Feeding responses to solanaceous allelochemicals by larvae of the tobacco hornworm, Manduca sexta

Feeding responses of the oligophagous tobacco hornworm to allelochemicals prevalent in their host plants were determined in food choice-tests using filter paper discs laced with a test solution or water (control). Six solanaceous alkaloids, tomatine, tomatidine, solanine, solanocapsine, atropine and nicotine, were tested and only tomatine and solanocapsine were found to influence preference behavior. Solanocapsine (5 mM) deters feeding whereas tomatine (1 mM) stimulates feeding slightly. No synergistic effect of either tomatine or tomatidine with sucrose was found.The responses to tomatine are affected by previous feeding experience. Tomatine slightly stimulates feeding in larvae reared on tomato (Lycopersicon esculentum), but slightly deters feeding in larvae reared on Jerusalem cherry (Solanum pseudocapsicum). Such induced preference is absent for the other alkaloids tested, which indicates that these alkaloids do not by themselves induce preferences for the plants containing them.The non-alkaloid allelochemicals, chlorogenic acid, rutin, and 2-tridecanone also influenced food choice behavior. Chlorogenic acid is slightly stimulatory at its natural concentration (1mM), but strongly deterrent at higher concentrations. Rutin stimulates feeding in a concentration-dependent manner. Its activity must be due to the glycosylated structure, because both the aglycone (quercetin) and the sugar moiety (rutinose) are neutral. Removal of the glucose part of rutin, as in quercitrin, results in feeding deterrent activity. 2-Tridecanone is neutral at its concentration in cultivated tomato (1 mM), but strongly deterrent and toxic at higher concentrations. Preference behavior is not affected by solanesol, GABA, and a mixture of host plant compounds stimulatory for anothe solanaceous-specific feeder, the Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata).We conclude that the prevalent solanaceous alkaloids and other allelochemicals tested do not play important roles in food selection of the tobacco hornworm, although some may make small contributions.

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Résumé Des experiences de choix de chenilles oligophages de M. sexta ont été réalisees avec des disques de papier filtre imbiles d'eau ou de solutions des substances allélochimiques dominantes dans les plantes consommées. Sur les six alcaloïdes de solanées examinés: tomatine, tomatidine, solanine, solanocapsine, atropine et nicotine, seuls la tomatine et la solanocapsine ont influé sur le choix; la solanocapsine (5 mM) empêche la prise de nourriture, tandis que la tomatine (1 mM) la stimule légèrement. Aucun effet synergique de la tomatine ou de la tomatidine n'a été observé en présence de sucrose.La réponse à la tomatine est modifiée par la prise de nourriture antérieure. Elle stimule légèrement l'alimentation de chenilles élevées sur tomates (Lycopersicon esculentum), mais dissuade légèrement les chenilles élevées sur Solanum pseudocapsicum. II n'y a pas d'action induite semblable avec les autres alcalïdes examinés, ce qui indique que ces alcaloïdes ne peuvent pas induire par eux-mêmes de préférences pour les plantes qui les contiennent.Des substances allélochimiques non-alcaloïdes: acide chlorogénique, rutine, et 2-tridécanone, influent aussi sur le comportement de choix alimentaire. L'acide chlorogénique est légèrement stimulant à sa concentration naturelle (1 mM), mais fortement dissuasif aux concentrations supérieures. La rutine stimule la prise de nourriture en fonction de sa concentration. Son activité doit être due à sa structure glucosylate, puisqu'aussi bien l'aglycone (quercitine) que la moiteé sucrée (rutinose) sont neutres. La suppression de la partie glucose de la rutine, comme dans le cas de la quercitine, a un effet dissuasif. A sa concentration dans la tomate cultivée (1 mM), le 2-tridécanone est neutre, mais il est fortement dissuasif et toxique à des concentrations supérieures.Le comportement de choix n'est pas modifié par le solanésol, le GABA, et par un mélange de composés végétaux stimulant un consommateur spécifique de solanées, comme le doryphore (Leptinotarsa decemlineata).Nous pouvons conclure que les principaux alcaloïdes et autres substances allélochimiques des solanées que nous avons examinés n'interviennent pas d'une façon importante, mais peuvent avoir une influence secondaire, dans les choix alimentaires de Manduca sexta.

     

Dietary self-selection for vitamins and lipid by larvae of the corn earworm, Heliothis zea

Last instar larvae of the corn earworm, Heliothis zea (Boddie) (Lepidoptera: Noctuidae), require lipid and certain vitamins in their diet in order to complete larval development. When experimental larvae were offered two nutritionally incomplete diets, each lacking a different one of the requirements, they invariably ate from both diets, self-selecting a mixture that was nutritionally superior to either diet alone.

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Résumé Les chenilles de dernier stade d' H. zea (Boddie) (Lep.:Noctuidae) ont besoin de lipides et de certaines vitamines dans leur régime alimentaire, probablement parce qu'elles n'en contiennent pas assez provenant des stades précédents. Quand deux régimes incomplete ont été fournis aux chenilles (chacun privé différemment de l'un de ces consituants: lipide, chlorure de choline ou un ensemble de vitamines), elles ont consommé systématiquement des deux régimes et autosélectionné un aliment de qualité supèrieure à celle de chaque régime séparément. D'un autre côté, les chenilles témoins à qui on a offert deux régimes identiques et nutritionnellement complets, ont choisi apparemment leur aliment au hasard, et presque la moitié d'entre elles ont consommé exclusivement on presque exclusivement l'un des régimes, tandis que l'autre moitié a choise exclusivement or presque exclusivement l'autre.

     

Some properties of gustation in the larva of Pieris brassicae

The effects of some chemical substances on feeding response were studied in the larvae of Pieris brassicae L. Some synergistic effects between feeding stimulants were found. The larvae appeared to be highly sensitive to deterrents. In the medial sensillum styloconicum of the maxillae a chemoreceptor is present which is stimulated by a wide range of specific feeding inhibitors among which many belong to the alkaloids. Some physiological properties of the deterrent sensitive receptor are given and its significance in food selection behaviour is discussed.

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Résumé Les effets de quelques substances chimiques sur la prise de nourriture ont été étudiés chez la chenille de Pieris brassicae. Des effets synergiques se manifestent entre certains acides aminés ou certaines vitamines et le saccharose, lorsque ces produits sont à des concentrations appropriées. Par ailleurs les chenilles se montrent très sensibles à la présence de substances inhibant la prise de nourriture. Un neurone chimiorécepteur appartenant au sensillum styloconicum médian des maxilles se révèle sensible à une grande variété de ces substances inhibitrices, dont la plupart appartiennent aux alcaloides stéroides. Ce récepteur est sensible aux composés voisins de l'ecdysone présents dans certaines plantes, et son rôle physiologique est discuté, en rapport avec le comportement alimentaire et le choix de la nourriture.

     

Dietary self-selection by Heliothis zea larvae: roles of metabolic feedback and chemosensory stimuli

The effects on dietary self-selection of phagostimulation and metabolic feedback from nutrients were seperated by using two unusual carbohydrates alone or in combination: mannitol, which is nutritive but not phagostimulatory for H. zea larvae; and sorbose, which is weakly phagostimulatory but not nutritive. Last instar H. zea larvae recognized and responded positively to mannitol by metabolic feedback when it was included in a diet with casein. When offered a choice of two diets, one containing casein but lacking a utilizable carbohydrate and another lacking casein but including either mannitol or sorbose, they did not self-select for either mannitol or sorbose. However, in a similar experiment, in which the carbohydrate diet contained a mixture of mannitol and sorbose, there was a positive response, demonstrating that both metabolic feedback and phagostimulation are required to elicit self-selection.

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Résumé Les chenilles d'H. zea peuvent choisir un mélange nutritif optimal parmi deux régimes séparés, répondant à des besoins alimentaires différents. Cette aptitude à l'autosélection pose la question des voies de sélection d'un régime optimal par l'insecte. L'autosélection est probablement réalisée par un feedback métabolique des aliments; la stimulation sensorielle par les aliments pourrait jouer elle aussi un rôle. Notre objectif est de séparer ces deux facteurs et d'en déterminer l'importance relative.Des L 5 venant de muer ont pu s'alimenter sur 2 régimes nutritionnellement complets, mais dont l'un contenait des carbohydrates (sucrose) mais non des protéines, tandis que l'autre contenait des protéines (caséine) mais non des carbohydrates. L'auto-sélection caséine/sucrose a été 81/19; elle correspond à la portion idéale pour le dernier stade des chenilles H. zea établie lors d'expériences antérieures (Waldbauer et al., 1984a). Pour comparer l'importance relative du feedback métabolique et de la stimulation sensorielle, 2 carbohydrates ont été substitués au sucrose, qui est à la fois nutritif et phagostimulant: le mannitol, nutritif mais ne stimulant pas de prise de nourriture, et le sorbose, faiblement stimulant mais non nutritif. Quand elles ont le choix, les chenilles ne sélectionnent ni mannitol, ni sorbose, mais consomment presque exclusivement le régime alternatif à la caséine. Quand sorbose et mannitol sont mélangés et proposés ensemble, la réponse est positive, montrant que le feedback métabolique et la stimulation sensorielle sont impliqués tous deux dans l'autosélection alimentaire.Des expériences en deux étapes d'autosélection ont montré que le feedback métabolique est de première importance. Dans la première, les chenilles avaient le choix entre caséine seule et caséine et mannitol. Les chenilles ont consommé significativement plus d'aliment avec mannitol que sans carbohydrate, bien que les goûts des deux régimes aient du être identiques, puisque le mannitol n'a pas de goût pour H. zea. La caséine a été vraisemblablement assez phagostimulante pour maintenir suffisamment les chenilles sur l'aliment avec mannitol et ainsi permettre au feedback métabolique du mannitol d'influer sur leur maintien sur cet aliment sans en rechercher un autre.Dans d'autres expériences, les chenilles ont eu le choix entre un régime alimentaire classique avec de la caséinne et d'autres n'ayant plus leur caséine mais avec des quantités décroissantes de sucrose. Elles n'ont pas réagi en consommant plus d'aliments avec du sucrose dilué, mais en consommant plus de caséine. Cependant, si du mannitol, pourtant non phagostimulant, est ajouté à des aliments avec du sucrose dilué pour remplacer le sucrose manquant, les chenilles ne compensent plus en consommant plus d'aliments avec de la caséine, mais de la même façon qu'elles le feraient avec un aliment contenant la concentration adéquate de sucrose, montrant qu'elles perçoivent ainsi le feedback métabolique du mannitol, qui est pourtant sans goût.

     

The influence of secondary plant substances on the growth and development of Myzus persicae of Beijing

Green peach aphids Myzus persicae from the Beijing region, maintained on greenhouse tobacco plants, were reared on modified artificial diet; sinigrin, tomatine, nicotine, gossypol, phlorizin, inulin and malic acid were added separately in concentrations of 0.1% or 0.2%. In preference tests none of the diets enriched by secondary substances was more acceptable than the basal diet. Diet uptake during larval development was determined quantitatively by using C¹⁴ glycine in the diets. For the basal diet the total uptake during larval development was about 1.16 l/aphid. The addition of secondary plant substances to the diet caused reductions of uptake to different degrees in the order: nicotine>phlorizin>gossypol>tomatine>malic acid>inulin>sinigrin. The larvae feeding on diets containing sinigrin or tomatine from the second day after birth seemed to have a much higher tolerance for sinigrin than tomatine, with a mortality of 9.6% within 7 days of rearing for the former and 89.4% for the latter. Hence this aphid differs from that occurring in the Netherlands in that the latter has a higher tolerance towards tomatine. The addition of inulin, malic acid or sinigrin did not cause a significant difference in the rate of larval development or in adult longevity. Diets containing these substances could support the aphid's development and reproduction for at least three generations.

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Résumé Des Myzus persicae de la région de Beijing, conservés sur tabac en serre, ont été élevés sur un régime artificiel voisin de celui de Dadd & Mittler (1966); sinigrine, tomatine, nicotine, gossypol, phlorizine, inuline et acide malique ont été ajoutés séparément aux concentrations de 0,1 et 0,2%. En comparant les préférences, aucun des régimes enrichis en substances secondaires n'était supérieur au régime de base. La prise alimentaire pendant le développement larvaire a été quantifiée en utilisant de la glycine C¹⁴ dans le régime. Les èlevages étaient conduits à 25±1 °C et H. R. 85% et une photopériode J/N: 16/8. Le prélèvement total de régime de base pendant le développement larvaire était environ 1,16 l/puceron. L'addition de substances secondaires végétales au régime induit de façon inégale le prélèvement, dans l'ordre suivant: nicotine>phlorizine>gossypol>tomatine>acide malique>inuline>sinigrine. Les larves consommant sur des régimes contenant de la sinigrine ou de la tomatine à partir du second jour après la naissance semblent prèsenter une plus grande tolèrance pour la sinigrine que la tomatine, avec une mortalité de 9,6% en 7 jours d'élevage pour la première et 89,4% pour la seconde. Ainsi ces pucerons diffèrent de ceux de Hollande, puisque ces derniers tolèrent plus la tomatine (Schoonhoven & Derksen-Koppers, 1976). L'addition d'inuline, d'acide malique ou de sinigrine ne provoque pas de différence significative dans le taux de développement larvaire ou la longévité des adultes. Des régimes contenant ces substances pourraient permettre le développement et la reproduction de pucerons pendant au moins 3 générations.

     

Ecdysones and plant growth regulators induce solitarious characters and reduce fertility in the desert locust

When a zoo-ecdysone (crustecdysone), a supposed phyto-ecdysone (from leaves of Podocarpus gracilior), or a plant growth regulator (Alar^® 85) were injected into newly ecdysed, gregarious, fourth-instar nymphs of the desert locust, Schistocerca gregaria (Forsk.), the morphometric ratios of the resulting adults were intermediate between the two extreme phases. In no case a complete transformation to the solitarious form was obtained. Only the plant growth regulator resulted in the sterility of the adults.The possible importance of non-neotenic substances in locust control is discussed in relation to neotenic compounds which are structurally more complicated.

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Résumé Les produits utilisés sont: un extrait brut des feuilles de Podocarpus gracilior, considéré comme renfermant une phyto-ecdysone (PhE); de la 20-hydroxyecdysone ou zoo-ecdysone (ZE); un régulateur de la croissance végétale, le 2,2-diméthyl-hydrazide de l'acide succinique (Alar^® 85). Chacun de ces produits a été injecté, en une seule fois, à une dose non toxique, à des lots de 30 larves grégaires ( et ) de Sch. gregaria, larves du 4ème stade venant de muer. En aucun cas on n'a observé une transformation complète de l'adulte vers le type solitaire, mais les indices biométriques montrent une tendance vers les types transiens.Tous les composés chimiques testés diminuent la durée de la vie larvaire et la fertilité des adultes s'est montrée réduite par le composé Alar^® 85.L'action des substances testées est discutée par comparaison avec les effets connus de composés chimiques plus complexes à propriétés qualifiées de néoténiques, telle que l'hormone juvénile et ses analogues.

     

Sulphaquinoxaline in host diet as the cause of reproductive abnormalities in the tsetse fly (Glossina spp.)

Groups of females of Glossina austeni and G. morsitans morsitans fed on rabbits with 75 ppm sulphaquinoxaline and 7.5 ppm pyrimethamine in their diets had markedly lower fecundity than other groups fed on rabbits supplied with additive-free diets. There was little effect on the longevity of female flies. Females of G. austeni produced normal numbers of puparia for one reproductive cycle, large numbers of aborted larvae in succeeding reproductive cycles and many females eventually became sterile. The effect on G. m. morsitans was less marked but when the dose rate of the additives in the rabbit diet was quadrupled this species also showed greatly reduced fecundity, with no effect on longevity. In G. austeni, those puparia which were produced in later reproductive cycles were lighter and less viable than those produced in the first cycle.It is concluded that the toxicant in the rabbit diet was sulphaquinoxaline acting as a systemic insecticide but, at these low dose rates, at a sub-lethal level. The possible mode of action of sulphaquinoxaline and the significance of the results for the laboratory rearing of haematophagous arthropods are discussed.

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Résumé Des groupes de femelles de Glossina austeni et Gl. morsitans morsitans sont nourris sur des lapins, euxmêmes alimentés avec des aliments artificiels de type commercial, qui ont été ou non additionnés de composés chimiques coccidiostatiques, soit 75 ppm de sulfaquinoxaline et 7,5 ppm de pyrimethamine. Quand les glossines sont nourries sur des lapins ayant reçu l'aliment additionné des substances coccidiostatiques, la fécondité de G. austeni (en termes de production de pupes viables par femelle) est réduite de façon nette, bien que la longévité demeure inaffectée; G. m. morsitans se révèle moins sévèrement touchée.Dans les expériences conçues pour étudier l'effet de la sulfaquinoxaline et de la pyrimethamine, les lapins reçoivent un aliment en poudre auquel sont ajoutées des quantités appropriées de ces substances. Des groupes de femelles de G. austeni nourries sur des lapins ayant reçu un aliment contenant 75 ppm de sulfaquinoxaline et 7,5 ppm pyrimethamine se reproduisent normalement pendant un premier cycle reproducteur, après quoi elles engendrent un grand nombre de larves avortées et beaucoup de femelles deviennent éventuellement stériles. Les pupes produites par G. austeni au cours des cycles reproducteurs plus tardifs sont plus légères et moins viables que celles produites lors du ler cycle. Quand le taux des composés coccidiostatiques est quadruplé dans l'aliment des lapins, la fécondité de Gl. m. morsitans est aussi fortement réduite, sans effet sur la longévité. Quand Gl. morsitans est alimentée artificiellement sur du sang contenant 75 et 300 ppm. de sulfaquinoxaline, la fécondité des femelles est sérieusement réduite. Aucune différence ne se décèle quant aux effets relatifs de ces deux doses du composé coccidiostatique; il est possible que les mouches en absorbent une même petite quantité dans les deux cas, en raison de la faible solubilité du produit, qui n'est soluble que dans des solutions alcalines. La sulfaquinoxaline, aux faibles doses absorbées agit comme un insecticide systémique à des doses sub-létales. Ce coccidiostatique peut agir en interférant avec le métabolisme du folate au niveau des ovaires; les effets sur la fécondité deviennent progressivement plus marqués chez les femelles âgées et chez celles qui ont cessé de se reproduire on observe des ovaires atrophiés.L' incidence de ces faits sur les conditions d'élevage des Glossines, et d'autres arthropodes hématophages, est discuté.

     

Pattern and process in insect feeding behaviour: A quantitative analysis of the Mexican bean beetle, Epilachna varivestis

No-choice feeding trials and automatic feeding detector studies were used in a quantitative analysis of the feeding behaviour of adult Mexican bean beetles on their host-plant. Different chemical stimuli and physiological factors gave clearly distinguishable patterns in the feeding process. Compared to controls: age had no marked effect; starvation synchronised and reduced the time of initiating feeding, increased consumption rates, increased feeding duration, but did not alter the number of meals; sucrose increased consumption rates over the same feeding duration as controls, and reduced the number of meals; phenolic compounds decreased consumption rates, feeding durations and number of meals. The methodology produces quantitative indices of specific feeding behaviours from the measurement of cumulative consumption/time data, while being sufficiently rapid for screening plant materials and chemicals. The methods are considered generally applicable to laboratory bioassays with phytophagous insects, and are being used to generate a predictive model for the Mexican bean beetle.

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Résumé Des expériences sans choix et des études avec un enregistreur automatique de l'alimentation ont été utilisées pour une analyse quantitative du comportement alimentaire des adultes d'Epilachna varivestis sur leur plante hôte.La consommation cumulée à partir de données temporelles d'insectes isolés a permis de déterminer les courbes temporellement cumulées de la consommation moyenne, les surfaces recouvertes par ces courbes, un rapport entre les aires des courbes expérimentales et témoin, le moment du début du repas, le nombre et la durée des périodes de jeûne et de repas et les taux de consommation pendant les repas. Les témoins ont été comparés aux résultats avec des stimuli physiologiques et chimiques variés.L'âge n'a pas d'effet sensible, peut être parce qu'il s'agit d'un insecte à longévité élevée. La privation d'aliment synchronise et réduit le temps de latence avant le repas, accroît les taux de consommation et les périodes de repas, mais augmente les taux de consommation pour les périodes d'alimentation identiques par rapport aux témoins; le nombre de périodes de repas et le nombre et la durée des périodes de jeûne diminuent. Quelques composés phénologes augmentent le temps avant le repas tandis que d'autres ne le font pas. Beaucoup de composés phénologes diminuent les taux de consommation, les durées et le nombre de repas, tandis qu'ils augmentent la durée des périodes de jeûne et diminuent leur nombre.Cette méthodologie fournit des indices quantitatifs des comportements alimentaires spécifiques et est suffisamment rapide pour tester des végétaux et des substances chimiques. Ces méthodes paraissent applicables à la majorité des essais en laboratoire avec des insectes phytophages, et ont été utilisées pour construire un modèle prédictif sur Epilachna varivestis.

     

Nutrition of plant-sucking insects on chemically defined diets

With the advent of suitable techniques for rearing plant-sucking insects, especially aphids, on chemically defined diets, knowledge of their nutrition has evolved considerably over the past 7 years. Thus, contrary to some earlier beliefs, the nutritional requirements of plantsucking insects have been found to be, with minor exceptions, generally similar to those of other insects, and it is now possible to sustain aphid colonies on artificial diets for two or more generations, and in some cases, for an almost indefinite period of time.A discussion is presented on the comparative requirements of aphids and other Hemiptera for the main classes of nutrients and for individual compounds, both on a qualitative and quantitative basis, and on the relative importance of symbiotes in the nutrition and metabolism of these insects. Some nutritional and related factors that may influence feeding behaviour will be examined, such as the influence of the pH of the medium, the light, the quality of the diet and the concentration of certain nutrients on feeding preferences by aphids. Correlations will be attempted on the significance of these findings in relation to parasite-hostplant relationships.The main subject of the entire paper will be centered on the nutrition of about half a dozen species of aphids, but some examples will be given using other plant-sucking insects.

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Résumé Les besoins nutritifs des insectes suceurs de sève, et tout particulièrement des aphides, ont été étudiés à l'aide de régimes de composition chimique connue. Ces besoins se sont avérés comparables à ceux des insectes en général, et on a pu jusqu'à présent maintenir indéfiniment des cultures d'au moins deux espèces d'aphides sur de tels régimes. II semble que ces insectes soient parmi les premiers Métazoaires à être gardés vivants indéfiniment sur des régimes chimiques définis. Les composés nutritifs essentiels aux aphides comprennent des acides aminés, des vitamines hydrosolubles, dont l'acide ascorbique, des sels minéraux, et du sucrose. Dans certains cas, les microorganismes symbiotiques procurent à leurs hôtes aphidiens quelques substances nutritives, dont des acides aminés, des vitamines et du stérol. De plus, les propriétés phagostimulantes du sucrose et de certains composés aminés ont été démontrées expérimentalement, de même que l'influence du pH et de la qualité de la lumière sur la prise de nourriture. Les résultats des tests de choix multiples, dans lesquels différents régimes nutritifs étaient accessibles aux aphidiens, ont démontré clairement que ces insectes peuvent choisir entre les régimes et préférer ceux qui sont de valeur nutritive supérieure, c'est-à-dire ceux sur lesquels leur croissance, leur reproduction et leur survivance sont maxi-males. Ces résultats confirment l'hypothèse par laquelle, chez les insectes, le choix d'un aliment peut être influencé considérablement par sa valeur nutritive. II apparaît évident que dans les conditions naturelles, le choix de la plante-hôte, et, plus particulièrement, le choix de l'endroit précis de la plante pour la prise de nourriture, et éventuellement, la pullulation de l'insecte, seront influencés, entre autres, par le métabolisme et les qualités nutritives de l'hôte. Finalement, il semble que des différences qualitatives et quantitatives observées entre les besoins nutritifs des différents insectes suceurs de sève se révèleront être en relation de plus en plus étroite avec leurs habitudes oligophages ou polyphages, et avec le pouvoir de synthèse de leurs symbiotes.

     

The relative insensitivity of Manduca sexta larvae to non-host plant secondary compounds

We tested the deterrent effects of non-host plant secondary compounds on Manduca sexta Johan. larvae, in choice tests. Treatment chemicals were applied, at approximately natural concentrations to either glass fiber or tobacco leaf disks. Of 30 compounds tested on glass fiber disks, with artificial diet reared larvae, 6 were deterrent. When the 6 deterrent chemicals were tested on tobacco leaf disks only one was still deterrent. No deterrent effects were observed when tobacco reared larvae were tested with chemicals applied to tobacco leaf disks. The results suggest that maintenance of restricted host range in M. sexta larvae relies not on avoidance of non-hosts due to deterrence but on attraction and stimulation to feed on hosts.

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Résumé Nous avons examiné au moyen des expériences de choix, les effects dissuasifs des composés secondaires de plantes non-hôtes des chenilles de M. sexta Johan. Des disques de fibres de verre ou des rondelles de feuilles de tabac ont été traités chimiquement, aux concentrations à peu près naturelles. Sur les 30 substances examinées sur les disques de fibres de verre, 6 ont été répulsives pour des chenilles élvées sur aliment artificiel. Quand l'examen est effectué avec des rondelles de feuilles de tabac, seul un produit est encore répulsif. Aucun effet répulsif n'est observé quand des chenilles élevées sur tabac sont mises en présence de substances associées à des rondelles de feuille de tabac. Ces résultats suggèrent que le maintien d'un spectre d'hôtes limité chez les chenilles de M. sexta ne repose pas sur l'évitement des plantes non-hôtes par suite de leurs substantes dissuasives, mais sur l'attraction et la stimulation provoquées par les hôtes.

     

Etude électroantennographique de la réception de stimulus odorants d'origine végétale chez Acrolepiopsis assectella

Résumé Les réponses E.A.G. d'Acrolepiopsis assectella Zell., Lépidoptère Hyponomeutoïdea spécialiste des Allium, montrent une sensibilité à l'odeur de la plante-hôte larvaire A. porrum saine ou attaquée, et à ses composés volatils soufrés spécifiques, toutes odeurs actives dans l'attraction des deux sexes en olfactomètre. Le Ti-P₂, le plus abondant et le plus spécifique du végétal est toujours le plus efficace. Ceci confirme le rôle prépondérant des substances allélochimiques soufrées dans la recherche de la plante-hôte. Une réactivité antennaire plus ou moins importante est également enregistrée avec l'odeur de certaines plantes non-hôtes (chou et tomate). L'antenne du lépidoptère est également très sensible à certains produits volatils du complexe odorant vert des végétaux qui sont identifiés dans l'odeur du poireau, le cis-hexen-3-ol-1 le plus actif est aussi le seul à être attractif. Le rôle biologique exact des composés verts et l'interférence de l'odeur complète de la plantehôte avec celle de plantes non-hôtes, telle que la tomate, efficace sur l'antenne et sur le comportement sont discutés.     

Effect of secondary plant substances on winter wheat resistance to grain aphid

The association between the concentrations of hydroxamic acids, total phenols, and indole alkoloids in winter wheat cultivars with their antibiotic resistance to the grain aphid Sitobion avenae (F.) (Homoptera: Aphididae) was studied. The antibiosis was measured under field conditions using the intrinsic rate of natural increase (r_m). The content of the studied allelochemicals was estimated in flag leaf at the anthesis growth stage. Highly significant negative correlations were found between the r_m values and the concentrations of hydroxamic acids (r=–0.905) and total phenols (r=–0.946), but not with indole alkaloids (r=–0.380). The contribution of these allelochemicals to the resistance of winter wheat to S. avenae is discussed.

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Résumé Les effets combinés de la concentration en substances allélochimiques des feuilles flétries et de la résistance antibiotique aux pucerons des grains ont été étudiés sur 4 cultivars de blé d'hiver, dont 2 modérément résistants: Saga et Grana et 2 sensibles: Emika et Liwilla. L'antibiose a été évaluée dans les conditions de la nature, aux stades d'épiaison et d'anthèse, en utilisant le taux intrinsèque de croissance r_m. La quantification des substances allélochimiques a été effectuée par colorimétrie.Des corrélations négatives hautement significatives ont été trouvées entre les valeurs de R_m et la concentration en acides hydroxamiques (r=–0,905 pour 10 dl, P<0,01) et la teneur totale en phénols (r=–0,946, pour 10 dl, P<0,01). La teneur en alcaloïdes indols était elle aussi corrélée négativement, mais pas significativement avec r_m (r=–0,380, pour 10 dl, P>0,1). La discussion porte sur la contribution de ces substances allélochimiques à la résistance du blé d'hiver à Sitobion avenae.

     

In vivo effect of mixtures of allelochemicals on the life cycle of the European corn borer, Ostrinia nubilalis

The phenylpropanoid, dillapiol, a compound capable of inhibiting the activity of cytochrome P-450 epoxidase in microsomal preparations of midguts of the European corn borer (ECB), Ostrinia nubilalis Hubner (Lepidoptera), did not enhance the toxicity of two insecticidal allelochemicals from the Asteraceae: the sesquiterpene lactone, tenulin or the phenylacetylene, phenylheptatriyne, when ingested simultaneously. Dillapiol alone was toxic to ECB larvae, and inhibited their growth. Possible reasons for the lack of synergism or potentiation by dillapiol of the insecticidal activity of the other allelochemicals are considered.

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Résumé Le dillapiole, un phénylpropanoide monomère d'un lignan et contenant un groupement méthylènedioxyhphényl (MDP), a la capacité d'inhiber in vitro les enzymes d'oxydations multiples à cytochrome P-450 (PSMO) utilisées par la pyrale du maïs (ECB), Ostrinia nubilalis, pour detoxifier les substances allélochimiques. Les composés contenant un groupe MDP comptent parmi les plus nombreux et puissants synergistes d'insecticides. Cependant, aucun synergisme n'est observé lorsque le dillapiole est ingéré par la pyrale en association avec l'une ou l'autre ou les deux substances secondaires insecticides des Astéraceae, la lactone sesquiterpène ténuline ou/et le polyacétylène phénylheptatriyne (PHT). Plutôt, le dillapiole est une toxine qui diminue la prise de poids des larves et retarde leur développement. Les effets toxiques sont plus importants avec le dillapiole seul que lorsque celui-ci est associé à la ténuline ou/et au PHT. Les expications possibles de ces résultats sont discutées.

     

Behavioral responses of Diabrotica adults to plant-derived semiochemicals encapsulated in a starch borate matrix

The concept of encapsulating semiochemicals into a starch matrix is being studied for potential use in corn rootworm (CRW) management programs. During 1987, experiments were conducted to determine: 1) If volatile plant-derived Diabrotica spp. attractants could be encapsulated in a starch borate matrix (SBM), and 2) If various SBM-semiochemical formulations would attract Diabrotica species over time in field corn. Chemical analyses of fresh SBM formulations indicated that indole, estragole, veratrole, phenylacetaldehyde, and trans-anethole were not retained during formulation but trans-cinnamaldehyde, Beta-ionone, 1,2,4,-trimethoxybenzene, eugenol and isugenol were successfully encapsulated. Encapsulated semiochemical formulations were made into 20 mesh granules, placed in Pherocon ® 1C traps that were tied to corn plants, and sampled for CRW adults every 4 days from 11 July to 8 September. Field data indicated that encapsulated semiochemicals were retained in the SBM for varying lengths of time and were released at rates attractive to CRW adults. A two-component mixture of trans-cinnamaldehyde and 1,2,4-trimethoxybenzene was the most effective formulation tested; however, no formulation was effective during corn silking and pollination. Although seasonal variation in CRW response could limit the usefulness of some plant-derived semiochemicals, the starch matrix concept may be useful as a delivery system for semiochemicals and may have potential as a tool that could be used in the development of new more biorational CRW management programs.

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Résumé Le programme expérimental de 1987 était destiné à déterminer: 1) si les substances dérivées de végétaux et attractives pour Diabrotica pouvaient être encapsulées dans de l'amidon additionné d'acide borique; 2) si différentes formules attireraient les différentes espèces de Diabrotica dans un champ de maïs.L'indol, l'estragol, le vératrol, le phénylacétaldéhyde et le trans-anéthol n'ont pas été retenus, tandis que le trans-cinnamaldéhyde, la \-ionone, le 1,2,4-triméthobenzène, l'eugénol et l'isugénol ont été encapsulés avec succès dans des pièges attachés à des pieds de maïs (les détails techniques sont fournis). Les pièges ont été relevés tous les 4 jours du 11 juillet au 8 septembre. Les résultats montrent que les substances allélochimiques sont conservées dans la capsule pendant des durées variables et libérées à des concentrations attractives pour les Diabrotica adultes. Un mélange de trans-cinnamaldéhyde et de 1,2,4,-triméthoxybenzène a été la formule la plus efficace, à l'exception des périodes de formation des barbes et du pollen, où aucune formule n'a été attractive. Bien que la variation saisonnière des réactions de Diabrotica limite l'utilisation des substances allélochimiques d'origine végétale, la capsule d'amidon peut être employée pour libérer des substances allélochimiques et constitue un outil potentiel pour la mise au point d'une méthode plus rationnelle de lutte contre Diabrotica.

     

The effect of combinations of deterrents on the feeding behaviour of Locusta migratoria

Combinations of feeding deterrents are additive in their effects on the feeding behaviour of Locusta migratoria. The effect has been shown within and across different chemical classes. A mixture of fourteen different phenolic compounds from Sorghum bicolor tested in naturally occurring concentrations is deterrent although the individual levels of deterrence are not measurable. The significance of the findings in relation to plant resistance is discussed.

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Résumé Dix substances provoquant l'inappétence, appartenant à sept classes chimiques différentes, ont été examinées isolément et en diverses combinaisons quant à leur effet sur Locusta migratoria. L'inappétence obtenue avec différentes combinaisons a indiqué que les effects des substances chimiques individuelles s'additionnaient.Un groupe de quatorze composés phénoliques dérivés des feuilles de sorgho a été éprouvé à des concentrations existant dans la nature. Bien que ces composés n'aient pas causé individuellement une inappétence mesurable, le mélange de tous les composés, aux mêmes concentrations, a réduit considérablement l'ingestion d'aliments.

     

Chemoreceptors of adult Mexican bean beetles: External morphology and role in food preference

The Mexican bean beetle, Epilachna varivestis Mulsant (Coleoptera; Coccinellidae), is an oligophagous insect that accepts leaves of soybean, Glycine max (L.) Merrill, as food but exhibits distinct preferences among varieties. It is believed that the basis for discrimination between the resistant PI 229358 and the susceptible cv. Williams is chemical. By the ablation of chemosensilla on antennae, maxillary palpi, labial palpi, and foretarsi, followed with leaf disc preference tests, we found antennal and maxillary palp chemosensilla to be almost entirely responsible for Mexican bean beetles' discrimination between foliage of the resistant and susceptible genotypes. All appendages, and the epipharynx, were observed by scanning electron microscopy and, except for foretarsi, were found to bear several types of presumably olfactory and gustatory sensilla, which are figured and described. Since behavioral observations show that olfaction is usually sufficient to cause rejection of PI 229358, we conclude that olfactory sensilla mainly on antennae and maxillary palpi are critical in food discrimination in this system.

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Résumé E. varivestis Mulsant, insecte oligophage, accepte les feuilles de Glycine max (L.) Merrill (soja) comme aliment, mais présente des préférences marquées parmi les variétés. On considère que l'origine de la discrimination entre le cultivar sensible Williams et PI 229358 résistant, est chimique. Des expériences de choix avec des rondelles de feuilles, après ablation des sensilles chimiques des antennes et des palpes maxillaires et labiaux, et des tarses antérieurs, ont montré que les sensilles chimiques étaient presque entièrement responsables de la discrimination entre les feuillages de génotypes résistant et sensible. Tous les appendices ont été observés au microscope à balayage, et, à l'exception des tarses antérieurs, ils portaient plusieurs types de sensilles gustatives et olfactives, qui ont été représentées et décrites. Puisque les observations comportementales montrent que l'olfaction est normalement suffisante pour provoquer le rejet de PI 229358, nous concluons que les sensilles olfactives des antennes et des palpes maxillaires jouent un rôle crucial dans le choix de l'aliment.

     

Behavioral evidence that the precibarial sensilla of leafhoppers are chemosensory and function in host discrimination

Leafhoppers (Homoptera: Cicadellidae) possess epi-and hypopharyngeal chemosensilla within the head. In this paper, we describe the behaviors of leafhoppers (Graphocephala atropunctata Signoret) which have had two of the four main nerves to these sensilla cut. Insects with severed nerves (treated) and control insects (both sham-operated and normal) were offered a choice of two small mustard leaves infused with either distilled water or a 5% sucrose solution. The control insects showed a preference for the 5% sucrose leaf, whereas the treated leafhoppers did not; they distributed themselves on both leaves with similar frequency. Thus, severing the nerves of only half of the precibarial chemosensilla (epipharyngeal organ) resulted in major changes in leafhopper feeding behavior. This evidence supports the hypothesis that the precibarial chemosensilla mediate gustatory discrimination of chemical compounds within the plant.

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Résumé Les cicadelles (Homoptera) possèdent dans la tête des sensilles gustatives sur l'épi et l'hypopharynx. Cette note décrit le comportement de Graphocephala atropunctata Signoret dont deux des quatre principaux nerfs de ces sensilles ont été coupés. Le choix entre des petites feuilles de moutarde infusées, soit dans de l'eau distillée, soit dans une solution de sucrose à 5%, a été proposé à ces insectes et à deux catégories de témoins, les uns intacts, les autres ayant subi une opération à blanc. Les témoins ont montré une préférence pour les feuilles traitées au sucrose, mais pas les cicadelles aux nerfs sectionnés. Les insectes sectionnés ont perforé les deux types de feuilles avec les mêmes fréquences. Ainsi la section de la moitié seulement des nerfs des sensilles gustatives précibariales (organe épipharyngien) a induit un changement fondamental du comportement alimentaire des cicadelles. Cette expérience appuie l'hypothèse selon laquelle les sensilles précibariales fournissent la discrimination gustative des composés chimiques de la plante.

     

Some effects of overcrowding on the respiration of larval Aedes aegypti

Changes in the respiratory rates of standard, overcrowded, and starved fourth-instar Aedes aegypti are compared. The respiratory effects of varying larval densities during and prior to measurement are investigated. In addition, the results of exposure of standard and over-crowded larvae to growth-retarding factors (GRF) at various concentrations are also evaluated.

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Résumé Le but de cette étude est d'étudier les modifications de l'activité respiratoire chez des larves du 4ème stade mises respectivement en condition d'élevage standard, en condition de surpeuplement, et en condition de restriction alimentaire.Les conditions de surpeuplement et de restriction alimentaire entrainent un abaissement significatif du niveau du métabolisme respiratoire. L'activité respiratoire des larves élevées en condition standard, prend des valeurs plus élevées quand la mesure est faite sur un plus grand nombre de larves rassemblées dans le tube-test; par contre les conditions de mesure (15, 25 ou 35 larves dans le tube-test) ne modifient pas la valeur de l'activité respiratoire des larves élevées en condition de surpeuplement. Quand des larves élevées en milieu surpeuplé et en milieu standard sont soumises à de fortes concentrations des facteurs retardant la croissance (Growth-retardant factors; GRF de Moore & Fisher 1969) l'activité respiratoire est stimulée. Dans les conditions de surpeuplement et de restriction alimentaire, deux types facteurs pourraient agir sur le métabolisme respiratoire, des facteurs chimiques et des facteurs mécaniques tels que l'agitation des individus dans un espace étroit (par exemple le tube-test).

     

Larval-damaged plants: source of volatile synomines that guide the parasitoidCotesia marginiventris to the micro-habitat of its hosts

Single and dual choice tests in a flight tunnel revealed that plants damaged by host larvae are the main source of the volatiles that attract females of the parasitoidCotesia marginiventris (Cresson) to the microhabitat of its hosts. Frass and host larvae, the other two major components of a complete plant-host complex, were significantly less attractive than the damaged seedlings; frass alone was more attractive than larvae alone. However, a recombination of larvae with the damaged seedlings was significantly more attractive than the damaged leaves alone, or damaged leaves with frass. This was due to the additional feeding damage done by the larvae. The role of plants in the host-finding behaviour of parasitoids is discussed.L'hyménoptèreC. marginiventris Cresson, parasite solitaire, est connu comme étant attiré par les odeurs liées à l'hôte émises par un complexe de chenilles consommant des feuilles. La source exacte de ces substances attractives restait encore à déterminer. Pour cela, des expériences en tunnel de vol ont été réalisées dans lesquelles différents composés du complexe plante et hôte ont été testés individuellement et en combinaisons diverses. Les 3 composés testés ont été:

The influence of nymphal and adult dietary protein on food intake and reproduction in female brown-banded cockroaches

Female brown-banded cockroaches, Supella longipalpa (F.) (Dictyoptera: Blattellidae), failed to elevate consumption rates when fed a 5% protein diet compared with females fed either 25% protein or commercial rat food. Adult performance was directly influenced by dietary protein level: Females fed 65% protein died rapidly, while in females fed 5% protein feeding and reproductive rates were reduced after production of three oothecae. In females fed a low protein diet as both late instar nymphs and as adults, mating was delayed and they required more time to form oothecae than females switched to 25% protein as adults. The role of nymphal reserves in adult reproduction is discussed.

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Résumé La consommation et la reproduction de S. longipalpa ont été examinées lors de la consommation d'aliment standard pour rat et de régimes artificiels contenant 5, 25 et 65% de protéines. Les femelles élevées sur régime à 5% de protéines ne consomment pas plus et leur reproduction est significativement inférieure à celle de femelles élevées sur aliment standard ou à 25% de protéines; après la production de 3 oothèques, la reproduction de ces femelles se ralentit, leur consommation diminue et les oothèques deviennent plus petites que celles des femelles élevées sur un régime à 25% de protéines. Nous supposons que les premiers cycles reproductifs de ces femelles ont été assurés avec les réserves accumulées pendant la vie larvaire. Les femelles alimentées sur régime à 5% de protéines à la fois pendant le dernier stade larvaire et pendant la vie imaginale ont besoin de beaucoup plus de temps pour s'accoupler et pour produire des oothèques que les femelles alimentées sur régime à 5% pendant le dernier stade larvaire et transférées adultes sur un régime à 25% de protéines. Ainsi, les réserves larvaires sont une ressource importante améliorant la reproduction des adultes ayant un régime pauvre en protéines. Cependant, le passé alimentaire larvaire a peu d'effet sur la reproduction des adultes alimentés convenablement.