OA21357A - Biopesticide et son procédé de fabrication dans la lutte contre les larves de moustiques. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne généralement le domaine des compositions et des procédés pour contrôler les organismes et les populations de parasites qui sont connus pour avoir un effet néfaste sur la vie humaine et les activités humaines. Elle concerne particulièrement un biopésticide obtenu à partir d'extrais de tubercules de préférence le manioc, la patate douce et l'igname et de souches de Bacilius thuringiensis pour la lutte contre les larves de moustiques. L'invention concerne en outre le procédé de fabrication du biopesticide et son utilisation. Le produit ainsi obtenu se présente sous forme de solution à pulvériser dans les environnements infestés par les moustiques et les larves de moustiques (fosses septiques, flaque d'eaux ménagers et autres endroits. Le produit présente des avantages du point de vue de son efficacité, de sa facilité d'usage, de sa disponibilité et son odeur très agréable. En effet, il est d'un coût accessible pour les populations, éco-responsable et ne présente aucun danger sur le plan sanitaire. Son temps d'action dans l'environnement est relativement long environ 90 jours et constitue un produit purement biologique et non chimique.
Description
Biopesticide et son procédé de fabrication dans la lutte contre les larves de moustiques
La présente invention concerne généralement le domaine des compositions et des procédés pour contrôler les organismes et les populations de parasites qui sont connus pour avoir un effet néfaste sur la vie humaine et les activités humaines. Elle concerne particulièrement un biopesticide obtenu à partir d’extrais de tubercules de préférence le manioc, la patate douce et l’igname et de souches de Bacillus thuringiensis pour la lutte contre les larves de moustiques. L’invention concerne en outre le procédé de fabrication du biopesticide et son utilisation.
Les maladies transmises par des vecteurs tels que les insectes ou les tiques représentent un problème de santé publique majeur pour l’être humain et les animaux en Afrique de l’Ouest comme dans les autres régions tropicales et subtropicales. Elles menacent par ailleurs constamment l’économie. La lutte contre les organismes nuisibles (porteurs de maladie ou détruisant les cultures) se fonde en règle générale sur l’utilisation de pesticides de synthèse, dont le mode d’action principal est d’attaquer les tissus nerveux des insectes. Le problème aujourd’hui est que ces pesticides sont de moins en moins efficaces, car les insectes développent toujours plus de résistances. Ce phénomène se produit lorsqu’une petite partie d’une population d’insectes est capable de survivre à un insecticide à action rapide avant de se multiplier et de transmettre sa résistance à sa descendance. De plus, des études montrent que l’utilisation massive d’insecticides dans la lutte contre les vecteurs de maladies et les nuisibles a des conséquences négatives sur la santé de l’être humain et des animaux, et porte atteinte à l’environnement du fait de l’augmentation des résidus de pesticides et de l’accumulation de produits chimiques toxiques.
Le domaine de procédés alternatifs et respectueux de l’environnement pour lutter contre les nuisibles est encouragé.
Il existe dans l’état de la technique des solutions écologiques capables de s’adapter efficacement aux différents écosystèmes locaux et d’agir conjointement sur les vecteurs pertinents pour l’être humain et les animaux. De telles approches cherchent à réduire, d’une part, la quantité d’insecticides utilisés et, d’autre part, les conséquences potentiellement nocives sur l’être humain, les animaux et l’environnement. L’idée est d’employer un produit antiparasitaire qui soit efficace en petite quantité et contre lequel les insectes visés ne peuvent pas, ou seulement difficilement, développer de résistance. Par exemple les champignons entomopathogènes sont de plus en plus souvent considérés comme une solution prometteuse et un élément central d’une stratégie intégrée qui comprend également d’autres mesures. Lorsqu’ils parasitent leurs hôtes, ils produisent différentes toxines mortelles pour les insectes visés. Le champignon infecte par exemple les moustiques en faisant germer des spores dans la cuticule (couche externe) de ses hôtes. Une fois qu’il s’est fixé, le champignon se développe sur son hôte en produisant des protéines spécifiques à l’espèce infectée afin de digérer la cuticule et de la décomposer. Il supprime ensuite la réponse immunitaire de son hôte et prolifère rapidement à l’intérieur, ce qui finit par tuer l’hôte.
Des études montrent que ces biopesticides fongiques sont sûrs et qu’ils représentent un risque minimal pour l’être humain, d’autres vertébrés et l’environnement mais présentent des limites. En effet, les effets des champignons sont relativement lents, car leurs toxines n’agissent pas immédiatement. Ainsi, on ne peut pas observer tout de suite l’impact des champignons sur les moustiques. Comme il s’agit d’un moyen de lutte biologique à action lente, celui-ci fonctionne à l’échelle d’une population de vecteurs uniquement dans la mesure où il est appliqué régulièrement pendant une longue durée et sur une large surface. Bien que sa production soit relativement aisée, son coût est élevé car il faut trouver des moyens économiques pour continuer à améliorer l’efficacité et la durabilité de cette solution, réduire la sensibilité aux changements de température.
La lutte biologique contre les moustiques en Afrique et notamment au Bénin peut être efficace avec une meilleure valorisation des produits issus de l'agriculture et cela par la production de biopesticides efficaces, à moindre coût et accessibles aux populations.
L’objet de la présente invention est de répondre à cette préoccupation en proposant un biopesticide naturel obtenu à partir de déchets agricoles tels que les pelures d’igname, de manioc et de patate douce en combinaison avec des souches de bactérie du genre Bacillus thuringiensis de préférence le Bt 189, le Bt 492, le Bt 493. L’inventeur a réalisé de manière surprenante que Bacillus thuringiensis est une bactérie naturellement retrouvée dans les sols et qui a un fort potentiel létal sur les larves de moustiques. Cette bactérie étant très difficile à cultiver mais très efficace pour une lutte biologique contrôlée, son application avec des pelures d’igname ou de patate douce ou de manioc a permis de fabriquer un milieu viable et avec des possibilités de croissance de ladite bactérie.
Un autre objet de l’invention est de fournir un biopesticide pour la lutte contre les larves de moustiques.
Un autre objet de l’invention est de fournir un composé qui soit naturel, non nuisible pour l’homme et les autres organismes environnement et agit de manière ciblée sur les larves de moustique. Ce composé possède une longue durée d’action de trois mois et ne laisse pas de résidus indésirables dans l’environnement après son temps d’action.
Un autre objet de l’invention est de proposer une solution sous forme liquide ou de gaz destinée à être pulvérisée dans les environnements infestés par les moustiques et les larves de moustiques présentes dans les fosses septiques, les flaques d’eaux ménagers.
Les buts ci-dessus et d’autres de l’invention sont atteints en fournissant un biopesticide à base de souches de Bacillus thuringiensis et de déchets organiques tels que les pelures d’igname, de patate douce et de manioc. Le produit est susceptible d’être obtenu dans un premier temps en épluchant les tubercules ci-dessus énumérés qui sont ensuite mixés avec de l’eau distillée et par centrifugation du mélange, est extrait de bouillon de culture auquel est introduit l’inoculum des souches bactériennes de Bacillus thuringiensis. Par des intervalles de temps donné et des températures données pendant au moins trois jours, une solution est obtenue pour servir de biopesticide.
Le produit qui vient résoudre ces différents problèmes énumérés dans l’état de la technique se veut pour lutter contre les larves de moustiques. La formulation a été validée après les tests in vitro et in vivo effectués.
Le processus d’obtention du biopesticide peut être illustré à travers le design expérimental qui se veut à titre d’exemple sans être limitatif.
a- Croissance bactérienne sur les géloses formulées à base de déchets agricoles
Les meilleures croissances bactériennes ont été obtenues avec la souche 189 de Bacillus thuringiensis sur le milieu de culture formulé à base de déchets agricoles de manioc (CEM) et qui s’est montré très peu favorable à la croissance des autres souches bactériennes. Le plus faible dénombrement a été obtenu avec la souche 493 de Bacillus thuringiensis sur le milieu de culture formulé à base de déchets agricole de manioc (YEM). Le tableau 1 représente les résultats du dénombrement (UFC/mL) obtenus pour chaque souche de Bacillus thuringiensis sur les géloses produites à base de déchets agricoles.
Tableau 1: Résultats en UFC/mL du dénombrement obtenus pour chaque souche
| Souche | YEM | SPE | CEM | MH |
| Æ/189 | 3,8.107 | 8.6.106 | 12,5.104 | 4.107 |
| Bt 492 | 5,9.107 | 8,6.108 | 3.108 | 11.108 |
| Bt 493 | 2.107 | 8,6.108 | 2,3.106 | 1,8.107 |
b- Variation de la croissance bactérienne en fonction du potentiel hydrogène et de la température des biopesticides
La souche 492 de Bacillus thuringiensis a montré une meilleure adaptation aux milieux de culture formulés. Elle a été utilisée pour une production des trois biopesticides à tester sur les larves de moustique. Les paramètres physicochimiques à savoir la température et le potentiel Hydrogène ont été relevés toutes les heures sur 12 heures et pendant 3 jours au niveau des fûts de production des trois biopesticides.
La figure 1 représente respectivement les courbes de suivi de température, du pH et de la croissance bactérienne dans les fûts de maturation des biopesticides. L’analyse des résultats montre que la variation des paramètres physicochimiques dans les fûts impacte sur la croissance bactérienne. Un abaissement de la température et une élévation du pH entraîne une croissance exponentielle des bactéries. Le biopesticides produit à base de déchets agricoles de manioc a été encore très peu favorable à la croissance des bactéries.
c- Impact de la concentration bactérienne sur l’activité larvicide des biopesticides (larves de moustiques Anopheles gambiae)
L’activité des biopesticides produits avec la souche 492 de Bacillus thuringiensis a été évaluée in vitro sur les larves de moustique Anopheles gambiae.
Les trois biopesticides ont présenté diverses activités selon les concentrations testées sur les larves de moustique. La vitalité observée entre 2h et 24h a varié selon un biopesticide à un autre. Les résultats obtenus ressortent une meilleure activité du biopesticide produit à base du milieu CEM sur les larves en fonction de la concentration bactérienne. Le biopesticide à base du milieu CEM a été le moins favorable pour la croissance bactérienne des souches de Bt mais a présenté la meilleure activité larvicide. La figure 2 représente l’impact de la concentration bactérienne sur l’activité larvicide des biopesticides.
Sur la base des résultats précédents, les étapes de fabrication du biopesticide peuvent énumérées ainsi qu’il suit :
Etape 1 : Préparation de l‘extrait des tubercules
La préparation de l’extrait a été réalisée en plusieurs étapes. Les épluchures de tubercules d’igname, de patate douce et de manioc sont choisies puis mixées avec de l'eau distillée avec le même volume que le poids des tubercules. Après la centrifugation du mélange à 8 000 tours pendant au moins 10 minutes, le surnageant est enlevé, mis de côté et considéré comme l’extrait.
Etape 2 : Préparation des milieux de culture à base des différents extraits des tubercules
Pour un flacon d’un 0,51itre à 1,5 litre de milieu de culture à base d’extrait, 10 à 25 millilitres d’extrait sont mélangés à 30 à 75 grammes de Chlorure de Sodium (NaCl), vingt à quarantecinq grammes d'agar et 5 à vingt grammes de glucose puis le volume est porté jusqu'à la quantité du récipient avec de l'eau stérile. Le milieu de culture est ensuite mis à l’autoclave à une température comprise entre 80 et 130°C pendant un intervalle de temps compris 30 minutes et 1 heure. Après la stérilisation, le milieu de culture est ramené à une température comprise entre 42-45 °C avant d’être coulé dans les boites de pétri.
Etape 3 : Culture de Bacillus thuringiensis spp
Trois souches Bacillus thuringiensis spp, notamment Bt 189, Bt 492 et Bt 493 sont ensemencées sur les milieux de culture et Muller Hillton. Un inoculum de Bacillus thuringiensis est apprêté pour la mise en culture.
Etape 4 : Mise en contact de la souche de bactérie avec le bouillon de culture
Les souches de Bacillus thuringiensis sont mises en culture chacune dans du bouillon nutritif pendant au moins 24 heures. Le bouillon nutritif est centrifugé et après préparation de l’inoculum, 0,5 à 2 ml dudit inoculum de chacune des souches bactériennes de Bacillus thuringiensis spp, Bt 189, Bt 492 et Bt 493, est déposé dans un bidon de 5 litres contenant le bouillon de culture obtenu à partir des extraits de déchets de tubercules puis agités manuellement. La température et la PH de départ dans les bidons sont enregistrées après l’ensemencement. Les bidons sont ensuite placés à la température ambiante de 27 degré pour mettre les bactéries en bonne condition de croissance. Toutes les heures, la température et le PH sont mesurés après homogénéisation du contenu des bidons pendant au moins trois jours.
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, il est prélevé dans chaque bidon tous les 5 4 heures un échantillon pour faire les dilutions sérielles utilisées pour faire le dénombrement bactérien. Pendant au moins trois jours, la croissance bactérienne est évaluée au microscope entre lame et lamelle. L’évaluation de l’activité des biopesticides in vitro sur les larves de moustiques Anophèles gambiae suivant des dilutions successives au demi est faite à partir des concentrations initiales sur 16 larves chacune. La vitalité est observée toutes les 2 heures de 8 10 heures du matin à 20 heures du même jour et le lendemain à 8h ce qui fait 24h de contact des larves avec les biopesticides.
Le produit ainsi obtenu se présente sous forme de solution à pulvériser dans les environnements infestés par les moustiques et les larves de moustiques (fosses septiques, flaque d’eaux ménagers et autres endroits. Le produit présente des avantages du point de vue 15 de son efficacité, de sa facilité d’usage, de sa disponibilité et son odeur très agréable. En effet, il est d’un coût accessible pour les populations, éco-responsable et ne présente aucun danger sur le plan sanitaire. Son temps d’action dans l’environnement est relativement long environ 90 jours et constitue un produit purement biologique et non chimique.
Claims (9)
1. Biopesticide pour la lutte contre les larves de moustiques, caractérisé en ce qu’il est obtenu à partir d’extrais de tubercules de préférence le manioc, la patate douce et l’igname et de souches de Bacillus thuringiensis.
2. Procédé de production du biopesticide selon la revendication 1, caractérisé par les étapes suivantes :
a) mise en contact de souches de Bacillus thuringiensis avec le milieu de culture extrait des tubercules de manioc, de la patate douce et de l’igname pendant au moins 24 heures ;
b) centrifugation du bouillon nutritif suivie d’une préparation de l’inoculum de chacune des souches de Bacillus thuringiensis (Bt 189, Bt 492 et Bt 493);
c) dépôt de 0,5 à 2 ml de l’inoculum de chacune desdites souches de Bacillus thuringiensis dans un bidon de 5 litres contenant ledit bouillon de culture puis agitation manuelle du bidon et prise de température après ensemencement ;
d) bidons placés à une température ambiante de 27 degrés pour permettre la croissance des bactéries en bonne condition ;
e) mesure chaque heure et de façon continue de la température et du PH après homogénéisation du contenu des bidons pendant au moins trois jours ;
f) prélèvement dans chaque bidon toutes les 4 heures de l’échantillon pour faire des dilutions sérielles pour le dénombrement bactérien ;
g) évaluation de la croissance bactérienne au microscope pendant au moins trois jours
h) évaluation de l’activité des biopesticides in vitro sur les larves de moustiques Anophèles gambiae suivant des dilutions successives au demi à partir des concentrations initiales sur 16 larves chacune ;
i) observance toutes les 2 heures le contact des larves avec les biopesticides.
3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit bouillon de culture est extrait des épluchures de tubercules d’igname, de patate douce et de manioc, lesdites épluchures étant mixées avec de l’eau distillée pour former un mélange, puis après centrifugation dudit mélange à 8000 tours, pendant au moins 10 minutes, le surnageant servant d’extrait.
4. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit milieu de culture est préparé selon les étapes suivantes :
- mélange du Chlorure de Sodium, d’agar et de glucose, dans des proportions respectives de 30 à 75 g, 20 à 45 g et 5 à 20 g, à 10 à 25 ml d’extrait du milieu de culture, le tout complété à de l’eau stérile dans un flacon dont le volume est compris entre 0,5 et 1,51 ;
- mise à l’octave du milieu de culture à une température comprise entre 80 et 130°C dans un intervalle de temps compris 30 minutes et 1 heure.
- Après la stérilisation, mise du milieu de culture à une température comprise entre 4245 °C, puis coulage dans des boites de pétri.
5. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications, caractérisé en ce que le biopesticide produit avec la souche 492 de Bacillus thuringiensis évaluée in vitro sur les larves de moustique Anopheles gambiae donne une meilleure activité dudit biopesticide sur lesdites larves en fonction de la concentration bactérienne.
6. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications, caractérisé en ce que ledit biopesticide à base du milieu CEM est le moins favorable pour la croissance bactérienne des souches de Bt mais présente la meilleure activité larvicide.
7. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications, caractérisé en ce que les variation des paramètres physicochimiques à savoir la température et le potentiel Hydrogène relevées toutes les heures sur 12 et pendant 3 jours au niveau des fûts de production des trois biopesticides, impacte sur la croissance bactérienne, un abaissement de la température et une élévation du PH entraînant une croissance exponentielle des bactéries.
8. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications, caractérisé en ce que ledit biopesticide ne présente aucun danger sur le plan sanitaire, son temps d’action dans l’environnement étant relativement long d’environ 90 jours et constituant un produit purement biologique et non chimique.
9. Utilisation du biopesticide sous forme de solution à pulvériser dans les environnements infestés par les moustiques et les larves de moustiques (fosses septiques, flaque d’eaux ménagers et autres endroits.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| OA21357A true OA21357A (fr) | 2024-05-10 |
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