Duperie olfactive et pollinisation chez le palmier à huile

Laurence BEAUDOIN‐OLLIVIER

Brigitte FREROT

Alassane COFFI, Albert FLORI

Journée Filière Palmier à Huile – juillet 2012

A strategic crop for South Countries

Monocotyledone Arecaceae (Palmacae)

Oil demand : +3% per year since 30 years

11 kg / m / year in 197520,5 kg in 200525 kg in 2020

For 9,2 milliards of people in 2050 : 230 millions tonnes

Pollination is important for fruit set and production

• Female flower : bunch 3 to 50 kg (300 to 3 000 fruits)• 27 months between flower sex differentiation and bunch harvest.• 6 months between flowering and harvest

Reproduction : OP is monoecious and allogamous, cross fertilization

Elaeidobius spp. interactions  with oil palm flowerspollination

Mutualism

♀ flower mimics ♂ flower odor(s)Deception but pollination

Elaeis oleifera Elaeis guineensis© T. D

urand‐Gasselin

© T. D

urand‐Gasselin

© T. D

urand‐Gasselin

InterspecificHybrid

Objectives

• Get knowledges on interactions between E. oleifera and E. guineensis and Elaeidobius spp.

• Optimizing pollination in South East Asia

• Evaluating the selected varietes

• Optimizing pollination of the interspecific hybrid

Study on the relation between flower

in anthesis and insect attraction

Chemical and behavioral approaches

Identification of odors released by the palm tree flowers in anthesis

Comparative study of Elaeidobius attraction by

male and female flowers  for both 

E. oleifera and E. guineensis

Elaeidobius attracted to male and femaleflower in anthesis using glu traps

Anova : No difference between FMA & FFA E. guineensis for all the Elaeidobiusspecies.

All Elaeidobius sp are collected aroundE. guineensis flowers (♂ and ♀).

0

10

20

30

40

50

60

Average

 of insects trap

ped (n=2)

Espèces

MFA guineensis

FFA guineensis

0

10

20

30

40

50

60

Average

 of insects trap

ped 

per flower (n

=2)

Espèces

MFA oleifera

FFA oleifera

Insects trapped during COV collection (male flower in anthesis)

0

50

100

150

200

250

Oleifera Guineensis

E kamerunicus

E plagiatus

E subvittatus

0

50

100

150

200

250

EK ♂ EK♀ Ep♂♀ ES ♂♀

Oleifera 1/2

Oleifera 2/2

Guineensis

E. oleifera attracts mainlyE. plagiatus and then subvitatus

E. guineensis attracts several Elaeidobius species whereas E. oleifera does not attract E. kamerunicus

There are differences of attractivity depending of Elaeis species

CONCLUSION

Discrimination between  

E. oleifera and E. guineensis

Behavior tests

Nb of insectsn =11

MFA FFA No choice

Initial choice 4 5 2

Final choice 7 2 2

FFA Eg  MFA Eg 

For initial choice, 50:50When initial choice is MFA = definitive choiceWhen initial choice is FFA then definitive choice is MFA

0

1

2

3

4

5

6

7

8

MFA FFA No choicenb

 of insects te

sted

insect choice

Initial

Final

MFA Eo  MFA Eg  MFA Eg  MFA Eo 

N=50 MFA Eg MFA Eo no choiceE. kamerunicus 9 0 5E. plagiatus 6 1 5E.subvitattus 13 4 7total 28 5 17

N= 34 MFA Eg MFA Eo no choiceE. kamerunicus 6 0 3E. plagiatus 6 2 0E.subvitattus 7 3 7total 19 5 10

Choice between male flower  E. guineensis and E. oleifera

No significative difference between left or right sides

MFA Eg significantly more attractive than 

MFA Eo

0

2

4

6

8

10

12

14

MFA Eg MFA Eo No choice

nb of insect tested

insect choice

Ek

EP

ES

0

2

4

6

8

10

12

14

MFA Eg MFA Eo No choice

nb of insect tested

insect choice

Ek

EP

ES

Choice between male flower for E. guineensis and E. oleifera forE. subviattus depending of flower status

MFA Eo  MFA Eg 

N=30 MFA Eg MFA Eo no choice

E.subvitattus 6 7 17

MFA Eo  MFA Eg 

N=19 MFA Eg MFA Eo no choice

E.Subvitattus 12 7 0

MFA J0 of collection MFA J+1 after collection

No difference between fresh and older flowersFor insects making a choice (n=32), no significant difference between Es for Eg (56%) and Es for Eo (50%). But only 32 insects ….

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

MFA Eg MFA Eo No choice

nb of insect tested

E. subvittatus choice

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

MFA Eg MFA Eo No choice

nb of insect tested

E. subvittatus choice

Elaeidobius is able to discrimate sex of the flower : MFA is more attractive to the insect.

MFA E. guineensis are more attractive than MFA E. oleifera for ALL Elaeidobius species together and there is no difference depending of sides.

For E. subvitatus, the difference of attraction between both palms may be less strong and there is no differenceof attraction between fresh and older flowers

CONCLUSION

VOCs comparison emitted by male flowers in anthesis

COV collection

GC‐MS analysis

• VARIAN 3400 and VARIAN ion Trap

• GC– Rxi‐5ms. 30 m, 0.32 id.

– 50°C to 300°C at 8°C /min.

• MS– 70eV,40 to 350 AMU.

1

3

2

2

2

4

3

N°1 missing

N°4 missing

Elaeis oleifera

Elaeis guineensis

Results : 

Differences in the compositions of the odors released by the two species

Quantities are lower in E. oleifera than in E. guineensis

Comparison of odors released by male flowers  in anthesis of Elaeis oleifera (red) and Elaeis guineensis(green)

2

2

3

4

3 trace

N°4 missing

N°1 missing

N°1 missing

Elaeis oleifera

Elaeis guineensis

Comparison of odors released by female flowers  in anthesis of Elaeis oleifera (red) and Elaeis guineensis (green) (Bénin)

Results : Differences in the compositions of the odors released by the two speciesQuantities are lower in E. oleifera than in E. guineensis

MAJOR RESULTS

• In both EG et EO, we found differences between male and female flower odors.

‐ The female flowers did not mimic completely the odor of male flowers

• There are differences between composition of E. oleifera and E. guineensis

‐ E. oleifera produced a lower quantity of global volatile compounds than E guineensis

‐ Some compounds are only produced by E. oleifera (1, 4)‐ The differences in odors is correlated with differences in the insect behavior

Conclusions (1)

Elaedobius spp. are attracted  by both oil palm species but are able to distinguish them

Main compounds are different depending of the oil palm species.

Conclusion (2)

• Pollination parameters have to be taken into account by the breeders to maintain an effective system

• Odors might be a pollination quality marker

Expected results 1/2Short terms :

– Identification of chemical cues that indicate the necessity or not for hand pollination in: 

• existing hybrids• future hybrids

– knowledge on variability in odour production should help to understand variability in pollination quality

Long terms: – Identification of chemical cues that act on insect pollination behavior to develop:

• Pollination spot: insects are attracted by artificial odors in a spot with pollen

– Create palm tree hybrids compatible with what pollinator insects request for visiting flowers

Expected results 2/2

Population dynamicInsect activity period (daytime, night….)Flight activity depending of planting materialFlight ability and distance (flight mill experiment)

Short term

Understanding mechanisms of flowerpollination (olfactometer tests and field tests)‐ Recognition of the sex, the stage, the planting material by the insect‐ Evaluation of identified compounds on insect behavior to develop a synthetic attractant

Long term

Thank you