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Bacillus thuringiensis : son fonctionnement et les ravageurs qu'il cible

Thème: Agents de biocontrôle

Vue d'ensemble:

Bien que de nombreuses personnes considèrent les bactéries uniquement comme des microbes responsables de maladies nocives, elles peuvent également être bénéfiques, par exemple en jouant un rôle crucial dans certains biopesticides microbiens pour empêcher les ravageurs d’attaquer les cultures. Bacillus thuringiensis (parfois abrégé en Bt) est un type de bactérie qui vit dans l'eau et le sol. C'est un agent de lutte biologique important car il peut tuer de nombreux ravageurs courants qui endommagent les cultures, mais il est relativement inoffensif pour les humains, les animaux et les insectes non nuisibles. Il y a beaucoup de Bacillus thuringiensis variétés, également connues sous le nom Bacillus thuringiensis sous-espèce. Par exemple, les insecticides biologiques « Btk » utilisent une sous-espèce appelée « kurstaki ».

Bacillus thuringiensis est utilisé depuis plus de soixante ans pour éliminer les parasites et protéger les plantes des dommages. C’est particulièrement important car cela ne cause pas de dommages à l’environnement comme le font de nombreux pesticides chimiques. Cela signifie qu’il peut remplacer les pesticides chimiques dans la lutte contre certains parasites et diminuer l’impact néfaste des pesticides sur l’environnement. Aujourd'hui, Bacillus thuringiensis est utilisé partout dans le monde et est disponible dans différentes formulations (comme le spray Btk), ce qui signifie qu'il peut être utilisé dans différents contextes comme l'agriculture, la foresterie et même en zone urbaine.

Dans cet article, nous donnerons un aperçu de Bacillus thuringiensis y compris quels parasites il tue et comment il les tue.

Qu’est ce qu' Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis est une bactérie, qui est un type de microbe. Au microscope, il semble minuscule et en forme de bâtonnet. Il a été découvert pour la première fois au Japon, mais son premier enregistrement scientifique a eu lieu dans une région de l'Allemagne appelée Thuringe. C'est là que le nom Bacillus thuringiensis vient de. Son utilisation a commencé aux États-Unis dans les années 1950 et au Canada dans les années 1970 pour protéger les forêts des insectes nuisibles comme les vers de l'épinette.

Bacillus thuringiensis est un élément si important de la protection des cultures que les techniques utilisées pour sa culture ont été considérablement optimisées au cours des dernières décennies. Il est cultivé dans des réservoirs stérilisés et les facteurs importants pour sa croissance comprennent la température, les niveaux d'oxygène et le type de nutriments. Pour les formulations à pulvériser, Bacillus thuringiensis est combiné avec de l'eau ou de l'huile minérale et d'autres additifs (tels que des autocollants) qui l'aident à tuer les parasites.

Une vue microscopique montrant la bactérie en forme de bâtonnet Bacillus thurigiensis
Image microscopique de taches, en forme de bâtonnet Bacillus thuringiensis spores. Crédit : Ansel Oommen via Bugwood.org

Comment Bacillus thuringiensis tuer les nuisibles ?

Durant la phase de formation des spores de son cycle de vie, Bacillus thuringiensis active des gènes importants appelés pleurer des gènes qui lui permettent de créer des structures tridimensionnelles appelées cristaux toxiques pour les larves de ravageurs. Celles-ci sont appelées toxines du cri et sont constituées de parties plus petites appelées protéines du cri.

Quand un ravageur mange Bacillus thuringiensis, il pénètre dans l’intestin et libère des toxines. Ces toxines se lient à la paroi intestinale et provoquent des trous qui entraînent la mort du ravageur. Vous trouverez ci-dessous une explication plus technique de la façon dont cela se produit.

Une partie de la toxine cri appelée « domaine cri III » est importante pour permettre aux toxines de se lier aux cellules des larves des ravageurs. L’échange du domaine III du cri peut se produire entre différentes toxines. C'est un peu comme échanger des pièces de Lego pour créer différentes formes et fonctions. La liaison de la toxine cri se produit dans l’intestin du ravageur à des endroits appelés vésicules membranaires en brosse, qui ressemblent à de petites bulles à la surface de certaines cellules. Les toxines se lient spécifiquement à des parties de la cellule appelées récepteurs de cadhérine. La séquence d'acides aminés de la toxine détermine sa capacité à se lier au récepteur. En effet, la séquence d’acides aminés détermine la forme des protéines comme les toxines et les récepteurs de cadhérine, leur permettant de s’emboîter comme des pièces de puzzle.

Quels sont les différents ravageurs Bacillus thuringiensis peut contrôler ?

Bacillus thuringiensis est important pour lutter contre une grande variété de ravageurs et agit spécifiquement pendant la phase larvaire des ravageurs. Les ravageurs suivants sont excellents Bacillus thuringiensis cibles: 

Tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana)

Ces ravageurs constituent un type de papillon particulièrement problématique dans les forêts canadiennes où ils causent des dommages importants aux feuilles des épinettes et des sapins baumiers. Ce sont les larves de la tordeuse des bourgeons de l’épinette qui causent des dégâts aux plantes.

Une larve de la tordeuse des bourgeons de l'épinette sur une branche
Tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana). Crédit : Jerald E. Dewey, Service forestier de l'USDA, Bugwood.org 

La spongieuse (Lymantria dispar)

Les larves de la spongieuse (également appelée spongieuse) sont responsables de dégâts considérables dans les forêts d'Amérique du Nord et d'ailleurs. En grand nombre, ils peuvent provoquer une défoliation importante (perte de feuilles) chez divers types d'arbres, affectant considérablement à la fois les forêts et les paysages urbains.

Un mâle adulte de la spongieuse épinglé sur une planche
Mâle de la Spongieuse (ou Spongieuse) (Lymantria dispar). Crédit : Petr Kapitola, Institut central de supervision et de tests en agriculture, Bugwood.org 

pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis)

Cette espèce de papillon cause des dégâts importants aux cultures de maïs. Les adultes pondent leurs œufs sur la face inférieure des feuilles et, lorsque les larves éclosent, elles attaquent la culture et causent des dégâts. La pyrale du maïs peut traverser plusieurs cycles de vie en une seule année.

Une larve de la pyrale du maïs européenne en quête d'une plaque de cuisson à maïs
pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis). Crédit : Mariusz Sobieski via Bugwood.org

Arpenteuse du chou (Trichoplusie ni)

Les larves de ces papillons attaquent le chou et les cultures similaires, et sont appelées « arpenteuses » en raison du mouvement en boucle particulier qu’elles effectuent lorsqu’elles rampent. Comme la pyrale du maïs, les adultes pondent des œufs sur la face inférieure des feuilles dont les larves se nourrissent ensuite, provoquant des dégâts importants.

Un gros plan d'une larve de l'arpenteuse du chou sur une feuille
Arpenteuse du chou (Trichoplusie ni). Crédit : Alton N. Sparks, Jr., Université de Géorgie via Bugwood.org

Quels sont les avantages et les inconvénients de l'utilisation Bacillus thuringiensis?

Avantages

Lutte antiparasitaire ciblée :

Les avantages de Bacillus thuringiensis signifie qu’il est devenu l’un des biopesticides (sinon le plus) utilisé dans le monde. Selon l'Agence de protection de l'environnement, Bacillus thuringiensis offre une lutte ciblée contre les ravageurs d'une variété d'espèces nuisibles tout en étant relativement inoffensif pour les humains, les animaux et les insectes non nuisibles. Cette activité spécifique est rendue possible par son mode d'action à travers la production de la toxine cri.

Écologique:

Bacillus thuringiensis est un microbe naturellement présent dans le sol et l’eau. Cela signifie qu'il est entièrement biodégradable et ne cause pas de dommages à l'environnement comme les pesticides chimiques. Son approche ciblée signifie qu’elle n’entraîne pas de perte de biodiversité, un effet néfaste courant des pesticides chimiques. De plus, son efficacité dans la lutte contre les ravageurs signifie qu’il a remplacé les pesticides chimiques dans de nombreux cas. Cela accroît encore l'effet positif que Bacillus thuringiensis a sur l'environnement.

Plusieurs souches :

Bacillus thuringiensis est disponible en différentes souches, ce qui étend sa capacité à cibler différents ravageurs.

Inconvénients

Prix:

Produits qui utilisent Bacillus thuringiensis peut être plus coûteux que les pesticides chimiques dans certains cas. Cela signifie qu’ils ne constituent peut-être pas une option viable en tant que traitement autonome. Cependant, leur utilisation dans le cadre d’un système intégré de lutte antiparasitaire peut s’avérer plus rentable.

La résistance:

Utilisation à long terme de Bacillus thuringiensis contre certains ravageurs a conduit ces ravageurs à développer une résistance aux toxines criardes. Cela peut entraîner de nouvelles pertes de récoltes ou une défoliation des forêts. Les solutions à la résistance des ravageurs incluent le remplacement par d’autres Bacillus thuringiensis types qui utilisent différentes toxines cri, ou à d’autres biopesticides avec différents modes d’action.

Conclusion et orientations futures

Bacillus thuringiensis joue un rôle important dans la lutte antiparasitaire moderne. Il constitue un outil efficace et respectueux de l’environnement contre de nombreux ravageurs nuisibles dans l’agriculture et la foresterie. Son mode d'action ciblé signifie qu'il peut attaquer des ravageurs comme la tordeuse des bourgeons de l'épinette, la spongieuse, la pyrale du maïs et la fausse-arpenteuse du chou, sans nuire aux insectes utiles, à la faune et aux humains. Ces fonctionnalités font Bacillus thuringiensis un outil puissant présentant des avantages significatifs par rapport aux pesticides chimiques non spécifiques nocifs. Malgré ces avantages, des défis tels que les exigences de résistance et de coût peuvent constituer un problème lors de l'utilisation Bacillus thuringiensis, bien que les multiples souches de Bacillus thuringiensis offrir de la polyvalence comme solution à la résistance. En fin de compte, cette bactérie reste importante pour aider les agriculteurs, protéger leurs cultures et maximiser le rendement tout en minimisant l’impact sur la santé humaine et l’environnement.

Pour plus d’informations sur les solutions écologiques contre les nuisibles, vous pouvez consulter le Ressources du portail CABI BioProtection. Pour en savoir plus sur les différents types de lutte biologique, y compris les nématodes, visitez notre page dédiée sur le types de contrôle biologique.

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