Extraction d’ADN

L’espèce en question est à pollinisation croisée, où les inflorescences femelles (épis) et mâles (panicules) occupent des endroits distincts sur la plante. Le fruit, un caryopse, se développe sur l’épi, qui peut en porter 300 à 1000 grains (FAO, 1993). Chaque grain est composé d’un germe (embryon + cotylédon), d’un albumen et d’une enveloppe extérieure dure qui empêche l’entrée de champignons et de bactéries, le péricarpe :

 l’embryon (11 % du grain), couramment appelé « germe », situé à la base du grain qui comprend l’embryon proprement dit ou « gemmule » et le scutellum,

 l’albumen (83 %), tissu de réserve (blanc ou jaune), essentiellement composé de grains d’amidon et

 l’enveloppe extérieure (6 %), fine membrane (incolore, rouge ou violette) translucide et fibreuse, issue du péricarpe de l’ovaire (FAO, 1993).

Le maïs reste dans les pays les moins développés, avant tout une culture vivrière et conserve une place dans l’alimentation humaine. Il est devenu pour beaucoup de pays, la base essentielle de l’alimentation animale ainsi qu’une matière première très importante pour l’industrie. Le grain est un aliment très complet constitué essentiellement d’amidon (environ 70 %), des protéines (10%), des matières grasses (environ 5%), des minéraux (calcium, phosphore) et des vitamines (la provitamine A’ ou caroténoïdes, et la vitamine E). Les fibres alimentaires sont le composant chimique en quantité abondante du grain de maïs après les glucides, les protéines et les graisses.

Appartenant à la plus grande famille de Coléoptères (environ 50 000 espèces), le genre Sitophilus compte 3 espèces inféodées aux céréales: le charançon du maïs, Sitophilus zeamais (Motschulsky, 1855) ; celui du riz, S. oryzae (Linnaeus, 1758) et S. granarius (Linnaeus, 1758) pour le blé. La position systématique actuelle de ces charançons inféodés aux céréales est :

Règne : Animal

Embranchement : Arthropodes

Sous-embranchement : Antennates

Classe : Insectes

Sous-classe : Ptérygotes

Super-ordre : Coléoptéroïdes

Ordre : Coléoptères

Sous-ordre : Polyphaga

Super-famille : Phytophagoidea

Famille : Curculionidae

Sous-famille : Rhynchophorinae

Genre : Sitophilus

Espèce zeamais Espèce oryzae Espèce granarius

Figure 5a: Adulte de S. zeamais. Figure 5b: Adulte de S. oryzae.

Source:http://www.google.sn/imgres?q=sitophilus+zeamais&hl=fr&rlz=1R

Source: http://www.google.fr.

Figure 5c: Adulte de S. granarius.

Source:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sito philus.granarius.jpg.

Sitophilus zeamais Motschulsky, vit dans les pays tropicaux et subtropicaux. L’infestation initiale de grains de maïs est observée aussi bien pour les stocks au magasin que les épis avant la récolte (Adedire et Lajide, 2003 in Asawalam et al., 2008). En écartant les bractées des épis au champ, on constatera non seulement la présence de charançons, mais également les perforations irrégulières qu’ils pratiquent dans les grains, lors des prises de nourriture ou lors de la ponte (Ortega, 1988). Cependant, avec une dispersion plus grande, cet insecte prolifère surtout dans le maïs égrainé, et parait plus exigeant pour la température que S. oryzae. On peut le trouver sur le riz ou même le sorgho, si sa céréale préférée n’est pas disponible. Son développement est ralenti considérablement par une baisse de l’humidité relative en dessous de 20-40% (Kouassi, 1991).

Le cycle de vie de S. zeamais dure en moyenne 36 jours avec une femelle qui pond environ 200 œufs au cours de sa vie. A l’aide de son rostre, elle creuse un trou dans le grain et y dépose des œufs qu’elle recouvre d’un bouchon muqueux facilement détectable (Philogène et al., 1989). Cet insecte à reproduction sexuée infeste le grain par la ponte d’un ou plusieurs œufs mais une seule larve s’y développe (Delobel et Tran, 1993 ; Philogène et al., 2002 ; Danho, 2003). A la suite d’une période d’incubation de 5 à 6 jours, la larve éclot et se développe à l’intérieur du grain (Sharifi et Mills, 1971; Longstaff, 1981). Elle en profite pour produire une poudre qui rend le maïs impropre à la consommation. Toujours à l’intérieur du grain, elle mue quatre fois, pour  donner une nymphe, après 6 à 8 semaines. Les adultes émergent laissant un trou au grain, ainsi, ils sont capables de voler dès leur sortie et peuvent vivre pendant 5 à 8 mois (annexe II).

Tout comme Sitophilus zeamais, S. oryzae L. se rencontre en association et a sa propre céréale de prédilection (le riz), mais est à mesure de coloniser d’autres types de cultures si cette dernière n’est pas disponible. Il est en train de s’établir dans les régions tempérées en raison surtout de l’importation des matières premières (Anon., 2012). Certains ont la capacité de voler et peuvent donc attaquer les céréales aux champs avant la récolte. Dans de bonnes conditions (28 à 30°C; 70% HR), le cycle complet dure environ un mois (Camara, 2009). S. oryzae se développe bien à une température comprise entre 13°C et 34°C avec une teneur en eau des grains de 14% et une humidité relative avoisinant 45. Il se développe dans les mêmes grains que le charançon du blé; mais, il se rencontre, d’autre part, en Afrique du Nord, dans les légumineuses telles que le pois chiche et le niébé (Duget, 1986 in Kouassi, 1991).

Avec un cycle de vie similaire à celui du charançon de maïs, S. oryzae est sexuellement mature le jour même où l’insecte sort du grain. Après accouplement, la femelle pratique à l’aide de son rostre, un trou dans le grain, pour y déposer directement, l’œuf qu’elle recouvre d’une matière gélatineuse qui durcit à l’air (Kouassi, 1991). Apres durcissement, il apparait une petite zone en relief sur la surface du grain, ce qui fournit la seule preuve visible de l’infestation. La durée d’incubation est environ 10 à 15 jours au cours desquels, la larve ronge l’intérieur du grain, se développe et s’y nymphose. Dans les conditions de 28 à 30°C et 70% HR le cycle complet dure 30 jours et l’imago émerge au bout d’une semaine (Camara, 2009).

Figure 6 : Métamorphose complète d’une larve de Sitophilus oryzae jusqu’au stade adulte (Source: Cruz et al., 1988).

Communément appelé charançon du maïs, Sitophilus zeamais (Motschulsky) est un ravageur primaire largement répandu sur le maïs en Afrique. Etroitement dépendant de la pluviométrie et de la teneur en eau du grain, ce coléoptère peut à lui seul engendrer en 5 mois de stockage 50% de dégâts (Moyal, 1992).

Dans les régions chaudes, le charançon du riz, S. oryzae, est considéré comme l’ennemi le plus redoutable des grains. Des études antérieures ont révélé l’importance des dégâts que causent ces insectes au niveau des stocks. En effet, la larve de ce charançon consommerait 10 mg de grains pendant son développement (incontestablement à l’intérieur du grain) alors que l’adulte consommerait 0,49 mg par jour (Kehe, 1975 ; Fleurat-Lessard, 1984 ; Yadi, 1987 in Kouassi, 1991). Les pertes au cours du stockage nous renseignent qu’autant les épis que le maïs égrené sont sujets aux attaques des ces charançons qui réduisent subséquemment le poids de la denrée en cas de forte infestation. D’après Guèye et al. (2011), en six mois seulement, les taux évalués sont estimés à près de 18 % avec le maïs égrène, 20 % avec la conservation en épis et près de 27 % dans le cas d’un stockage en épis suivi d’un égrenage.

Figure 7 : Adultes de Sitophilus zeamais émergeant des grains de maïs après infestation.
Source : http://www.grainscanada.gc.ca/storage-entrepose/pip-irp/mw-cr-eng.htm.

D’après Avise (2006), un marqueur moléculaire est un fragment d’ADN (information génétique) ou sa représentation moléculaire (ARN, protéines). C’est un type de marqueur génétique composé de fragments d’ADN qui servent de repères pour suivre la transmission d’un segment de chromosome d’une génération à l’autre. Les principales variations des marqueurs moléculaires proviennent soit d’un polymorphisme de séquence, soit d’un polymorphisme de nombre d’unités de répétitions (c’est le cas des microsatellites, qui présentent des répétitions en tandem). Il existe différentes sortes de marqueurs :

 les marqueurs nucléaires, comme le 18S, le 28S, l’ITS1, l’ITS2,…

 et les marqueurs mitochondriaux entre autres, le cytochrome b, cytochrome oxydase I (COI), cytochrome oxydase II (COII),…

Les échantillons de Sitophilus zeamais et S. oryzae qui ont fait l’objet de cette étude ont été collectés dans 7 localités du Sénégal, plus précisément: Bambey (région de Diourbel) située à 14°42’ N / 16°27’W ; Mbassis, (14°04’ N / 16°25’ W) zone insulaire ; Keur Ayip ( 13°35’ N / 15°36’ W) ; Karang (13° 35’ N / 16°42’ W) ; Missirah ( 13°31’ N / 13°30’ W) ; Salémata ( 12°37’ N / 12°49’ W) et Diaroumé (12°59’ N / 15°37’ W). L’étude est étendue dans une localité appartenant à la région naturelle de la Moyenne Guinée qui est la plus grande zone maïsicole de la République de la Guinée : Labé (11° 19′ N et 12° 16′ W).

Chaque population correspond à un groupe d’individus provenant d’une même localité. Les populations issues d’une même zone agro-écologique forment un groupe. Chaque échantillon est codé en utilisant la première lettre du nom de genre en majuscule, la première et la dernière lettre du nom de la localité de collection respectivement en majuscule et minuscule, et un numéro d’ordre (exemple SKg1, S = Sitophilus, Kg = Karang ; 1= individu numéro 1).

Ainsi, les individus SSa, SDi, SBa, SMi, SKg, SKe et SMb proviennent du Sénégal et les spécimens SLa, de la République de Guinée. Le ciblage des zones de l’étude a été fait en tenant compte de la position géographique; donc de l’appartenance des localités aux zones agro-écologiques (tableau 1).

Le planning d’échantillonnage a débuté au moment du stockage dans les maisons ou dans les lieux de commercialisation. C’est ainsi que 1 kilogramme de maïs, cultivé dans le pays par des producteurs locaux soit pour la consommation soit pour la vente dans le marché local, est prélevé soit au niveau des greniers, des cuisines, des cases, des chambres soit dans les champs ou les magasins. Ces échantillons sont ensuite ramenés à l’insectarium et des insectes y sont collectés et conservés dans de l’alcool 96% en vue de faire des études génétiques. Le maïs ainsi débarrassé de ces insectes adultes contient aussi des œufs et autres formes larvaires. Ce qui permet d’en faire un élevage de masse dans des bocaux afin d’augmenter la population échantillonnée par une deuxième génération.