. Leurs spores peuvent être transportées par des insectes hôtes et fixées de manière stable à la surface du corps par pénétration dans la cuticule ou le tégument 8,11. Les EPF présentent également une excellente adaptabilité aux stress environnementaux et certaines espèces colonisent bien les tissus des arbres en tant qu’endophytes12,13, facilitant leur croissance, leur survie et leur transmission. Cependant, par rapport à celle des industries agricoles, la diversité des espèces d’EPF utilisées dans les écosystèmes forestiers naturels est remarquablement limitée 14,15,16. Beauveria bassiana (souche PPRI 5339) s’est avérée être la souche la plus prometteuse pour promouvoir un programme de lutte intégrée contre les charançons de l’eucalyptus en Afrique du Sud17 et la combinaison de deux isolats prometteurs de B. Bassiana a fourni l’occasion de lutter efficacement contre le charançon rouge du palmier, Rhynchophorus ferrugineus, à différents stades de sa vie dans les champs de palmiers18. En plus de Beauveria et du célèbre Metarhizium, d’autres genres EPF de l’ordre des Hypocreales, en particulier les espèces de Lecanicillium (dont beaucoup sont maintenant classées dans le genre Akanthomyces19,20), ont montré une forte pathogénicité et un fort potentiel dans la gestion des ravageurs forestiers, tels que le puceron du cyprès au Chili21.
Le scieur du pin Monochamus alternatus est un ravageur notoire des forêts de pins en Chine et dans les pays voisins, qui s’enfouit dans les branches et les troncs des pins pour entraver le transport des nutriments et de l’eau 22,23,24. De plus, M. alternatus favorise également l’invasion du nématode des bois du pin (Bursaphelenchus xylophilus, PWN) comme principal coléoptère vecteur. Une autre espèce congénère du coléoptère, M. galloprovincialis, a propagé le népontin du poisson dans plusieurs pays d’Europe au cours des dernières années25. Des recherches antérieures ont rapporté plusieurs genres d’EPF naturels de Monochamus spp., tels que Beauveria, Metarhizium et Lecanicillium (Verticillium, un ancien nom de Lecanicillium), en Espagne, au Japon et dans les provinces d’Anhui / Zhejiang en Chine 26,27,28,29. Néanmoins, ces collections d’EPF semblent être généralement limitées à un certain endroit, par rapport à la grande présence de coléoptères Monochamus dans les champs naturels. Comme le coléoptère M. alternatus a une large distribution géographique en Chine, il pourrait être considéré comme un xylophage représentatif pour explorer davantage d’EPF potentiels dans différentes populations.
Dans le présent protocole, nous introduisons une procédure spécifique explorant les EPF de plusieurs populations géographiques de M. alternatus dans le sud de la Chine. Ce protocole utilise un modèle de coléoptère comme substitut pour effectuer des tests d’entomopathogénicité, à condition que l’espèce fongique testée présente un phénotype comportemental cohérent chez les deux espèces de coléoptères. Ce protocole peut également fournir des informations sur l’exploration de l’EPF pour d’autres xylophages forestiers, dans lesquels la diversité de leurs espèces fongiques entomopathogènes est sous-estimée ou moins étudiée.
1. Isolement de champignons à partir de M. alternatus (figure 1)
2. Identification moléculaire et morphologique des isolats fongiques
3. Induction des symptômes de l’infection fongique sur M. alternatus pour observer leurs phénotypes comportementaux
4. Confirmer les phénotypes d’infection des champignons sur M. alternatus et le coléoptère modèle
5. Évaluation de l’activité entomopathogène
Isolement et identification d’isolats fongiques de M. Alternatus
À l’aide de pièges attractifs, un grand nombre (environ 500 coléoptères au total) de M. Alternatus ont été collectés dans cinq régions géographiques. Des cadavres de coléoptères présentant des symptômes typiques d’infection par des champignons entomopathogènes ont été cueillis ; Ensuite, les téguments corporels de chaque coléoptère ont été ...
Différentes populations géographiques de FWB peuvent développer des interactions variées avec les champignons entomopathogènes naturels, en raison de l’adaptation environnementale à long terme des espèces EPF aux facteurs climatiques locaux et de la population génotypique spécifique de l’insecte hôte44,45. L’extension des sites d’échantillonnage à plusieurs régions d’occurrence d’insectes permet d’augme...
Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.
Cette recherche a été soutenue par le Programme national de recherche et de développement clés de la Chine (2021YFC2600100) et la Fondation des sciences naturelles de la province du Zhejiang (LY21C040001).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1.5 mL, 2 mL centrifuge tubes | Biosharp | BS-15-M | |
10 µL pipet tips | Sangon Biotech | F601216 | |
10 µL, 20 µL, 100 µL, 200 µL, 1,000 µL pipettes | Rainin | ||
1,000 µL pipet tips | Sangon Biotech | F630102 | |
2 mL cryogenic vials | Corning | 430659 | |
20x PBS buffer | Sangon Biotech | B548117-0500 | |
200 µL pipet tips | Sangon Biotech | F601227 | |
2,000 bp maker | TaKaRar | SD0531 | |
50 mL tubes | Nest | 602052 | |
50% glutaraldehyde solution | Sangon Biotech | G916054 | |
50x TAE buffer | Sangon Biotech | B548101 | |
6x loading buffer | TaKaRar | SD0503 | |
Agarose | Sangon Biotech | A610013 | |
Anhydrous ethanol | Jkchemical | LB10V37 | |
Biochemistry Cultivation Cabinet | Shanghaiyiheng | LRH-250F | |
Chloroform | Juhua | 61553 | |
Commercial beetle traps | FEIMENGDI | BF-8 | www.yinyouji.com |
Gel imager | Bio-Rad | GelDoc XR+ | |
Glycerol | Sangon Biotech | A600232 | |
High speed refrigerated centrifuge | Sigma | D-37520 | |
High-Pressure Steam Sterilization Pot | Mettler Toledo | JA5003 | |
Isopropyl alcohol | General-reagent | G75885B | |
Nucleic acid dye | Sangon Biotech | A616696 | |
Optical Microscope, OM | Leica | DM2000 | |
Parafilm | Parafilm | PM996 | |
PCR meter | Heal Force | Trident960 | |
Penicillin G | Marklin | GB15743 | |
Potato dextrose agar, PDA | Oxoid | CM0139 | |
Potato dextrose broth, PDB | Solarbio | P9240 | |
Primers | Sangon Biotech | / | |
Primers Taq | TaKaRar | RR902A | |
Rapid Fungi Genomic DNA Isolation Kit | Sangon Biotech | B518229 | |
Scanning Electron Microscope, SEM | Hitachi | S-3400N | |
Streptomycin | Marklin | S6153 | |
Tetracycline | Marklin | T829835 | |
Tween-80 | Marklin | T6336 | |
Vacuum freeze dryer | Yamato | DC801 | |
Vortex Shaker | HLD | WH-861 | |
β-Mercaptoethanol | Marklin | M6230 |
Demande d’autorisation pour utiliser le texte ou les figures de cet article JoVE
Demande d’autorisationThis article has been published
Video Coming Soon