Relationship between plant-aphids-parasitoids and virus in sugar beet crops

Sugar beet is an economic crop worldwide. It is attacked by several insect species, including the two important aphid species (Aphis fabae and Myzus persicae). The two species are responsible for transmitting the Beet Yellow Virus. Control of beet aphids is still largely based on preventive systemic insecticide treatments of seed. In this thesis, we studied the interaction among plant, virus, aphids and the parasitoids. In the first step, we studied the phenology and population density of A. fabae as well as investigated the prevalence of parasitoids attacking A. fabae in three organic fields within the Walloon region of Belgium. We found that the population of A. fabae and the parasitism rate were higher at the end of spring and the beginning of summer. Six parasitoids species have been recorded attacking A. fabae, with Lysiphlebus fabarum and Trioxys angelicae the most abundant species. When the two aphid species (A. fabae and M. persicae) were presented on sugar beet and broad bean in the field, we aimed in the second step to determine the preference of three parasitoids species Aphidius colemani, Lysiphlebus testaceipes and L. fabarum, used in biological control. While A. colemani showed higher rate of acceptation and suitability on the two aphid species, L. testaceipes and L. fabarum showed a preference towards A. fabae. Whereas, L. fabarum accepted M. persicae on two plants, only when mixed with A. fabae. We found that the host plant plays an important role in the acceptation and suitability of the parasitoid. In the third objective, based on the different qualities of aphid patches, addressed how female parasitoid makes patch-departure decisions from different densities of aphid patches and how previous patch experiences in the environment modify this decision-making process. We found that patch density affect the residence time of L. fabarum depending on patch series, and that the aphid density regardless what happened in the previous patch influenced the residence time. In the knowledge that sugar beet quality is strongly affected by the yellow viruses, transmitted by the aphid A. fabae, our fourth objective was to determine whether A. fabae feeding on virus inoculated plants, would affect the behaviour of the parasitoid L. fabarum. We tested the foraging behaviour of L. fabarum towards the aphids feeding either on inoculated or healthy plants. We investigated as well the capacity of parasitoid to develop inside the aphids feeding on inoculated plants until the emergence. We found that the inoculated plants had higher sugars and amino acids that may explain the larger size of aphid individuals. We found also that the number of antennal contact of L. fabarum was significantly increased on the aphid on the inoculated plants. No impact of plant virus was observed on the development of the parasitoid.

(fre) La betterave est une culture de grande importance économique partout dans le monde. Elle est attaquée principalement par deux espèces de pucerons (Aphis fabae et Myzus persicae) qui sont responsables de la transmission du virus de la jaunisse de betterave. Le contrôle de ces pucerons se fait par voie chimique et le seuil de densité toléré en culture est très bas en raison des risques de transmission de virus. La relation entre plante, virus, pucerons et le parasitoïde comme élément de contrôle biologique potentiel des pucerons a fait l’objet de cette thèse, avec une emphase particulière vers Aphis fabae. Dans une première étude, nous avons fait un état des lieux de la population d’A.fabae ainsi que de leur parasitoïdes présents en champs de betteraves biologique chez des maraichers du Brabant Wallon. On a trouvé que la densité d’A. fabae et le pourcentage de parasitisme étaient plus élevés à la fin du printemps et au début de l'été. Six espèces de parasitoïdes ont été enregistrées attaquant A. fabae sur le terrain, avec Lysiphlebus fabarum et Trioxys angelicae étant les parasitoïdes les plus abondants. Lorsque les deux espèces de puceron (A. fabae et M. persicae) sont présentes seules ou en même temps sur les betteraves ou les fèves, nous avons voulu à la deuxième étude, déterminer les préférences de trois espèces de parasitoïdes Aphidius colemani, Lysiphlebus testaceipes et L. fabarum susceptibles d'être utilisés comme agents de lutte biologique. Les meilleurs taux d’acceptation et d’adéquation ont été enregistrés pour A. colemani. L. testaceipes et L. fabarum ont montré une nette préférence pour A. fabae et L. fabarum a accepté M. persicae sur les deux plantes uniquement quand il a été mélangé avec A. fabae, Nous avons constaté que la plante hôte a joué un rôle important dans l'acceptation et l’adéquation de l'hôte. Face à différentes qualités de colonies d’hôtes, Nous avons comparé à la troisième partie, l’impact de la richesse ou la pauvreté du patch précédemment visité en termes de nombre de pucerons (A. fabae) présents, sur le comportement de la femelle L. fabarum étant le parasitoïde le plus abondant de ce puceron en culture de betterave. On a trouvé que la densité d’un patch influence le temps de résidence de L. fabarum en fonction des séries et que ce temps de résidence est influencé par la densité d’hôtes de ce patch sans prendre en compte ce que s’est passé dans le patch précédent. Sachant que la physiologie de la betterave peut être fortement affectée par le virus de la jaunisse transmis par A. fabae, l’objectif de la quatrième partie était de déterminer si des pucerons A. fabae, qui s’étaient développés sur des betteraves virosées seraient perçus différemment par le parasitoïde L. fabarum. On a testé le comportement d’exploitation du parasitoïde, vis à vis des pucerons qui se développent sur plante virosée par rapport à ceux-ci qui se développent sur plante saine, ainsi que la capacité d’un oeuf du parasitoïde pondu dans un puceron élevé sur une plante virosée à se développer jusqu’à émergence de l’adulte. Nous avons constaté que les plantes inoculées avaient des concentrations plus élevées de sucres et d'acides aminés, les pucerons y élevés étaient plus grands et le nombre de contacts antennaires du parasitoïde a augmenté de manière significative. Cependant, nous n’avons pas trouvé une influence du virus sur le développement ou l’émergence du parasitoïde.