Influence des traitements à base d'huiles essentielles sur les capacités de reproduction de Callosobruchus subinnotatus Pic. et de Callosobruchus maculatus F. (Coleoptera : Bruchidae) : mécanisme d'action de l'huile essentielle de Cymbopogon giganteus Chiov

Un inventaire de l’entomofaune lié aux stocks de voandzou a été réalisé à partir d’échantillons collectés dans six localités du Sud du Togo. L’identification des espèces a permis de noter la présence de Callosobruchus subinnotatus, le déprédateur habituel des stocks de voandzou et de Callosobruchus maculatus, qui est habituellement considéré comme le ravageur majeur des stocks de niébé. Selon les localités, les effectifs de C. subinnotatus représentent 0,24 à 4% seulement des effectifs d’insectes ravageurs sur le voandzou. Parmi les insectes identifiés, on note également la présence d’un parasitoïde solitaire nympholarvophage de bruches dont l’effectif est faible.Une évaluation de l’activité reproductrice de C. subinnotatus a été réalisée en faisant varier soit la quantité du substrat de ponte en présence d’un même effectif de femelles, soit le nombre de femelles sur une même quantité de substrat, soit encore, en renouvelant tous les jours à la femelle de cette espèce de bruche, une même quantité de substrat de ponte (10 graines). Ces expériences réalisées dans les conditions de laboratoire (30 ± 2°C ; 72 ± 2% HR ; 12h : 12h LD) ont permis de définir une fécondité moyenne de 121,34 ± 27,62 oeufs par femelle de C. subinnotatus lorsque les graines sont renouvelées tous les jours. Lorsqu’on fait varier le nombre de femelles de C. subinnotatus de 10 à 50 sur une même quantité de voandzou (100 g de graines), la fécondité moyenne varie de 73,33 ± 21,26 à 82,65 ± 7,83 oeufs mais ne présente pas de différence significative. De même, lorsqu’on fait varier la quantité du substrat de ponte (100 à 400 g) en gardant 20 femelles en contact des graines, on n’observe pas de variations significatives et la fécondité moyenne par femelle est de 110,84 ± 17,79 pour C. subinnotatus. Pour C. maculatus, la fécondité moyenne par femelle varie de 115,63 ± 19,66 à 92,30 ± 7,41 en fonction du nombre de femelles mis en contact des 100 g de niébé mais ne présente pas de différences significatives. Cependant, lorsque la quantité de graines offertes aux femelles de C. maculatus varie de 100 à 400 g de graines de niébé, la fécondité moyenne par femelle augmente significativement de 92,21 ± 4,44 à 114,26 ± 6,63.Une étude de la durée de développement de C. subinnotatus a été réalisée et a permis de mettre en évidence l’existence de deux types physiologiques, un type non reproducteur avec une durée de développement plus longue (37,92 ± 3,92) et un type reproducteur avec une durée de développement plus courte (28,35 ± 3,36).Des tests de toxicité ont été ensuite réalisés par fumigation sur les différents stades de développement des deux espèces de bruches (C. maculatus et C. subinnotatus) en utilisant des huiles essentielles extraites par entraînement à la vapeur d’eau de quatre (4) plantes aromatiques (Bidens borianiana L., Chromolaena odorata L., Cymbopogon giganteus Chiov. et Cymbopogon nardus L. Rendle). Ces tests ont montré que seules les huiles essentielles des espèces du genre Cymbopogon sont efficaces sur certains stades de développement des bruches. L’huile de C. giganteus est efficace sur les adultes, les larves néonates et sur les larves de 5 jours des deux espèces de bruches tandis que l’huile essentielle de C. nardus a présenté la meilleure activité ovicide. Mais ces deux huiles essentielles n’ont pas d’effet sur les larves plus âgées (10 jours et 15 jours). Les résultats des tests de toxicité montrent aussi que les différents stades de développement de C. subinnotatus sont deux fois moins sensibles aux différentes huiles essentielles que ceux de C. maculatus.La caractérisation biochimique par colorimétrie et par électrophorèse a en effet révélé une différence entre la forme membranaire et la forme soluble de l’Acétylcholinestérase (AChE) chez les deux espèces. Chez C. subinnotatus, la forme membranaire est plus importante que la forme soluble alors que c’est le contraire chez C. maculatus. Les activités enzymatique et spécifique de l’AChE soluble sont deux fois moins élevées chez C. subinnotatus que chez C. maculatus. De même, les activités enzymatique et spécifique de la Superoxyde dismutase (SOD) sont également plus importantes chez C. maculatus que C. subinnotatus.L’étude du mode d’action réalisée par colorimétrie avec l’huile essentielle de C. giganteus, l’HE la plus toxique aux adultes de C. maculatus et de C. subinnotatus a révélé que cette HE module in vivo les activités enzymatique et spécifique de l’AChE des adultes en situation de knock down. Cependant, elle n’influence pas de manière significative les activités de cette enzyme in vitro. Cette huile essentielle a toutefois induit in vivo une augmentation très significative des activités enzymatique et spécifique de la Glutathion S-transférase (GST), de la Superoxyde dismutase (SOD), de la Glutathion réductase (GR) et de la Catalase (CAT) chez les deux espèces. Ces actions de l’huile essentielle sur les enzymes de la détoxification et surtout sur celles du stress oxydatif indiquent qu’elle a un effet pro oxydant chez C. maculatus et C. subinnotatus. Elle provoque probablement la mort des insectes par peroxydation des lipides et oxydation des protides et de l’ADN.

The identification of insect’ species in stored bambarra ground nuts collected in six localities of the Southern part of Togo has shown after a month of storage the presence of two Bruchid species; Callosobruchus subinnotatus, the natural stored bambarra ground nuts pest living in sympatric with the cowpea weevil Callosobruchus maculatus. Among insects population counted, C. subinnotatus represented 0.24 to 4% according to localities. Dinarmus basalis, the only parasitoid observed was weekly represented.The reproductive activity of C. subinnotatus was investigated under laboratory conditions (30 ± 2°C; 72 ± 2% HR; 12h: 12h LD). The influence of grain mass and number of females was also evaluated on both female species oviposition. Under laboratory conditions, the mean number of eggs laid per C. subinnotatus female recorded was 121.34 ± 27.62. Using various number of females (10 to 50), the mean number of eggs laid by female was 73.33 ± 21.26 to 82.65 ± 7.83 and did not present any significant difference. When various grain mass (100 to 400 g) were presented to a fix number of female (20), the mean number recorded were 110.84 ± 17.79 with C. subinnotatus. For C. maculatus, females fecundity was 115.63 ± 19.66 to 92.30 ± 7.41 according to the number of females but it did not present any significant difference. However, this fecundity increased significantly from 92.21 ± 4.44 to 114.26 ± 6.63 when various grain mass (100 to 400 g) were presented to the females.The evaluation of the lifespan has shown the presence of two physiological types, the non-reproductive type and the reproductive type. The lifespan of the non-reproductive type (37.92 ± 3.92 days) was longer than that of reproductive type (28.35 ± 3.36 days).Toxicity tests realised by fumigation using essential oils extracted from four (4) aromatic plants (Bidens borianiana L., Chromolaena odorata L., Cymbopogon giganteus Chiov. and Cymbopogon nardus L. Rendle) on different development stages of the two bruchid species (C. maculatus and C. subinnotatus) have shown that only essential oils extracted from Cymbopogon species were efficient on their different developmental stages. C. giganteus essential oil was toxic to adults, eggs, neonate larvae and to 5-days old larvae of both species. C. nardus essential oil was only toxic to fresh eggs and neonate larvae. Comparing the susceptibility of both species to essential oil, C. subinnotatus different developmental stages were two time more tolerant than those of C. maculatus.Biochemical characterisation using colorimetric and electrophoresis techniques revealed a difference in Acetylcholinesterase (AChE) membrane and soluble forms. The membrane form of Acetylcholinesterase (AChE) of C. subinnotatus was more important than the soluble form while the soluble form of C. maculatus was more important than the membrane form. The AChE and Superoxide dismutase (SOD) enzyme and specific activities of C. subinnotatus were also more important than those of C. maculatus.The study of the mode of action of C. giganteus essential oil on C. maculatus and C. subinnotatus has shown that this essential oil modulate in vivo the Acetylcholinesterase (AChE) enzyme and specific activities of adults in knock down situation; but it does not influence significantly this enzyme activities in vitro. However, this essential oil increased significantly Glutathione S-transferase (GST), Superoxide dismutase (SOD), Glutathione reductase (GR) and Catalase (CAT) enzyme and specific activities in both species in vivo. These actions of this essential oil on detoxification and oxidative stress enzymes showed that this essential oil has pro oxidant effect on C. maculatus and C. subinnotatus causing probably insects death by lipid peroxydation, protein and DNA oxidation.