The effect of starch and of a heteropolysaccharide fraction from Phaseolus vulgaris on development and fecundity of Callosobruchus chinensis (Coleoptera: Bruchidae)

A heteropolysaccharide fraction was isolated from Phaseolus vulgaris beans in which it comprises at least 1% of the dry weight of the beans. This heteropolysaccharide increases larval mortality and decreases the rate of larval development and the number of eggs deposited by females of Callosobruchus chinensis, when incorporated in artificial beans in which the larvae feed. It is composed of galactose, glucose, xylose, arabinose and traces of rhamnose, as determined after acid hydrolysis. Of these individual sugars, arabinose and xylose affect adult fecundity as well. However, partial enzymic hydrolysis of the heteropolysaccharide fraction by C. chinensis larval midgut contents releases only glucose, galactose and trace amounts of arabinose, and the integral structure of heteropolysaccharide may be necessary for biological activity. the incorporation of the starch granules of Phaseolus vulgaris beans into artificial beans increases larval mortality and decreases the rate of larval development of C. chinensis. It is suggested that the heteropolysaccharide fraction as well as the starch are part of a complex of natural components of Phaseolus vulgaris beans that make these beans resistant to C. chinensis.

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Résumé Ce travail cherche à préciser pourquoi les graines de haricot (Phaseolus vulgaris) ne sont pas attaquées par la Buche chinoise (Callosobruchus chinensis), espèce cependant très polyphage.Les graines de haricot renferment 1% d'un hétéropolysaccharide, qui s'est révélé accroître la mortalité et ralentir le développement des larves de cette Bruche, mais qui aussi réduit la fécondité des femelles adultes. Ces observations ont été faites à partir d'élevages sur des milieux artificiels normalement favorables, présentés sous forme de haricots, par un moulage approprié.Une hydrolyse acide de cet hétéropolysaccharide libère du galactose, du glucose, du xylose, de l'arabinose et des traces de rhamnose. Ces sucres simples sont testés: l'arabinose et le rhamnose influencent le développement des larves, tandis que le galactose, le xylose et à nouveau l'arabinose, ont un effet sur la fécondité des femelles (réduction de la fécondité à 40% de la normale avec 1% d'arabinose).Toutefois l'hydrolyse enzymatique de cette fraction hétéropolysaccharidique, par le contenu stomacal de larves de C. chinensis reste partielle et libère seulement du glucose, du galactose et des traces d'arabinose. II est possible que la structure intégrale de l'hétéropolysaccharide soit nécessaire à son activité biologique.Un autre facteur défavorable à C. chinensis pourrait être la nature même des grains d'amidon de Phaseolus. Cet amidon incorporé à l'aliment artificiel accroît en effet la mortalité larvaire et ralentit la vitesse de développement. Cet effet défavorable pourrait être dû à la non digestibilité des grains d'amidon entiers.Il est suggéré que la fraction hétéropolysaccharide et l'amidon de Phaseolus sont deux des facteurs présents dans la graine de haricot qui lui confèrent sa résistance naturelle à la Bruche chinoise.

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Supported in part by the Research and Development Authority of the Hebrew University of Jerusalem.