METARHIZIUM ANISOPLIAE: CARACTÉRISTIQUES, TAXONOMIE, MORPHOLOGIE - LA BIOLOGIE - 2025

Metarhizium anisopliae est un champignon mitosporique ou anamorphique de reproduction asexuée, largement utilisé comme entomopathogène pour la lutte biologique. Il a la capacité de parasiter et d'éliminer un large éventail d'insectes nuisibles de diverses plantes d'importance agricole.

Ce champignon a des caractéristiques adaptatives particulières pour survivre de manière saprophyte sur la matière organique et comme parasite sur les insectes. La plupart des insectes nuisibles des cultures commerciales sont sensibles aux attaques de ce champignon entomopathogène.

Muscardina verte causée par Metarhizium anisopliae. Source: Chengshu Wang et Yuxian Xia, via Wikimedia Commons

En tant qu'organisme vivant saprophyte, il est adapté à différents environnements où il développe mycélium, conidiophores et conidies. Cette capacité facilite sa reproduction au niveau du laboratoire grâce à des techniques de propagation simples à utiliser comme biocontrôleur.

En effet, ce champignon entomopathogène est l'ennemi naturel d'un grand nombre d'espèces d'insectes dans divers agroécosystèmes. Les hôtes sont entièrement recouverts d'un mycélium vert, faisant référence à la maladie appelée muscardina verte.

Le cycle de vie de l'entomopathogène Metarhizium anisopliae se déroule en deux phases, une phase infectieuse cellulaire et une autre phase saprophyte. L'infectant chez l'insecte parasité et chez le saprophyte profite des nutriments du cadavre pour se multiplier.

Contrairement aux agents pathogènes tels que les virus et les bactéries qui doivent être ingérés par l'agent pathogène pour agir, le champignon Metarhizium agit au contact. Dans ce cas, les spores peuvent germer et pénétrer à l'intérieur, infectant la membrane cuticulaire de l'hôte.

caractéristiques

Metarhizium anisopliae est un champignon pathogène à large spectre, localisé dans le sol et restes d'insectes parasités. En raison de son potentiel en tant qu'alternative écologique, il est le substitut idéal des produits agrochimiques utilisés dans la gestion intégrale des ravageurs d'importance économique.

L'infection de M. anisopliae commence par l'attachement des conidies du champignon à la cuticule de l'insecte hôte. Plus tard, grâce à l'activité enzymatique entre les deux structures et à l'action mécanique, la germination et la pénétration se produisent.

Les enzymes impliquées dans la reconnaissance, l'adhésion et la pathogenèse de la cuticule de l'hôte sont situées dans la paroi cellulaire fongique. Ces protéines comprennent des phospholipases, des protéases, des dismutases et des adhésines, qui agissent également dans les processus d'adhésion, d'osmose et de morphogenèse du champignon.

Généralement, ces champignons agissent lentement lorsque les conditions environnementales sont défavorables. Des températures moyennes entre 24 et 28 ºC, et une humidité relative élevée sont idéales pour un développement efficace et une action entomopathogène.

La maladie de la muscardina verte causée par M. anisopliae est caractérisée par la coloration verte des spores sur l'hôte colonisé. Une fois que l'insecte est envahi, le mycélium recouvre la surface, là où les structures fructifient et sporulent, recouvrant la surface de l'hôte.

À cet égard, l'infection dure environ une semaine pour que l'insecte cesse de se nourrir et meurt. Parmi les divers ravageurs qu'il lutte, il est très efficace sur les insectes de l'ordre des coléoptères, des lépidoptères et des homoptères, en particulier les larves.

Le champignon M. anisopliae en tant que biocontrôleur est commercialisé sous forme de spores mélangées à des matériaux inertes pour préserver sa viabilité. La manière appropriée pour son application est par fumigations, manipulation environnementale et inoculation.

Morphologie

Au niveau du laboratoire, les colonies de M. anisopliae montrent un développement efficace dans les milieux de culture PDA (Papa-dextrorse-agar). La colonie circulaire présente initialement une croissance micellaire blanche, présentant des variations de couleur lorsque le champignon sporule.

Metarhizium anisopliae phialide. Source: naro.affrc.go.jp

Lorsque le processus de multiplication des conidies commence, une coloration olive-verdâtre est perçue sur la surface micellaire. Sur la face inférieure de la capsule, une décoloration jaune pâle est observée avec des pigments jaunes diffus au milieu.

Les conidiophores poussent à partir de mycélium de forme irrégulière avec deux à trois branches sur chaque septum. Ces conidiophores ont une longueur de 4 à 14 microns et un diamètre de 1,5 à 2,5 microns.

Les phialides sont des structures générées dans le mycélium, étant le lieu où les conidies se détachent. Chez M. anisopliae, ils sont minces à l'apex, de 6 à 15 microns de longueur et de 2 à 5 microns de diamètre.

Quant aux conidies, ce sont des structures unicellulaires, cylindriques et tronquées, à longues chaînes, hyalines à verdâtres. Les conidies mesurent de 4 à 10 microns de long et de 2 à 4 microns de diamètre.

Taxonomie

Le genre Metarhizium a été initialement décrit par Sorokin (1883) infectant les larves d'Anisoplia austriaca, provoquant une maladie connue sous le nom de muscardina verte. Le nom Entomophthora anisopliae a été initialement proposé par Metschnikoff pour les isolats fongiques, plus tard il a été appelé Isaria destructor.

Des études plus détaillées de la taxonomie du genre, ont conclu en le classant comme Metarhizium sorokin. Actuellement, l'espèce M. anisopliae, nommée par Metschnikoff, est considérée comme l'organisme représentatif du genre Metarhizium.

Plusieurs isolats du champignon Metarhizium sont spécifiques, c'est pourquoi ils ont été désignés comme nouvelles variétés. Cependant, ils sont actuellement classés dans les espèces Metarhizium anisopliae, Metarhizium majus et Metarhizium acridum.

De même, certaines espèces ont été renommées, Metarhizium taii a des caractéristiques similaires à Metarhizium guizhouense. Une souche commerciale de M. anisopliae, M. anisopliae (43), qui est un ennemi spécifique des coléoptères, est maintenant appelée Metarhizium brunneum.

L'espèce Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883), fait partie du genre Metarhizium décrit par Sorokin (1883). Sur le plan taxonomique, il appartient à la famille des Clavicipitaceae, de l'ordre des Hypocréales, de la classe des Sordariomycètes, de la division Ascomycota, du royaume des champignons.

Cycle de vie

Le champignon Metarhizium anisopliae initie la pathogenèse par le processus d'adhésion des conidies sur la membrane cuticulaire de l'hôte. Plus tard, se produisent les phases de germination, de croissance d'appressoria ou d'insertion, de colonisation et de reproduction.

Les spores ou les conidies du sol ou les restes d'insectes contaminés envahissent la cuticule des nouveaux hôtes. Avec l'intervention de processus mécaniques et chimiques, l'appressorium et le tube germinatif qui pénètre à l'intérieur de l'insecte se développent.

Généralement, dans des conditions favorables, la germination a lieu dans les 12 heures suivant l'inoculation. De même, la formation d'appressoria et la pénétration du tube germinatif ou haustoria se produisent entre 12 à 18 heures.

Le mécanisme physique qui permet la pénétration est la pression exercée par l'appressoria, qui brise la membrane cuticulaire. Le mécanisme chimique est l'action des enzymes protéases, kinases et lipases qui décomposent les membranes au site d'insertion.

Une fois que l'insecte a pénétré, les hyphes se ramifient à l'intérieur, envahissant complètement la proie après 3-4 jours. Ensuite, les structures reproductrices, les conidiophores et les conidies se forment, ce qui complète la pathogenèse de l'hôte après 4 à 5 jours.

La mort de l'insecte se produit par la contamination des toxines produites par le champignon entomopathogène. Le biocontrôleur synthétise les toxines dextruxine, protodextruxine et déméthyldextruxine avec un niveau élevé de toxicité pour les arthropodes et les nématodes.

L'invasion de l'hôte est conditionnée à la température et à l'humidité relative de l'environnement. De même, la disponibilité de nutriments sur la membrane cuticulaire de l'insecte et la capacité de détecter des hôtes susceptibles d'être colonisés.

Muscardina verte

La maladie de la muscardine verte causée par Metarhizium anisopliae présente divers symptômes sur les larves, les nymphes ou les adultes infectés. Les formes immatures réduisent la formation de mucilage, ont tendance à s'éloigner du site d'attaque ou à paralyser son mouvement.

Les adultes réduisent leurs mouvements et leur aire de vol, arrêtent de s'alimenter et les femelles ne pondent pas d'œufs. Les insectes contaminés ont tendance à mourir dans des endroits éloignés du site de l'infection, ce qui favorise la propagation de la maladie.

Le cycle de la maladie peut durer entre 8 et 10 jours selon les conditions environnementales, principalement l'humidité et la température. Après la mort de l'hôte, il est entièrement recouvert d'un mycélium blanc et de sporulations vertes successives, caractéristiques de la muscardina verte.

Contrôle biologique

Le champignon Metarhizium anisopliae est l'un des entomopathogènes les plus largement étudiés et utilisés dans la lutte biologique contre les ravageurs. Le facteur clé pour la colonisation réussie d'un hôte est la pénétration du champignon et sa multiplication ultérieure.

Une fois le champignon établi dans l'insecte, la prolifération des hyphes filamenteux se produit et la génération de mycotoxines qui inactivent l'hôte. La mort de l'hôte se produit également par des changements pathologiques et des effets mécaniques sur les organes et tissus internes.

Le contrôle biologique est effectué en appliquant des produits formulés à partir de concentrations de spores ou de conidies du champignon dans les produits commerciaux. Les conidies sont mélangées à des matériaux inertes, tels que des solvants, des argiles, du talc, des émulsifiants et d'autres additifs naturels.

Ces matériaux ne doivent pas affecter la viabilité du champignon et doivent être inoffensifs pour l'environnement et la culture. De plus, ils doivent présenter des conditions physiques optimales qui facilitent le mélange, l'application du produit et sont peu coûteux.

Le succès de la lutte biologique par les entomopathogènes dépend de la formulation efficace du produit commercial. Y compris la viabilité du micro-organisme, le matériau utilisé dans la formulation, les conditions de stockage et la méthode d'application.

Mode d'action

L'inoculum provenant d'applications de formulations avec le champignon M. anisopliae sert à contaminer les larves, les hyphes ou les adultes. Les hôtes contaminés migrent vers d'autres endroits de la culture où ils meurent et propagent la maladie en raison de la sporulation du champignon.

L'action du vent, de la pluie et de la rosée facilite la dispersion des conidies vers d'autres parties de la plante. Les insectes dans leur activité de butinage sont exposés à l'adhésion de spores.

Les conditions environnementales favorisent le développement et la dispersion des conidies, les stades immatures de l'insecte étant les plus sensibles. À partir de nouvelles infections, des foyers secondaires sont créés, proliférant l'épizootie capable de contrôler complètement la peste.

Lutte biologique contre le charançon du bananier

Le charançon (Cosmopolites sordidus Germar) est un ravageur important de la culture des musacées (plantain et bananier) principalement sous les tropiques. Sa dispersion est principalement causée par la gestion que l'homme effectue dans les processus de semis et de récolte.

Charançon noir de la banane. Source: mezfer.com.mx

La larve est l'agent causal des dommages causés à l'intérieur du rhizome. Le charançon à son stade larvaire est très actif et vorace, provoquant des perforations qui affectent le système racinaire de la plante.

Les galeries formées dans le rhizome facilitent la contamination par des microorganismes qui pourrissent les tissus vasculaires de la plante. De plus, la plante s'affaiblit et a tendance à se renverser sous l'action des vents forts.

Le contrôle habituel est basé sur l'utilisation d'insecticides chimiques, cependant, son effet négatif sur l'environnement a conduit à la recherche de nouvelles alternatives. Actuellement, l'utilisation de champignons entomopathogènes tels que Metarhizium anisopliae a rapporté de bons résultats dans les essais sur le terrain.

D'excellents résultats ont été obtenus au Brésil et en Equateur (mortalité de 85 à 95%) en utilisant M. anisopliae sur du riz comme matériel d'inoculation. La stratégie consiste à placer du riz infecté sur des morceaux de tige autour de la plante, l'insecte est attiré et devient contaminé par l'agent pathogène.

Contrôle biologique des larves

Légionnaire d'automne

La chenille légionnaire d'automne (Spodoptera frugiperda) est l'un des ravageurs les plus nuisibles des céréales comme le sorgho, le maïs et les fourrages. Dans le maïs, il est très dommageable lorsqu'il attaque la culture avant 30 da, avec des hauteurs comprises entre 40 et 60 cm.

La chenille légionnaire d'automne. Source: Voir la page pour l'auteur, via Wikimedia Commons

À cet égard, la lutte chimique a permis à l'insecte d'obtenir une plus grande résistance, l'élimination des ennemis naturels et des dommages à l'environnement. L'utilisation de M. anisopliae comme alternative à la lutte biologique a donné de bons résultats, car S. frugiperda est sensible.

Les meilleurs résultats ont été obtenus en utilisant du riz stérilisé comme moyen de dispersion de l'inoculum dans la culture. Faire des applications à 10 jours puis à 8 jours, en ajustant la formulation à 1 × 10 ¹² conidies par hectare.

Larves de vers blancs

Les larves de coléoptères se nourrissent de matière organique et de racines de cultures économiquement importantes. L'espèce Hylamorpha elegans (Burmeister) appelée pololo vert, à son stade larvaire, est un ravageur du blé (Triticum aestivum L.).

Larve de ver blanc. Source: invasive.org

Les dommages causés par les larves se produisent au niveau du système racinaire, provoquant l'affaiblissement, le flétrissement et la perte de feuilles des plantes. Le cycle de vie du coléoptère dure un an et, au moment de la plus forte incidence, des zones de culture totalement détruites sont observées.

La lutte chimique a été inefficace en raison de la migration des larves dans les sols traités. Associé à une résistance accrue, des coûts de production accrus et une contamination environnementale.

L'utilisation de Metarhizium anisopliae comme agent antagoniste et biocontrôleur a atteint jusqu'à 50% de mortalité dans les populations larvaires. Même si les résultats ont été obtenus au niveau du laboratoire, il est prévu que les analyses sur le terrain rapporteront des résultats similaires.

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