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FABRICE LESUEUR ELABORATION DE FORMULATIONS A BASE D'EXTRAITS DE NEEM {AZADIRAC

FABRICE LESUEUR ELABORATION DE FORMULATIONS A BASE D'EXTRAITS DE NEEM {AZADIRACHTA INDICA A. JUSS) POUR LA PROTECTION DE LA POMME DE TERRE (SOLANUM TUBEROSUM L.) CONTRE LE MYZUS PERSICAE, UN PUCERON COLONISATEUR ET VECTEUR DE VIRUS CIRCULANTS ET NON CIRCULANTS Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures de l'Université Laval dans le cadre du programme de Maîtrise en biologie végétale pour l'obtention du grade de maître es sciences (M. Se.) DEPARTEMENT DE PHYTOLOGIE FACULTÉ DES SCIENCES DE L'AGRICULTURE ET DE L'ALIMENTATION UNIVERSITÉ LAVAL QUÉBEC 2006 Fabrice Lesueur, 2006 TABLE DES MATIERES 1. Introduction 1 2. Revue Bibliographique 5 2.1 La pomme de terre au Canada : une économie florissante menacée par les maladies virales 5 2.2 PVY et PLRV, les principales maladies virales de la pomme de terre au Canada 7 2.2.1 Le virus Y de la mosaïque de la pomme de terre (PVY) 7 2.2.2 Le virus de l'enroulement de la pomme de terre (PLRV) 10 2.3 Épidémiologie : la propagation dé deux phytovirus aux modes de transmission distincts par un vecteur commun 13 2.4 La lutte traditionnelle contre les maladies virales ou l'utilisation de semences certifiées protégées par des insecticides 15 2.4.1 Les méthodes de détection du PVY et du PLRV 16 2.4.2 La lutte chimique : nécessités et limites 18 2.5 La lutte chimique écologique contre les pucerons vecteurs de virus ou l'utilisation des molécules inappétantes d'origine naturelle 20 2.5.1 Le neem : une agroressource de la zone tropicale 21 2.6 Une extraction écologique pour un insecticide d'origine végétale 27 2.7 L'action des extraits de neem sur le M. persicae ou la nécessité d'une formulation adéquate 28 3. Hypothèses de recherche 31 4. Objectifs de recherche 33 5. Chapitre I : La quantification des 4 principaux limonoïdes contenus dans les graines de neem 35 5.1 Matériels et méthode 35 5.1.1 La procédure d'extraction au méthanol 35 5.1.2 La préparation des solutés pour l'analyse chromatographique 36 5.1.3 L'analyse par chromatographie liquide haute performance 36 5.2 Résultats et discussion 38 5.2.1 La courbe de calibration des limonoïdes du neem 38 5.2.2 Les rendements d'extraction 42 5.3 Conclusion 45 6. Chapitre II : L'évaluation, sur des larves de M. persicae, de la toxicité après ingestion de formulations à base d'extraits de neem 47 6.1 Matériel et méthodes 47 6.1.1 L'obtention de choux chinois 47 6.1.2 L'élevage du M. persicae en laboratoire 47 6.1.3 Les processus d'extraction 47 6.1.4 Les formulations 49 6.1.5 L'analyse par chromatographie liquide haute performance 49 6.1.6 Les Bio-essais : L'évaluation de la toxicité des extraits de neem sur le M. persicae 50 6.1.7 L'analyse statistique 51 6.2 Résultats 53 6.2.1 Bio-essai n°l : L' effet du NEEMAZAL®-EC sur la population de larves de M. persicae 53 6.2.2 Bio-essai n°2 : L'efficacité insecticides des extraits H2O/MTBE et AZT 56 6.2.3 La comparaison des temps létaux efficaces (ELT50) des formulations NEEMAZAL®-EC, H2O/MTBE et AZT 64 6.2.4 Bio-essai n°3 : La comparaison de l'efficacité insecticide de différentes méthodes d'extraction des limonoïdes à l'eau 65 6.3 Discussion 69 6.3.1 L'azadirachtine est-elle le seul composé des extraits de neem toxique pour le M. persicae ? 69 6.3.2 La sélectivité comme critère de choix d'un processus extraction 72 6.4 Conclusion 74 7. Chapitre II : Étude de l'effet d'extraits de neem sur la capacité du Ai. persicae à acquérir ou transmettre des particules virales 75 7.1 Matériel et méthodes 75 7.1.1 Le matériel végétal 75 7.1.2 Les pucerons 76 7.1.3 Les fractions de limonoïdes et les formulations à base d'extrait de neem 76 7.1.4 Les techniques de détection des virus 79 7.1.5 L'application des traitements insecticides 80 7.1.6 Les essais biologiques 80 7.1.7 Les analyses statistiques 83 7.2 Résultats 86 7.2.1 L'obtention des fractions de limonoïdes 86 7.2.2 Expérience n"l : L'effet des fractions de limonoïdes sur l'acquisition du PLRV par le M. perskae 89 7.2.3 Expérience n° 2 : La détermination de la dose de NEEMAZAL®-EC efficace pour contrer la transmission du PLRV 91 7.2.4 Expérience n°3 : La comparaison des formulations à base d'extrait de neem préparées en laboratoire contre la transmission du PLRV 94 7.2.5 Expérience n°4 : L'effet des formulations à base d'extrait de neem sur la transmission du PVY par le M. persicae 97 7.3 Discussion 100 7.3.1 L'obtention des fractions de limonoïdes 100 7.3.2 L'effet des limonoïdes et des formulations à base d'extrait de neem sur l'acquisition et la transmission du PLRV parle M. persicae 102 7.3.3 L'effet des formulations à base d'extrait de neem sur la transmission du PVY par le M. persicae 105 7.3.4 Des pistes pour la sélection d'une formulation optimale 106 7.4 Conclusion 107 8. Chapitre IV : Optimisation du processus d'extraction des graines de neem à l'eau 109 8.1 Matériel et méthodes 109 8.1.1 La quantification des 3 principaux limonoïdes 109 8.1.2 Les analyses statistiques 111 8.2 Résultats 111 8.2.1 Les rendements d'extraction 111 8.2.2 Le choix d'un processus pour une extraction solide/ liquide optimale de l'azadirachtine 113 8.2.3 Le choix du solvant pour une extraction liquide/ liquide optimale de l'azadirachtine 114 8.2.4 Comparaison des rendements d'extraction des C-seco-limonoïdes peu polaires 116 8.3 Discussion 117 8.3.1 Un processus optimale pour une formulation performante 117 8.3.2 Un processus optimale pour une formulation à moindre coût 118 8.4 Conclusion 120 9. Conclusion générale : Les possibilités et les limites de l'utilisation de formulations à base d'extrait de neem pour lutter contre la propagation de virus 121 10. Les annexes 123 Annexe n° 1 123 Annexe n" 2 124 Annexe n° 3 125 1 1 1 TABLE DES ILLUSTRATIONS Figure 1. Structure moléculaire des principaux limonoïdes du neem 23 Figure 2. Effet des extraits de neem sur la métamorphose du Spodoptera littoralis 25 Figure 1.1 Chromatogrammes CLHP des solutions étalons de limonoïdes, détectée à 214 mn 38 Figure 1.2. Courbe de calibration de l'azadirachtine 39 Figure 1.3. Courbe de calibration de la 6-désacétylnimbine (ou nimbinine) 39 Figure 1.4. Courbe de calibration de la nimbine 40 Figure 1.5. Courbe de calibration de la salannine 40 Figure 1.6. Chromatogramme de fraction triterpénique de l'huile de neem extraite à l'hexane 42 Figure 1.7. Chromatogramme de la fraction triterpénique de l'extrait meoh 43 Figure II.1. Chromatogramme d'une solution d'acétonitrile contenant 1 % de NEEMAZAL®-EC 53 Figure II.2. Effet de l'application du NEEMAZAL® sur le pourcentage de survie cumulatif des larves des premier et second stades de My^us persicae 54 Figure II.3. Section du chromatogramme de l'extrait AZT entre la 10ème et la 21ème min du temps d'élution....57 Figure II.4. Section du chromatogramme de la formulation H2O/MTBE (macération) entre la 10ème et la 21èmc min du temps d'élution 58 Figure IL 5. Effet de l'application de la formulation AZT sur le pourcentage de survie cumulatif des larves des premier et second stades de My^uspersicae 61 Figure II.6. Effet de l'application de la formulation H2O/MTBE sur le pourcentage de survie cumulatif des larves des premier et second stades de My^us persicae 61 Figure 11,7. Courbes des temps létaux efficaces (ELT50), avec un intervalle de confiance de 95 %, de trois formulations à base d'extrait de graines de neem 64 Figure II.8. Chromatogramme de l'extrait décoction dilué 5 fois dans l'acétonitrile 66 Figure III. 1. Chromatogramme sur couche mince de 20 x 20 cm recouvert de gel de silice, des dix fractions issues de la chromatographie sur colonne Florisil® 60-100 mesh de la poudre Azadirect® 86 Figure III.2. Chromatogramme sur couche mince de 20 x 20 cm recouvert en gel de silice, des deux fractions sélectionnées 87 Figure III.4. Chromatogramme de la fraction (2) a^a dilué 19 fois dans l'acétonitrile 88 Figure III.5. Effet des fractions extraites des graines de neem sur l'acquisition du PLRV par le My%usperiscae..S\ Figure III.6. Effet du NEEMAZAL®-EC sur la survie de larves de dernier stade du My^us persicae virulifères inoculées pendant cinq jours sur des plants de pommes de terre (cv Green Mountain) traités et sur la transmission du PLRV par celles-ci 92 Figure III.7. Effet des formulations de laboratoire sur la survie de larves de dernier stade de My^uspersicae virulifères placées pendant cinq jours sur des plants de pommes de terre (cv Green Mountain) traités et sur la transmission du PLRV par celles-ci 95 Figure III.8 Effet des formulations de laboratoire sur la reproduction du My^us persicae placés cinq jours sur des plants de pommes de terre cv. Green Mountain traités 96 Figure III.9. Effet des formulations de laboratoire sur la transmission du PVY par des adultes ailés de My^us persicae virulifères placées sur des plants de Nicotiana tabacum cv. Xanthi traités 98 Figure IV. 1. Schéma des processus d'extraction des extraits de limonoïdes effectuées à partir de la poudre de graines de neem 112 Figure IV.2. Schéma des processus d'extraction des extraits de limonoïdes effectuées à partir des tourteaux de graines de neem 113 Figure IV.3. Poids (en mg) d'azadirachtine, de nimbine et de salannine contenus dans les extraits issus des procédures extraction 115 IV TABLE DES TABLEAUX Tableau 1.1 : Poids (en g) et rendement d'extraction (en %) de l'huile de neem et de l'extrait meoh obtenus à partir de 300g uploads/Finance/ myzus-persicae-un-puceron-colonisateur.pdf