Suppression of larval Colorado potato beetle growth and development by digestive proteinase inhibitors

Evidence is presented that the Colorado potato beetle (CPB) (Leptinotarsa decemlineata (Say)) depends, at least partially, on cysteine proteinases for protein digestion. Midgut homogenates of CPB larvae have a mildly acidic pH and exhibit major proteolytic activity in the mildly acidic pH range. This proteolytic activity is activated by reducing agents, is inhibited by E-64 (a specific cysteine proteinase inhibitor), and is not inhibited by serine proteinase inhibitors. In addition, consumption of E-64 treated potato leaves by CPB larvae at rates as low as 0.8 g/cm² of leaf tissue has a deleterious effect on larval growth and development.

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Résumé Les protéinases intestinales des larves de Leptinotarsa decemlineata sont en partie caractérisées par les pH limitant leur activité, et par l'effet d'inhibiteurs de protéinases de spécificités connues. Les protéinases ont été testées avec la méthémoglobine tritiée comme substrat et nous avons déterminé les taux relatifs de peptides radioactives TCA solubles, libérées, dans des conditions précises, pour des pH compris entre 2,0 et 12,0. Le taux le plus élevé d'activité protéolytique a été observé pour des pH 5,0 à 6,0, bien qu'il y ait eu une activité appréciable aux pH 4,0 et 8,0. Parmi les inhibiteurs examinés, le E-64, inhibiteur protéinase cystéine très sélectif, a été le plus efficace sur l'activité protéinase. La pepstatine, inhibiteur protéinase aspartique, a été actif, mais seulement dans une gamme plus moin de pH. Les inhibiteurs protéinase sérine, ont été pratiquement inactifs sur l'activité protéinase.Chez des larves de doryphores nourries de feuilles de pommes de terre traitées avec différentes concentrations de E-64 ou de pepstatine, la consommation de E-64 a retardé fortement la croissance larvaire et le développement, la pepstatine a provoqué un retard du développement plus limitée.Nos résultats suggèrent que le doryphore dépend, tout au moins partiellement, des protéinases cystéine pour l'assimilation des protéines.

     

Presence and partial characterisation of a major proteolytic enzyme in the larval gut of Callosobruchus maculatus

Protease activity in the gut of larvae of the bruchid beetle, Callosobruchus maculatus (a storage pest of cowpea seeds), has been investigated to help clarify nutritional mechanisms in view of reports that these insects carry out little or no proteolysis (Applebaum, 1964). Larval gut homogenates showed protease activity against a variety of different protein substrates, but did not hydrolyse a synthetic trypsin substrate. The proteolytic activity had a pH optimum of 5.4. It was not inhibited by serine protease inhibitors, but was inhibited by reagents reactive against-SH groups. Protein trypsin inhibitors from legume seeds which are not hosts to C. maculatus (soybean, limabean) were not effective inhibitors of the larval proteolytic activity but a cowpea protease inhibitor preparation and aprotinin partially inhibited proteolysis. The latter two inhibitors also inhibited the plant thiol protease papain. It is suggested that C. maculatus has replaced the normal insect proteases with an enzyme similar to plant proteases to evade the antimetabolic effects of trypsin/chymotrypsin inhibitors in seeds. Besides trypsin/chymotrypsin inhibitors, cowpea seeds also contain proteins which inhibit papain; these inhibitors were purified and were shown to be effective inhibitors of C. maculatus larval protease.

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Mise en évidence et caractérisation partielle d'une enzyme protéolytique importante du tube digestif des larves de Callosobruchus maculatus

Résumé Callosobruchus maculatus attaque les graines stockées particulièrement de Vigna unguiculata. L'activité protéolytique du tube digestif des larves a été examinée. Aucune hydrolyse n'a été observée contre la N-benzoyl arginine p-nitroanilide (substrat de la trypsine synthétique), mais la protéolyse a été mise en évidence en utilisant la viciline de V. unguiculata comme substrat naturel ou la myoglobine comme substrat artificiel, le p.H optimum est de 5,4. Les inhibiteurs chimiques des protéases de la sérine n'ont pas altéré l'activité enzymatique, mais les réactifs du groupe SH l'ont inhibée. Nous suggérons que cette protéase est une thiol protéase, c'est à dire avec un groupe actif semblable à celui de la papaïne, protéase végétale. En accord avec cette hypothèse, les inhibiteurs de protéine efficaces seulement contre la trypsine, c'est à dire les inhibiteurs de la trypsine de Glycine max et de la trypsine de Phaseolus lunatus n'affectent pas cette protéase larvaire, tandis que les protéines avec une faible action inhibitrice contre la papaïne (préparation inhibitrice de la protéase de V. unguiculata, aprotinine) inhibent partiellement la protéolyse par des extraits de tube digestif larvaire.Des inhibiteurs protéiques de papaïne extraits de graines de V. unguiculata sont des inhibiteurs très efficaces de la protéase larvaire. On peut penser que C. maculatus contient une protéase semblable aux protéases végétales, plutôt qu'aux protéases classiques, d'insectes, ce qui permet d'éviter les effets antimétaboliques directs des inhibiteurs de protéase (inhibiteurs de trypsine et de chymotrypsine) trouvés en quantité relativement importantes dans les graines de légumineuses.

     

Proteinases and amylases of larval midgut of Zabrotes subfasciatus reared on cowpea (Vigna unguiculata) seeds

Proteinase and amylase activities in larval midguts of the bruchid beetle Zabrotes subfasciatus (Boh.) (Coleoptera: Bruchidae) reared on cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) seeds were investigated. We could detect and isolate a proteolytic activity with a pH optimum of 5.5 (on azo-casein as substrate) which was activated by thiol reagents and inhibited by several compounds reactive against-SH groups. None of the plant protein inhibitors of serine proteinases utilized were effective inhibitors of this activity. This activity has characteristics of a cysteine class proteinase. We could also detect and isolate a proteolytic activity with a pH optimum of 3.5 (on hemoglobin as substrate) which was not influenced by activators or inhibitors of cysteine, serine, or metalloproteinases. This activity was totally inhibited by pepstatin, a specific inhibitor of aspartic proteinases. We conclude that this activity is due to an aspartic class proteinase. We found also that the aspartic class proteolytic activity is higher than the cysteine class proteinase activity in the midguts of Z. subfasciatus. This seems to be contrary to what is found in Callosobruchus maculatus (F.) larvae midguts. An amylolytic activity with the charateristics of an -amylase was also detected and isolated.

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Résumé Les activités protéinase et amylase ont été étudiées sur l'intestin moyen de larves de Zabrotes subfasciatus Boh. (Coléo, Bruchidae), élevées sur graines de Vigna unguiculata Walp. Nous avons pu déceler et isoler une activité protéolytique optimale à pH 5,5 (sur substrat d'azo-caséine) activée par des réactifs thiol et inhibée par plusieurs composés réagissant aux groupements SH. Aucun inhibiteur végétal des sérine-protéases utilisé n'a inibé efficacement cette activité qui présente les caractéristiques des protéines de la famille des cystéines. Nous avons pu déceler et isoler aussi une activité protéolytique optimale au pH 3,5 (sur hémoglobine comme substrat) qui n'était pas modifiée par les activateurs ou les inhibiteurs de cystéine, de sérine ou de métalloprotéinases. Cette activité était totalement inhibée par la pepstatine, inhibiteur spécifique des protéinases aspartiques. Nous en concluons que l'activité est due à une protéinase de la famille aspartique. Nous avons trouvé aussi que l'activité protéolytique de la famille aspartique était supérieure à l'activité protéinase de la famille cystéine dans l'intestin moyen de Z. subfasciatus. Ceci semble l'inverse de ce qui a été observé dans l'intestin moyen des larves de Callosobruchus maculatus F. (C.P. Silva & al, in litt.). Une activité amylolytique ayant les caractéristiques d'une -amylase a aussi été décelée.

     

Growth of Manduca sexta on wounded tomato plants: role of induced proteinase inhibitors

The effects of plant age and growing conditions on the wound-induced responses of tomatoes (Lycopersicon esculentum Mill) was studied. The impact of these variables on the suitability of tomato foliage as food was assessed both by growth rates of neonate Manduca sexta Johannson larvae and by radiometric assay for proteinase inhibitor concentration. Plant quality (as assessed by M. sexta growth rates) was decreased by wounding regardless of plant age or environmental conditions at the time of wounding. The decrease in quality was not necessarily associated with increased concentrations of proteinase inhibitor. When tested directly, high concentrations of proteinase inhibitor did not affect larval growth rates. Induction of foliar proteinase inhibitors in response to wounding was found to peak while the plants were young and decrease as the plants matured.

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Résumé Le feuillage de pieds de tomates (Lycospersicon esculentum Mill) a été endommagé à différents âges et dans différentes conditions écologiques. Les modifications de sa valeur alimentaire ont été testées avec des chenilles néonates de Manduca sexta Johannson et par des dosages radiométriques de sa concentration en inhibiteurs de protéïnase. Des plantes endommagées à 2 semaines provoquent une croissance larvaire plus lente que des plantes endommagées à 2 semaines provoquent une croissance larvaire plus lente que des plantes endommagées à 4 semaines. Des plantes soumises à une forte intensité lumineuse et à des températures élevées lors de leur altération provoquent une croissance larvaire plus lente que des plantes maintenues en serre pendant cette période. Les changements de la qualité des plantes mis en évidence par les taux de croissance larvaire n'étaient pas liés à l'importance de l'induction des inhibiteurs de protéïnase dans le feuillage. Quand les plantes sont endommagées à 3 jours d'intervalle, 10 à 30 jours après la germination, l'induction des inhibiteurs de protéïnase est maximale le 16^e jour et diminue ensuite. M. sexta se développe aussi bien sur les feuilles mûres de tomate, qu'elles contiennent ou non des concentrations élevées en inhibiteurs de protéïnase. Ces résultats montrent que la blessure a un impact négatif sur la valeur comme aliment pour M. sexta du feuillage de tomate, qui ne dépend pas de la quantité d'inhibiteurs de protéïnase induite dans les feuilles.

     

Resistance of different lucerne cultivars to the pea aphid Acyrthosiphon pisum: influence of phloem composition on aphid fecundity

Sugars and amino acids were analysed in the phloem sap (sampling by the exudation method) of four clones of lucerne (Medicago sativa L.) characterized by their resistance to the pea aphid, Acyrthosiphon pisum (Harris) (Homoptera: Aphididae). Differences in the qualitative amino acid balance are shown and a negative correlation between the reproductive rate of the aphid and the sugars/amino acids ratio is underlined. To demonstrate any causal relationship between these two variables, the reproduction of A. pisum on artificial diets copying the sap of the two extreme clones (resistant and susceptible) was measured. The results show that the resistance is not a simple nutritional effect; however, the amino acid balance contributes to the resistance exhibited by some cultivars.

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Résumé L'analyse (sucres et acides aminés) de la sève de 4 cultivars de luzerne (Medicago sativa) caractérisés pour leur résistance au puceron du pois (Acyrthosiphon pisum (Harris)) (Homoptera: Aphididae), est réalisée sur des exsudats de phloème. La teneur en sucres (exprimée en équivalent saccharose) montre d'importantes différences: rapport de 1 à 3 respectivement entre les clones sensible et résistant. La teneur globale en acides aminés exsudés varie en sens inverse, entraînant une corrélation négative pour les 4 clones étudiés entre le rapport sucre/acides aminés (0,6 à 3,6) et la résistance mesurée par le taux net de reproduction à 14 jours (78,5 à 11,2 larves/femelle). L'analyse des acidses aminés révèle de plus des différences qualitatives entre cultivars, notamment pour certains acides aminés essentiels méthionine, histidine, lysine, aromatiques.Le rôle de l'équilibre en acides aminés et en sacharose dans la résistance de certains cultivars au puceron du pois est apprécié par des mesures de la reproduction de A. pisum sur des milieux artificiels reproduisant le rapport sucre/acides aminés et/ou le spectre des acides aminés des 2 clones extrêmes (sensible et résistant). La résistance n'apparaît pas être le résultat d'une simple différence de la qualité nutritionnelle de la sève; la balance en acides aminés doit cependant participer pour une part à la résistance au puceron.

     

The impact of the discovery of vertebrate-type steroids and peptide hormone-like substances in insects

L'influence de quelques variables liées aux plantes de Phaseolus vulgaris (date de maturation, hauteur et nombre de graines dans les gousses) sur la ponte de la bruche du haricot Acanthoscelides obtectus a été étudiée dans la nature sur 20 pieds de haricot dont toutes les gousses ont été suivies puis récoltées.Les résultats montrent une bonne corrélation entre le nombre d'oeufs émis dans une gousse et le nombre de jours avec présence d'adultes sur cette gousse. La date de maturation influence fortement la contamination des gousses. Au niveau spatial, les pieds situés dans des zones non désherbées, où peuvent s'alimenter les adultes, sont les plus contaminés. Les autres variables semblent avoir moins d'importance.On note une très forte agrégativité des pontes dans certaines gousses qui sont, en général, parmi les premières mûres, mais cette agrégativité persiste même si les femelles ont le choix, sur un même pied, entre plusieurs gousses arrivées ensemble à maturité.     

Comparative resistance of Phaseolus vulgaris beans to Callosobruchus chinensis and Acanthoscelides obtectus (Coleoptera: Bruchidae): The differential digestion of soluble heteropolysaccharide

At a concentration of 1 %, a soluble heteropolysaccharide fraction derived from Phaseolus vulgaris beans prevents development of Callosobruchus chinensis but not of Acanthoscelides obtectus. At a concentration of 2 %, it partly inhibits A. obtectus. The differential response could provide a basis for selecting resistant bean varieties. The heteropolysaccharide contains arabinose, xylose, rhamnose, glucose and galactose in approximate molar proportions of 9 : 2 : 1 : 1 : 4. Its biological activity resides mainly in its integral basic structure and only to a small extent in its constituent sugars. The insensitivity of A. obtectus is due to its effectively digesting a large portion of the heteropolysaccharide, releasing most of the contained arabinose, at the larval mid-gut pH of 6.7–6.8. C. chinensis hydrolyses much less of it at its mid-gut pH of 6.4–6.6, whereby the biological activity of the polymer is retained. In vitro digestion of the heteropolysaccharide by A. obtectus enzyme results in a residue which is comparatively inactive on this beetle in vivo, but is still partly toxic for C. chinensis.

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Résumé A la concentration de 1 %, l'extrait de Phaseolus contenant l'heteropolysaccharide soluble, empêche le développement de Callosobruchus chinensis, mais non celui d'Acanthoscelides obtectus. A une concentration de 2 %, il inhibe partiellement ce dernier. Cette différence dans la réponse pourrait servir de base, en vue de la sélection de variétées de pois résistants.L'heteropolysaccharide contient de l'arabinose, du xylose, du rhamnose, du glucose et du galactose dans les proportions respectives approchées en moles 9 : 2 : 1 : 1 : 4. Son activité biologique réside principalement dans l'intégrité de sa structure fondamentale, et seulement à un faible degré dans ses sucres constitutifs. L'insensibilité de Acanthoscelides obtectus est due à ce qu'il digère effectivement une grande portion de l'heteropolysaccharide, libérant la plupart de l'arabinose contenu, cela à PH 6.7–6.8 de l'intestin moyen de la larve, Callosobruchus chinensis en hydrolyse beaucoup moins au PH 6.4–6.6 de son intestin moyen, à la suite de quoi l'activité biologique du polymère est conservée. In vitro la digestion de l'heteropolysaccharide par les enzymes d'Acanthoscelides obtectus engendre un résidu qui est comparativement inactif sur cette espèce in vivo mais est encore partiellement toxique pour Callosobruchus chinensis.

     

Influence du tégument des graines mûres de Vicia faba sur le développement larvaire de Callosobruchus maculatus

Résumé Des élevages expérimentaux deCallosobruchus maculatus (F.) (Coleoptera, Bruchidae) sur les graines deVicia faba décortiquées ou non, ou sur des pastilles faites des mêmes graines, ont permis de mettre en évidence une barrière empêchant le développement de la bruche.Avec les graines entières, toutes les larves meurent au premier stade enfoncées dans le tégument; alors qu'elles se développent normalement dans les graines décortiquées.Avec des pastilles de broyats de graines non décortiquées, la majorité des larves meurt avant le terme de leur développement; la plus forte mortalité est observée au quatrième stade larvaire. Les larves, qui survivent, accusent une augmentation de leur durée de développement par rapport à celles qui se nourrissent aux dépens des pastilles faites de graines sans tégument.     

Effect of artificial diet media, glucose, protein hydrolyzates, and other factors on oviposition in wax eggs by Trichogramma pretiosum

Artificial diet media were clearly inferior to dilute KCl-MgSO₄ solutions as ovipositional stimulants for Trichogramma pretiosum. Depending on their concentrations, glucose, protein hydrolyzates, and free amino acids either had no effect on or were inhibitors of oviposition when they were mixed with KCl-MgSO₄ solutions. Oviposition into artificial eggs containing salt solutions formulated to correspond to the concentration of potassium, magnesium, and sodium in insect components revealed that the hemolymph mimic and the mimic of Sitotroga cerealella eggs were poor, and that the mimic of whole Heliothis spp. larvae, which was similar to the concentration of these cations in Heliothis virescens eggs, was the most active in eliciting oviposition.

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Effet du substrat alimentaire artificiel du glucose, des hydrolysats de protéine et autres facteurs sur la ponte de Trichogramma pretiosum dans des oeufs en paraffine

Résumé La ponte de T. pretiosum Riley dans des milieux de culture contenant des concentrations de K⁺-Mg²⁺ correspondant à celle de l'hémolymphe d'insecte ou à celle des oeufs d'Heliothis virescens Fabricius était nettement inférieure à celle obtenue dans des solutions diluées de KCl, MgSO₄.La ponte dans des solutions de KCl-MgSO₄ était fortement inhibée par le glucose ou par l'hydrolisat de caséine à 2,5%. Le glucose et les hydrolysats de protéine et de levure à 1,3% ou à des concentrations inférieures n'ont pas stimulé la ponte. Des solutions aqueuses (sans KCl-MgSO₄) soit de glucose et d'hydrolysat de caséine, soit d'acides aminés libres ont été des stimulants de ponte extrêmement faibles. Quand des solutions de KCl, MgSO₄ et NaCl sont dosées en fonction des résultats d'analyses élémentaires des constituants de l'insecte, la ponte était très faible dans des oeufs artificiels contenant des solutions correspondant aux concentrations en K, Mg et Na, soit de l'hémolymphe d'Heliothis zea, soit des oeufs de Sitotroga cerealella. La ponte était beaucoup plus élevée dans des solutions correspondant aux analyses du dernier stade larvaire d'Heliothis spp. Par suite de l'activité de ponte plus élevée, du coût beaucoup plus faible et du niveau inférieur en éléments nutritifs disponibles pour entretenir la croissance microbienne, les solutions diluées de KCl-MgSO₄ peuvent être supérieures aux régimes artificiels et à l'hémolymphe pour la récolte d'oeufs de Trichogrammes à utiliser dans des régimes artificiels.

     

Interacting effects of increased tannin levels on leaf-mining insects

Tannin-rich extracts were painted on leaves of Q. emoryi (Fagaceae) that contained first instar larvae of a leaf miner, Cameraria sp. (Lepidoptera: Gracillariidae, Agrifoliella group), to test the role of tannins in increasing parasitism, while controlling for changes in protein content and physical damage. Miners from leaves that were treated with tannins had higher rates of parasitism by hymenopterans, but decreased mortality from other causes. The negative and positive effects of tannins balanced since overall larval survivorship was equivalent for leaf miners on tannin-enriched and control leaves. The tannin-rich extract also affected larval development because pupal weight was decreased for leaf miners in treated leaves. Tannins can have both adverse and beneficial effects on these phytophagous insects.

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Résumé Des extraits riches en tanins ont été étalés sur des feuilles de Quercus emoryi contenant des chenilles de ler stade de Cameraria sp., pour contrôler l'influence du tanin dans l'accroissement du parasitisme sans modifier la teneur en protéines ni provoquer de dommages physiques. Les mineuses de feuilles traitées avaient des taux plus élevés de parasitisme par les hyménoptères, mais une diminution des autres causes de mortalité. Les effets négatifs et positifs des tanins se sont équilibrés, puisque la survie des mineuses était la même pour les feuilles traitées que pour les témoins. Les extraits riches en tanin ont agi sur le développement larvaire puisque le poids des chrysalides des mineuses de feuilles traitées était plus faible. Les tanins peuvent ainsi avoir des effets nuisibles et bénéfiques sur ces insectes phytophages.

     

Response of the western spruce budworm to temperature and dose of a virus, a growth regulator, and an organophosphate

Pathogenicity of nuclear polyhedrosis virus (NPV) to western spruce budworm larvae, Choristoneura occidentalis Freeman, increased as temperature increased. In constrast, at temperature extremes, mortality increased for a specified dose of malathion or diflubenzuron, while at the optimal temperatures (20–25°C), mortality decreased. Malathion was the fastest acting insecticide, followed by diflubenzuron and then NPV.Simulation results considered temperature dependent developmental rates of the larvae, energy consumption, time to achieve total mortality, and mortality at specified doses of insecticides. Low temperatures provided the greatest reduction in the amount of energy consumed by spruce budworm relative to the energy consumed when no treatment was applied. This was due to both the percent mortality and because total mortality was realized in the larval stage while at the higher temperatures, mortality was not fully realized until the pupal stage.

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Résumé La température modifie la toxicité ou la pathogénie du virus de la polyhédrose nucléaire (NPV), du diflubenzuron, et du malathion consommés par Choristoneura occidentalis Freeman. La pathogénie du NPV augmente avec la température, si bien qu'il y a une relation linéaire entre mortalité et température. Pour le diflubenzuron et le malathion, la température est liée à la mortalité d'une façon gradiatique. Aux températures extrêmes, la mortalité augmente pour une dose donnée de malathion ou de diflubenzuron, tandis qu'aux températures optimales (20 à 25°C), la mortalité diminue. Des modèles multiples ont été utilisés pour évaluer les effets ci-dessus.Le moment de la mortalité finale observée et la mortalité cumulative ont été modifiés par la température, mais non par la dose d'insecticide. L'effet le plus rapide est obtenu avec le malathion, suivi par le diflubenzuron et enfin le NPV.Selon les résultats de simulation,—tenant compte des taux de développement larvaires à différentes températures, de la consommation d'énergie, du temps nécessaire pour obtenir la mortalité totale calculée et de la mortalité calculée, pour une dose donnée d'insecticide à une température particulière —, ce sont les basses températures qui réduisent le plus l'énergie consommée par la population par comparaison avec l'énergie consommée en l'absence de traitement. Ceci est dû au pourcentage de mortalité calculée et au fait que la mortalité est toujours obtenue au stade larvaire, tandis qu'aux températures plus élevées, la mortalité se poursuit jusqu'au stade nymphal.

     

Distribution of proteinases and carbohydrases in the midgut of larvae of the sweetpotato weevilCylas formicarius elegantulus and response of proteinases to inhibitors from sweet potato

Endoproteinase activity was confined to luminal fluid from anterior and posterior ventricular regions of midguts of larvae of the sweetpotato weevil,Cylas formicarius elegantulus (Summers). Aminopeptidase was found in luminal fluid (18%) but was primarily associated with insoluble fractions from cells of the posterior ventriculus (82%). Depending on substrate, carboxypeptidase activity was about equally distributed between luminal fluid and insoluble fractions from posterior ventriculus cells. Amylase was found in luminal fluid in both the anterior and posterior ventriculus. Five bands of amylase activity were detected on starch zymograms following electrophoresis of whole midgut samples. Three of the amylase bands may be plant-derived. At least two -glucosidases were present, one secreted and one bound to anterior ventriculus cells. -Glucosidase activity was bound to anterior ventriculus cells whereas -galactosidase activity was confined to luminal fluid. -Galactosidase and cellulase activities were found in both luminal fluid and the insoluble cell fraction. Thus, initial digestion of large protein and carbohydrate polymers occurs in luminal fluid in both anterior and posterior ventriculus regions. However, terminal digestion of oligopeptides occurs primarily in the posterior ventriculus while terminal digestion of oligosaccharides occurs in the anterior ventriculus.A 20-fold difference in trypsin-inhibitor concentration was found among five sweetpotato cultivars. Endoproteinases from sweetpotato weevil larvae were inhibited by extracts from the cultivars but cultivars with relatively high concentrations of inhibitor were previously shown to be susceptible to weevil attack in field trials.

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Distribution des protéinases et des carbohydrases dans l'intestin moyen des larves deCylas formicarisus elegantulus et réponse des proténases aux inhibiteurs d'Ipomoea batatas

Résumé L'activité endoprotéinase était limitée au liquide de la lumière des régions ventriculaires antérieure et postérieure de l'intestin moyen des larves deCylas formicarius elegantulus Summers. Les aminopeptidases ont été trouvées dans le liquide de la lumière (18%), mais étaient principalement associées avec les fractions insolubles des cellules du ventricule postérieur (82%). Suivant le substrat, l'activité carboxypeptidase était à peu près également répartie entre le liquide de la lumière et les fractions insolubles des cellules du ventricule postérieur. L'amylase, enzyme secrétée, a été observée à la fois dans la lumière antérieure et postérieure. Cinq bandes d'activité amylase ont été révélées sur zymogrammes d'amidon après électrophorèse d'intestins moyens entiers. Trois des bandes d'amylase pouvaient provenir de la plante. Il y avait au moins 2 -glucosidases, une secrétée et une liée aux cellules du ventricule antérieur. L'activite -glucosidase était liée aux cellules du ventricule antérieur, fandis que l'activité -galactosidase était limitée au fluide de la lumière. Les activités -galactosidase et cellulase ont été trouvées à la fois dans le liquide de la lumière et dans la fraction cellulaire insoluble. Ainsi, la digestion initiale des grosses protéines et des polymères de carbohydrates se produit dans le liquide de la lumière dans les régions ventriculaires antérieure et postérieure. Cependant, l'achèvement de la digestion des oligopeptides se produit principalement dans le ventricule postérieur, tandis que la fin de la digestion des oligosaccharides se produit dans le ventricule antérieur.Les concentrations en inhibiteurs de trypsine de 5 cultivars d'I. batatas L. diffèrent de 1 à 20. Les endoprotéinases deC. formicarius elegantulus ont été inhibées par des extraits de cultivars, mais les cultivars avec des concentrations relativement élevées d'inhibiteur avainent antérieurement montré être susceptibles d'être attaqués par le coléoptère dans des essais en champs.

     

Etude de l'adaptation de Bruchus affinisàLathyrus sylvestris: analyse de la mortalité avant l'installation des larves dans les graines

Résumé Bruchus affinis Frölich (Coléoptère, Bruchidae), est une espèce univoltine attirée sélectivement par les fleurs de L. sylvestris, qui constitue l'une des trois plantes dont les larves consomment les graines. Il s'agit d'un insecte typiquement spécialisé à l'exploitation de plantes particulières. Cependant, les femelles distribuent leurs ufs sur les gousses jeunes de L. sylvestris sans tenir compte, ni de leur disponibilité en graines, ni du nombre d'ufs déjà présents, alors que le développement des larves est solitaire. Les larves néonates perforent la gousse et gagnent des ovules. Plusieurs larves peuvent atteindre le même ovule, mais une seule se développe dans la graine en formation. Le nombre d'ufs pondus sur les premières gousses dépasse largement le nombre de graines qui se développeront dans ces gousses. La surabondance d'ufs sur les premières gousses entraîne une forte mortalité.Les déplacements des larves dans les gousses et leur comportement de pénétration dans les graines en croissance ne suppriment pas la compétition intraspécifique larvaire.Aucune adaptation n'ajuste la distribution des ufs et la répartition des larves à l'utilisation optimale des disponibilités en graines. Aucune stratégie adaptative ne limite le gaspillage de progéniture; la spécialisation trophique n'a pas entraîné un comportement reproducteur optimisant l'utilisation des ressources et la survie de la descendance.Bien que la période étudiée corresponde à moins de 10% de la durée du cycle annuel de B. affinis, la très forte mortalité observée entre la ponte et l'installation dans les graines constitue vraisemblablement le facteur-clé des fluctuations annuelles de la population. Les causes de cette mortalité varient d'une station à l'autre, et il est impossible de les hiérarchiser.     

The evolutionary adaptation of enzyme systems in Sitophilus oryzae fed on toxic legumes

A few populations of the pest of stored cereals, Sitophilus oryzae L., have evolved the ability to survive on toxic legumes. The mechanism of detoxification is shown to be very non-specific. Glutathione-S-transferases and monooxygenases play roles in the detoxification process. The techniques employed in the present study were unable to definitely implicate esterases.

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Résumé S. oryzae est un ennemi bein connu des stocks de grains de céráles. L'aptitude de certaines souches géographiques de S. oryzae à survivre sur des graines toxiques de légumineuses a été examinée. Les mécanismes de détoxication, développés chez les insectes élevés sur Pisum sativum, sont très généraux et leur permettent de survivre sur une série de légumineuses. Les insectes élevés sur Triticum vulgare survivent très peu sur toutes les graines de légumineuses examineées et, sur ces aliments, les inhibiteurs de détoxication augmentent fortement la mortalité. Trois systèmes enzymatiques de détoxication ont éteéxamineés: les estérases, les glutathion-S-transférases et les monooxygénases. Les méthodes utilisées n'ont révélé aucune diffence dans les activités enzymatiques entre les insectes élevés sur blé (T. vulgare) et sur pois (P. sativum). Cependant, quand les insectes élevés sur blé sont forcés à consommer du pois, l'activité estérase augmente tandis que les activités transférase et monooxygénase sont réduites. La discussion porte sur les conséquences, en particulier évolutives, de la consommation de graines de légumineuses par S. oryzae.

     

Influence de la teneur en oxygène sur la sensibilité de certains stades juvéniles deSitophilus oryzae etS. granarius au dioxyde de carbone

Résumé Certains stades juvéniles de charançons des céréales du genreSitophilus ont été soumis à un séjour prolongé dans des compositions gazeuses modifiées par le dioxyde de carbone (CO₂).Les auteurs se sont placés dans des conditions de teneur en CO₂ constante (50%), associée à des teneurs en oxygène comprises entre 4 et 20%, pour étudier les conditions d'une synergie entre l'effet spécifique du CO₂ et la présence d'une forte teneur résiduelle en oxygène. Les effets ont été observés sur les stades juvéniles les plus évolués (larves et nymphes) des espècesS. oryzae (L.) etS. granarius (L.), (Coleoptera: Curculionidae).L'accroissement de la vitesse de mortalité chezS. oryzae est significative avec l'augmentation de la pression partielle d'oxygène. Cet effet de synergie provoqué par l'oxygène n'est pas significatif avecS. granarius, bien qu'il existe aussi avec cette espèce une tendance à l'amélioration de l'efficacité insecticide à court terme avec les mélanges à forte teneur résiduelle en oxygène.Il en est déduit des hypothèses sur les effets des mélanges gazeux à composition modifiée par le CO₂ au niveau de la physiologie générale de ces insectes, qui est très difficile à appréhender directement à cause du mode de développement des stades juvéniles des charançons (formes cachées dans le grain).     

Effects of saponins and azasterols and nonsteroidal amines on the development of Homona coffearia, in vitro

Extracts rich in saponin from the seeds and roots of tea (Camellia sinensis), seeds of Acacia concinna, Cyclamen europaeum and Sapindus emarginatus were found to have no inhibitory effects on the development of the tea tortrix, Homona coffearia Nietner, reared in meridic diets in the laboratory. The azasterol, 25-azacoprastane and the nonsteroidal amine, N, N-dimethyltetradecanamine, very significantly suppressed development and adult emergence, both at 50 and 100 ppm. This suppression appears to be due to the possible blockage in the availability of an adequate amount of dietary sterol and/or, an interference in the synthesis of ecdysteroids in this insect.

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Effets des saponines, azasterols et amines nonsteroides, sur le developpemnet d'Homona coffearia, in vitro

Résumé Des extraits de graines et de racines de thé, des graines d'Acacia concinna, de Cyclamen europaeum et de Sapindus emarginatus, riches en saponine, n'ont pas présenté d'effets inhibiteurs sur le développement de la tordeuse de thé, Homona coffearia, élevé sur régime méridique en laboratoire. L'azastérol (25-azacoprastane) et l'amine monstéroïde, (N,N-dimethyltetradecanamine) à 50 et 100 ppm l'un et l'autre, compromettent significativement le développement et l'émergence des adultes. Cette influence pourrait être due à un possible bloquage de l'accès à une quantité satisfaisante de stérols alimentaires et (ou) à une action sur la synthèse des ecdystéroïdes de ces insectes.

     

Pathogenic fungal dynamics in a fall population of the blackmargined aphid (Monellia caryella)

A fall population of the blackmargined aphid, Monellia caryella (Fitch) (Homoptera: Aphididae), was monitored daily for mortality caused by fungi and parasitoids. Three species of Entomophthorales fungi were found. Fungal-induced mortality was found to be correlated with minimum temperature. During the period when the minimum temperature was consistently above 8°C, fungal-induced mortality was positively correlated with the sum of hours of leaf-wetness on days 5, 6, and 7 before sampling. Parasitoid wasps killed fewer hosts than fungi and were not affected by environmental factors.

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Résumé La mortalité quotidienne provoquée par des parasitoïdes et des champignons sur une population automnale de M. caryella Fitch (Homopt. Aphididae) a été suivie à Byron (Géorgie, USA), avec enregistrement de la température, de la pluie et de l'humidité des feuilles. 3 espèces de champignons entomophthorales ont été trouvées: Neozygites sp., Entomophthora planchoniana et Erynia sp. 54% des pucerons morts étaient contaminés par Neozygites et 46% par E. planchoniana. Seuls 2 pucerons avaient été tués par Erynia sp. Les taux de mortalité quotidienne par champignons s'élevaient après les périodes pluvieuses et d'humidité des feuilles. La mortalité due au parasitisme était inférieure à la mortalité due aux champignons et ne semblait pas liée aux conditions écologiques. La discussion porte sur l'importance de la mortalité provoquée par les champignons sur la dynamique de la population de pucerons.

     

L'INFLUENCE DES DIVERSES PARTIES DE LA GRAINE DE HARICOT (PHASEOLUS VULGARIS) SUR LE DÉVELOPPEMENT DES LARVES D'ACANTHOSCELIDES OBTECTUS (COLÉOPTÈRE BRUCHIDAE)

Résumé Les larves d'Acanthoscelides obtectus Say pénètrent dans les graines de Phaseolus vulgaris dés le premier stade larvaire et consomment les réserves contenues dans les cotylédons. Elles peuven aussi se développer dans un substrat nutritif artificiel obtenu par compression de broyats de cotylédons. La présence d'extraits de plantule dans le substrat nutritif ne joue aucun rôle défavorable sur les larves, même en proportions plus élevées que celles existant dans les graines. Par contre, l'introduction d'extraits secs de téguments ne permet pas le développement de la plupart des larves. Les causes de cette mortalité, qui a lieu aux différents stades larvaires, restent hypothétiques. Il est possible que le tégument représente une barrière chimique, ayant une fonction importante à diverses périodes de la vie larvaire.

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Summary The larvae of the first instar of Acanthoscelides obtectus Say penetrate seeds of the kidney bean, Phaseolus vulgaris and feed on reserves contained in the cotyledons. They can also develop in an artificial diet made by compressing the flour of the cotyledons.The presence of the pulverized embryo has no effect on the larvae, even at a higher concentration than that found in the seeds. The presence of the seed coat flour of Phaseolus vulgaris (var. Soisson) in the artificial diet does not allow normal development of most larvae. The significance of mortality which occurs in different larval instars, still remains hypothetical. It is possible that the seed coat presents a chemical barrier which has important functions and which vary with the stage of development.

     

Effect of host ligation and starvation on the development and emergence of the parasitoid Campoletis sonorensis

The development of some parasitoids is coordinated by their hosts, via endocrine head or thoracic factors. Ligation of these hosts disrupts parasitoid development. To determine if host ligation affects the solitary, larval endoparasitoid Campoletis sonorensis (Cameron) (Ichneumonidae: Hymenoptera), Heliothis virescens (F.) (Noctuidae: Lepidoptera) larvae were parasitized by C. sonorensis and ligated or starved at various times after parasitization. Ligation and starvation increased parasitoid developmental time and the time of ligation or starvation affected parasitoid emergence. However, ligation and starvation had similar effects on parasitoid development and emergence. Based on our data, C. sonorensis development does not appear to be closely coordinated by hormonal factors produced by the host head and/or thorax.

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Résumé Le développement de certains parasitoïdes est coordonné avec celui de leur hôte, via les centres endocrines de la tête et du thorax. La ligature de ces hôtes interrompt le développement du parasitoïde. Pour déterminer si la ligature de l'hôte affecte l'endoparasite larvaire solitaire, C. sonorensis, des chenilles d'Heliothis virescens ont été parasitées par C. sonorensis, et ensuite ligaturées ou mises à jeûner à des temps variables après avoir été parasitées.Tant les chenilles parasitées avec succès que les autres ont présenté une croissance réduite (Fig. 1), mais, 3 jours après avoir été parasitées sans succès l'augmentation de poids a été plus rapide et a pu être distinguée de l'augmentation de poids des chenilles parasitées avec succès. La nymphose des témoins parasités sans succès était retardée par rapport à la nymphose des véritables témoins. La ligature et le jeûne ont eu des effets identiques sur l'émergence des parasitoïdes (Fig. 2), le pourcentage de parasitisme avec succès augmentant avec la durée du délai entre le parasitisme et le traitement (ligature ou jeûne). Les durées de développement des hôtes ligaturés ou mis à jeûner (Fig. 3) étaient toutes significativement plus longues que les durées de développement des témoins. Cependant, les durées de développement des parasitoïdes n'ont pas été modifiées par le traitement des hôtes, le sexe du parasitoïde et le moment du traitement. Le poids des cocons des parasitoïdes (Fig. 4) était lié linéairement avec le jour du traitement, mais sans modification significative par le sexe du parasitoïde ou le traitement de l'hôte.D'après nos travaux, C. sonorensis ne synchronise apparemment pas sa mue et son émergence avec son hôte, H. virescens. La ligature n'empêche pas complètement le développement ou l'émergence de C. sonorensis bien que le pourcentage d'émergence soit réduit par une ligature dans les 7 jours après le parasitisme. De plus, l'effet du jeûne est semblable sur le pourcentage d'émergences. Le pourcentage réduit d'émergence d'hôtes ligaturés ou mis à jeûner était lié significativement avec le moment du traitement, suggérant la responsabilité éventuelle de l'alimentation réduite de l'hôte. Des hôtes parasités ont continué de s'alimenter et de prendre du poids pendant 5 à 7 jours après la ponte, bien que d'une façon bien inférieure aux témoins non parasités, et cette prise d'aliments par l'hôte peut être nécessaire au succès du développement et à la croissance des parasitoïdes. Ligature et jeûne retardent de la mème façon le développement du parasitoïde; ce retard n'est pas lié au moment de la ligature ou du début du jeûne; ainsi, la réduction de la prise d'aliments peut ne pas être la cause première. L'émergence retardée peut être provoquée par un stress général plutôt que par un ou des facteurs céphaliques ou thoraciques spécifiques.

     

Influence of host plants on development, fecundity and egg hatchability of the arctiid moth Diacrisia casignetum

Measurements were made of the differences between sunflower and climbing hempweed leaves for development, fecundity and egg hatchability of Diacrisia casignetum Kollar. Developmental time and weight gains of sunflower-fed larvae were respectively longer and greater than those of hempweed-fed ones. The development time and weight gain, attributable to differences in host plants, were statistically heterogeneous (P<0.05-<0.10). Relative fecundity and egg hatchability of sunflower reared insects were greater than those of hempweed reared ones, and these were also statistically heterogeneous (P<0.1 and <0.05, respectively). Hempweed leaves contained relatively high titres of phenols and low ratios of proteins to phenols. Ovaries were heavier in insects reared on sunflower than on hempweed, whereas the level of phenols incorporated into the ovary was higher in insects fed on hempweed than those on sunflower. The differences in these parameters may be due to variations in nutritional quality of these hosts and incorporation of ingested phenolic materials to ovary and insect biomass.

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Résumé L'étude a porté sur l'évaluation de l'influence des feuilles de tournesol (Helianthus annuus) et de Mikana cordata sur le développement, la fécondité et l'éclosion des oeufs de D. casignetum Kollaz. La durée de développement et le gain de poids sur tournesol étaient plus importants que sur M. cordata. La durée de développement était statistiquement hétérogène (P<0.05), ce qui peut être dû à des différences entre plantes. La fécondité et le taux d'éclosion chez les insectes élevés sur tournesol étaient plus élevés que ceux observés sur M. cordata, dont les résultats étaient aussi hétérogènes (P<0.1 et<0.05 respectivement). Les feuilles de M. cordata contenaient des taux relativement élevés de phénols et des rapports protéines sur phénols bas. Tout ceci suggère que les différences observées sont attribuables à des variations dans la qualité nutritive de ces hôtes et dans l'incorporation à la biomasse de l'insecte de matériaux phénologiques ingérés.