La chenille processionnaire du pin...5-Partie I le bacille de Thuringe : ses propriétés entomopathogènes

Le bacille de Thuringe, une bactérie utilisée depuis plus de 30 ans dans la lutte contre les chenilles défoliatrices des forêts en France (Martin J.C*, Bonneau X*)



Le bacille de Thuringe, Bacillus thuringiensis (Bt), est une bactérie Gram-positive en forme de bâtonnet de la famille des Bacillaceae. Isolée pour la première fois au début du vingtième siècle à partir de vers à soie infectés au Japon, on lui associe rapidement des propriétés entomopathogènes. Son nom provient de sa description en 1911 par Berliner en Thuringe (Allemagne), chez l'insecte Anagasta kuehniella (lépidoptère). Il s'agit d'une bactérie ubiquiste de notre environnement, elle est présente dans le sol à l'état naturel dans le monde entier, ainsi que fréquemment au niveau des feuilles de nombreux végétaux (Theunis et al., 1998), même si on l'isole majoritairement au niveau de cadavres d'insectes. On compte aujourd'hui près de soixante-dix sous-espèces identifiées par leur sérotype flagellaire.

Nous nous intéresserons plus particulièrement à Bacillus thuringiensis kurstaki sérotype 3a3b (Btk), dont la souche HD-1 est utilisée dans la production d'insecticides visant les larves de lépidoptères. La bactérie 3a3b ne produit pas d'exotoxines, mais des cristaux protéiques qui comprennent chacun cinq endotoxines, trois CryI et deux CryII, qui vont conduire à la mort de l'insecte grâce à la combinaison d'action de plusieurs mécanismes.

Une fonction entomopathogène dépendante de l'ingestion du produit par les chenilles

Après avoir été ingéré par la chenille, le cristal est dissout dans l'intestin, grâce à l'action du pH proche de 10 (Tojo et Aizawa, 1983) qui, comme dans le cas des spores, détruit l'enveloppe cristalline et libère des protoxines. Celles-ci, sous l'action des protéases intestinales, sont lysées (protéolyse sur la figure 1) et donnent un fragment protéique appelé toxine qui va aller se fixer sur des récepteurs spécifiques de la paroi intestinale de l'insecte. Il y a alors perforation de la paroi membranaire qui provoque un flux d'électrolytes et d'eau dans les cellules épithéliales (Grochulski et al., 1995), aboutissant finalement à la lyse de ces cellules. La chenille cesse de s'alimenter dès lors que la toxine commence à lyser les cellules de son intestin, et la mort intervient quelques jours plus tard à quelques dizaines de jours suivant le stade larvaire de celle-ci.



Ce mécanisme nous permet de remarquer une double spécificité de la toxine à l'insecte : la première concerne la solubilisation du cristal grâce à un pH alcalin qui, d'après Wilson et Benoit (1993) est extrêmement rare, alors que la seconde est liée au caractère spécifique de la liaison toxine-récepteur membranaire (Aronson et al., 1999).

La toxicité du Btk est majoritairement causée par les endotoxines, est aussi extrêmement liée à la germination des spores. En effet, le pH élevé de l'intestin des larves de lépidoptères permet aux spores ingérées de germer et de provoquer ainsi une septicémie. La synergie d'action entre les spores et les toxines, a été rapportée dans plusieurs cas, notamment chez la teigne des crucifères Plutella xylostella (Liu et al, 1998).

Localisation et identification de Bacillus thuringiensis

La plupart des techniques microbiologiques courantes sont utilisables pour localiser, voire identifier cette bactérie.



Le dénombrement sur milieu nutritif reste le plus simple à mettre en œuvre car c'est le moins exigeant en matériel. Il consiste à laisser se développer les bactéries sur un milieu enrichi en facteurs nutritifs et favorisant ainsi leur croissance. Il permet de dénombrer la concentration en bactéries d'une solution initiale ou présente sur feuillage après traitement BtK (photo ci-dessus).