The effect of some plant inhibitors on biological traits and digestive physiology of Sitotroga cerealella (Olivier) (Lepidoptera: Gelechiidae)

Borzouei, Ehsan and Naseri, Bahram and Nouri Ghanbalani, Ghadir (2017) The effect of some plant inhibitors on biological traits and digestive physiology of Sitotroga cerealella (Olivier) (Lepidoptera: Gelechiidae). Doctoral thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (تأثیر برخی مهارکننده‌های گیاهی بر ویژگی‌های زیستی و فیزیولوژی گوارشی Sitotroga cerealella (Olivier) (Lepidoptera: Gelechiidae))
Ehsan Borzouei.pdf

Download (1MB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

The present survey is including two experiments. In first experiment, biology and physiological traits of Sitotroga cerealella (Olivier; Lep.: Gelechiidae), a world-wide insect pest of cereals, were investigated on different grains including barley, maize, rye, sorghum, triticale, and wheat. Larval and pupal duration was the shortest on wheat and triticale, and the longest on sorghum. There were significant differences in survival rate of immature stages on different grains. The highest realized fecundity and egg fertility was observed on triticale and the lowest was seen on sorghum. Larvae fed on triticale and wheat showed higher amount of α-amylase activity than those fed on other grains. Maximum Vmax/KM ratio was determined for the midgut α-amylase of S. cerealella larvae fed on wheat. Whole-body protein, lipid, and glycogen contents of pupae reared on sorghum and rye were significantly lower than those reared on other grains. The statistical analysis showed that the clear correlation could be drawn between the biological characteristics and energy contents of S. cerealella on one side and seed hardness, amylolytic activity, and food consumed on the other. According to the findings of this study, the variable responses of S. cerealella to feeding on different host grains could be attributed to the quality of diets tested. In this experiment, wheat was selected as more suitable host and used for subsequent experiments. In second experiment, the inhibitory effects of Avena sativa L. seed extract were studied on life history and some physiological aspects of S. cerealella. The results of α-amylase inhibition in vitro by A. sativa proteinaceous extract suggested its potential effect on S. cerealella larvae. Although, chronic ingestion of A. sativa inhibitor (I10) did not show significant reduction of the growth and development of S. cerealella; however, a delay in the developmental time of immature stages was detected when S. cerealella larvae were continuously fed on I30 and I50 concentrations of the inhibitor. The highest and lowest realized fecundity was recorded for females fed on I10 and I50 concentrations, respectively. The lightest weight of pupae of S. cerealella was observed on I50 concentration. The lowest glycogen and lipid contents of the pupae were detected on I50 concentration. The lower survival rate of pupae at sub-zero temperature indicated that S. cerealella fed on I50 concentration of the inhibitor was less cold tolerant than control insects. The inhibitory studies indicated that A. sativa proteinaceous extract had high inhibitory activity for the α-amylase of this pest. This inhibitor can be expressed in genetically engineered plants to confer resistance of grains to S. cerealella.

Item Type: Thesis (Doctoral)
Persian Title: تأثیر برخی مهارکننده‌های گیاهی بر ویژگی‌های زیستی و فیزیولوژی گوارشی Sitotroga cerealella (Olivier) (Lepidoptera: Gelechiidae)
Persian Abstract: تحقیق حاضر مشتمل بر دو آزمایش می‌باشد. در آزمایش اول زیست شناسی و ویژگی‌های فیزیولوژیکی بید غلات، Sitotroga cerealella (Olivier; Lep.: Gelechiidae)، یک آفت تیره غلات با پراکنش جهانی، روی غلات مختلف شامل جو، ذرت، چاودار، سورگوم، تریتیکاله و گندم بررسی شد. کوتاه‌ترین دوره لاروی و شفیرگی روی گندم و تریتیکاله و طولانی‌ترین آن روی سورگوم بود. تفاوت معنی‌داری در نرخ بقای مراحل نابالغ برای افراد تغذیه شده روی غلات مختلف به‌دست آمد. بیش‌ترین و کم‌ترین زادآوری و درصد تفریخ تخم به‌ترتیب روی تریتیکاله و سورگوم مشاهده شد. لاروهای تغذیه شده روی تریتیکاله و گندم بالاترین فعالیت آلفا-آمیلاز را نسبت به لاروهای تغذیه شده روی دیگر غلات نشان دادند. بیشترین نسبت Vmax/KM برای آلفا-آمیلاز گوارشی لاروهای بید غلات تغذیه شده روی گندم به‌دست آمد. محتوی پروتئین، گلیکوژن و چربی کل بدن در شفیره‌های پرورش یافته روی سورگوم و چاودار به‌طور معنی‌داری کم‌تر از افراد پرورش یافته روی سایر غلات بود. تجزیه‌های آماری ارتباط مشخصی بین ویژگی‌های زیستی و محتوای انرژی بید غلات از یک طرف و سختی دانه، فعالیت آلفا-آمیلازی و غذای خورده شده از طرف دیگر را نشان داد. برطبق یافته‌های این مطالعه، پاسخ متفاوت بید غلات به تغذیه روی میزبان‌های مختلف غلات می‌تواند به کیفیت غذاهای آزمایش شده نسبت داده شود. در این آزمایش گندم به‌عنوان مناسب‌ترین میزبان انتخاب و برای آزمایش‌های بعدی مورد استفاده قرار گرفت. در آزمایش دوم تأثیر مهارکنندگی عصاره دانه یولاف (Avena sativa L.) روی دوره زندگی و برخی جنبه‌های فیزیولوژیکی بید غلات مطالعه شد. نتایج مهار آلفا-آمیلاز در شرایط آزمایشگاهی به‌وسیله عصاره پروتئینی یولاف توانایی مهارکنندگی آن روی لاروهای بید غلات را نشان داد. اگرچه، خوردن مقدار مزمن مهارکننده (I10) کاهش معنی‌داری را در نشو و نمای بید غلات نشان نداد؛ بااین‌حال، وقتی لاروهای بید غلات به‌صورت متمادی روی غلظت‌های I30 و I50 مهارکننده تغذیه شدند، یک تأخیر در زمان نشو و نمای مراحل نابالغ مشاهده شد. بیش‌ترین و کم‌ترین زادآوری برای ماده‌هایی که به‌ترتیب روی غلظت‌های I10 و I50 تغذیه شده بودند، ثبت شد. کم‌ترین وزن شفیره‌های بید غلات روی غلظت I50 مشاهده شد. پایین‌ترین محتوای گلیکوژن و چربی شفیره‌ها روی غلظت I50 مشاهده شد. پایین‌ترین نرخ بقای شفیرگی در دمای پایین نشان داد که حشرات تغذیه شده روی غلظت I50 مهارکننده تحمل سرمایی کم‌تری نسبت به تیمار شاهد داشتند. مطالعات مهارکنندگی نشان داد که عصاره پروتئینی یولاف توان مهارکنندگی خوبی برای آنزیم آلفا-آمیلاز این آفت داشت. این مهارکننده ممکن است این توانایی را داشته باشد که در قالب مهندسی ژنتیک وارد گیاه شده و سبب مقاومت غلات به بید غلات شود.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Naseri, BahramUNSPECIFIED
Nouri Ghanbalani, GhadirUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
-, -UNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Date Deposited: 24 Sep 2018 21:17
Last Modified: 13 Oct 2018 19:36
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/54

Actions (login required)

View Item View Item