Abstract: Nouă diete artificiale au fost preparate prin soluții tampon diferite prin pH și molarități. Aceștia au fost hrăniți cu cel de-al patrulea stadiu larvar de Spodoptera littoralis timp de 4 zile pentru a testa capacitatea alternanței în condițiile fizico-chimice ale dietei de a induce modificări semnificative în indicii nutriționali, carbohidrații totali și fitnessul larvelor. pH-ul a avut o reducere semnificativă a creșterii în greutate, a RCR (rata consumului relativ) și a glucidelor totale. Pe de altă parte, efectul diferitelor molarități tampon a fost semnificativ asupra creșterii în greutate, RGR (Rata de creștere relativă), RCR, ECI (eficiența conversiei alimentelor ingerate), ECD (eficiența conversiei alimentelor digerate) și carbohidrații totali. Interacțiunea dintre cei doi factori a fost ridicată, așa cum sa observat în majoritatea parametrilor. AD (Digestibilitatea aproximativă) a demonstrat că digestia nu a fost afectată negativ, ceea ce ar putea indica faptul că intestinul mediu are un sistem de tamponare bun. S-a ajuns la concluzia că larvelor probabil că vin în condiții fizico-chimice inadecvate ale dietelor introduse, au crescut cererea lor de energie prin consumul de alimente digerate sau asimilate, cum ar fi carbohidrații, în loc de construirea de țesuturi noi, ceea ce influențează în cele din urmă parametrii de performanță larvași.

influențelor

Cum să citiți acest articol
Tarek R. Amin, Salah Abo El-Enin și Takwa H. Ellakwa, 2006. Fizico-chimia influențelor dietei Indici nutriționali și performanța viermelui de bumbac, Spodoptera littoralis (Boisd.). Pakistan Journal of Biological Sciences, 9: 2802-2807.

MATERIALE ȘI METODE

Tulpina folosită de S. littoralis a fost o tulpină de laborator, obținută ca larve nou eclozate dintr-o cultură a Laboratorului Central de Pesticide Agricole, Dokki, Egipt.

Larvele au fost crescute în condiții constante de 25 ± 1 ° C și 70 ± 5% HR la laboratorul Departamentului de Fiziologie a Dăunătorilor, Institutul de Cercetare pentru Protecția Plantelor, Egipt. Au fost hrăniți cu o dietă artificială pregătită așa cum este descris de Shorey și Hale (1965). Substanțele chimice utilizate pe parcursul studiului au fost de calitate analitică și achiziționate de la furnizori comerciali.

Larvele de la a 4-a etapă nou năpârlite au fost alimentate cu diete artificiale diferite, preparate prin utilizarea de tampoane au valori de pH diferite și concentrații molare diferite. Dieta de control pregătită folosind apă distilată. Soluțiile tampon de acid citric-Na 2 HPO 4 (Mcllvaine) au fost alese datorită prezenței citratului în țesuturile plantelor, care determină în mare măsură pH-ul acestora (Kurkdjian și Guern, 1989). În studiul de față, sistemul tampon consta din soluții care conțin un amestec de acid slab (acid citric) și sare de bază slabă (Na 2 HPO 4).

S-au făcut studii preliminare pentru alegerea soluțiilor tampon cu valori acceptabile în ceea ce privește pH-ul și concentrația tamponului (conc.) Adică, care face diete artificiale în intervalul ca cel al plantelor fie din punctul de vedere al pH-ului, fie din capacitatea de tamponare. Capacitatea tampon, care este un indicator al eficacității soluției în minimizarea modificării pH-ului care rezultă din adăugarea cantității standard de acid puternic sau bază puternică, a fost utilizată pentru a prezice intervalul concentrației molare. folosit. Lechowicz (1983) a descoperit că pH-ul țesuturilor vegetale dintr-un număr de plante diferite în primăvara anului 1980 a variat între 4,05-6,19 și capacitatea tamponului 36,4-266,3/μmoli OH¯/g țesut. O măsură cantitativă a capacității tamponului în această lucrare a fost dată de numărul de μmoli de bază puternică (NaOH) necesară pentru a modifica pH-ul dietei la media pH-ului mediu al lepidopterului = 8,75 (Berenbaum, 1980). Capacitatea tampon a fost variată, în prezentul studiu, de la 158 la 246,2 μmoli NaOH/1 g dietă proaspătă. Prin adăugarea de soluții tampon având 3 valori de pH diferite, fiecare dintre acestea având 3 concentrații de tampon diferite, obținem 9 diete așa cum se arată în Tabelul 1.

pH-ul și titrarea s-au efectuat la temperatura camerei (25 ° C). Un gram de dietă proaspăt preparată a fost titrat împotriva soluției de NaOH 0,02 N folosind un agitator de sticlă ca agitator în timpul curgerii lente a soluției de bază. Măsurătorile pH-ului au fost efectuate folosind benzi indicatoare universale achiziționate de la MERCK, Germania.

Treizeci de larve din trei replici au fost utilizate pentru fiecare dietă. Dieta proaspătă a fost furnizată în timpul experimentului (4 zile succesive). Greutatea dietei introduse a fost crescută în funcție de creșterea greutății larvelor (creștere), dar asigurând cea mai mare parte a dietei consumate. Larvele moarte au fost aruncate. Greutatea proaspătă a supraviețuitorilor, dieta și fecalele din fiecare borcan de creștere au fost înregistrate zilnic. Dietele proaspete au fost păstrate în aceleași condiții pentru a estima pierderea naturală de umiditate, în consecință, greutatea corectată a alimentelor consumate a fost calculată așa cum a fost descris de Waldbaeur (1968). Formulele standard ale Soo Hoo și Fraenkle (1966) și Waldbaeur (1968) au fost utilizate pentru calcularea ratei consumului relativ (RCR), a ratei de creștere relativă (RGR), a digestibilității aproximative (AD), a eficienței conversiei alimentelor ingerate în substanțe corporale) și eficiența conversiei alimentelor digerate în substanțe corporale (ECD).

Glucidele totale au fost estimate în extractul acid al omogenatului corporal prin reacția fenol-acid sulfuric a lui Dubois și colab. (1956). Glucidele totale au fost extrase din țesuturile insectelor și preparate pentru test în conformitate cu Crompton și Birt (1967). Culoarea produsă a fost citită de un spectrofotometru (Spectronic, 1201) la 490 nm și referită la standardul de glucoză. Glucidele totale au fost exprimate ca μg glucoză/insectă.

Rezultatele au fost analizate statistic prin ANOVA bidirecțional complet randomizat utilizând software-ul statistic Costat. Factorii pentru analizele bidirecționale au fost pH-ul și concentrația tamponului. Când ANOVA a fost semnificativă (p REZULTATE ȘI DISCUȚII

Soluțiile tampon utilizate au avut pH 3,5 și 7 la 3 niveluri de moralitate; 0,1, 0,05 și 0,025 M. Adăugarea de tampoane în timpul preparării dietelor artificiale, a modificat valorile pH-ului și capacitățile de tampon ale acestor diete (Tabelul 1). Dieta 3 avea cel mai mare pH = 6, în timp ce dieta 1 avea cel mai mic (pH = 4,11). Au fost preparați prin soluții tampon cu valori ale pH-ului egale cu 7 și respectiv 3 (0,1 M). Cea mai mică capacitate tampon a fost cea a Dietei 3 (= 161 μmoli NaOH/1 g dietă proaspătă). Această dietă a avut cea mai mare valoare a pH-ului, deci capacitatea sa de tampon sau numărul de μmoli de NaOH necesari pentru a aduce dieta la pH 8,75 a fost cel mai mic.

S-a presupus că modificarea fizico-chimiei dietei prin adăugarea de soluții tampon la diete în loc de apă ar putea afecta pH-ul intestinului mediu, care a fost recunoscut de mult timp ca un factor important pentru activitatea optimă a enzimelor digestive sau poate afecta reacțiile asociate cu absorbția și detoxifierea alimentelor în intestinelor de insecte, care în cele din urmă ar putea afecta capacitatea erbivorelor. Procentul de supraviețuire al larvelor S. littoralis a fost modificat nesemnificativ, în timp ce creșterea în greutate și RGR au prezentat o reducere semnificativă în comparație cu martorul (Tabelul 3). Cea mai mare reducere a fost printre dietele preparate cu soluție tampon 0,1 M. Creșterea în greutate a fost de 35,19, 38,60, 30,85 și 66,27 mg/mg/zi pentru dieta 1, 2, 3 și, respectiv, pentru control.

Depresia creșterii și a creșterii în greutate poate fi explicată prin faptul că insecta a consumat mai puțină cantitate de alimente, deoarece pH-ul dietei ar putea afecta gustul și astfel afectează consumul (Karowe și Martin, 1993).

ECD măsoară capacitatea insectei de a transforma alimentele digerate în țesuturile corpului. Indicele scade odată cu creșterea proporțională a alimentelor digerate metabolizate pentru energie (Waldbaeur, 1968). Introducerea de alimente acide sau concentrații mari de tampon ar putea necesita o cheltuială semnificativă de energie, rezultând în devierea alimentelor asimilate de la creștere și stocare a energiei la metabolismul energetic (Karowe și Martin, 1993). Larvele alimentate cu dietele 1,2 și 3 au prezentat o reducere ridicată în comparație cu martorul (au arătat o reducere de 21,4, 26,4 și respectiv 50% în comparație cu martorul, respectiv) (Tabelul 4). Răspunsul la diferite concentrări tampon. a fost semnificativă în timp ce modificările valorilor pH-ului au fost nesemnificative (Tabelul 2). Acest lucru indică faptul că buffer conc. este factorul determinant care afectează ECD. ECI măsoară capacitatea generală a insectei de a transforma alimentele ingerate în materie corporală. Deoarece acest indice este corelat cu ECD (Waldbaeur, 1968), acesta a prezentat reduceri pronunțate (Tabelul 4), în special dieta 3 (ECI a fost 14,5 și 26,2 pentru dieta 3 și, respectiv, pentru control).

Glucidele sunt unul dintre principalii metaboliți și una dintre sursele majore de energie. Au fost afectați semnificativ de modificările sau tulburările după hrănirea larvelor S. littoralis pe diete tamponate. Reducerea lor a fost semnificativă și ridicată printre dietele și dieta de control și la concentrații diferite de pH și tampon. valori (Tabelul 5 și 2). Se sugerează că depresia carbohidraților înseamnă că acest metabolit principal a fost epuizat prin cererea crescută de buget al energiei larvelor pentru a regla condițiile fizico-chimice ale intestinului mediu sau ale hemolimfei. Epiteliul midgut are o pompă cationică puternică (Dow, 1984) și se estimează că consumă 10% din ATP celular în timpul reglării ionice (Dow, 1986).

Era clar că în limitele utilizate de pH și concentrație tampon, moralitatea soluțiilor tampon utilizate în prezentul raport a fost mai responsabilă de modificările semnificative ale parametrilor testați decât pH-ul.

Karowe și Martin (1993) au descoperit că pH-ul are un efect mai puțin pronunțat asupra parametrilor de creștere a larvelor M. sexta decât concentrația tampon. și capacitatea de tamponare. Cu toate acestea, au existat unele diferențe, cum ar fi constatat că AD afectat de pH, în timp ce un astfel de efect nu a fost observat asupra larvelor S. littoralis. Diferențele pot fi specifice speciilor sau pentru că au folosit concentrații tampon diferite. niveluri (0,05-0,25 M) și pH diferit (intervalul pH-ului dietei a fost de 4,4-5,49). Carbohidrații au fost un indicator mai bun pentru necesitățile ridicate de energie, decât lipidele totale testate de aceștia. De asemenea, dieta de control a M. sexta a fost cea mai puțin tamponată și a avut cea mai mică capacitate de tamponare, caz care nu a fost observat în timpul pregătirii dietei S. littoralis (Tabelul 1).

Dieta 9 reprezintă cea mai apropiată dietă, din punct de vedere fizico-chimic, de cea de control. În majoritatea cazurilor, a cauzat modificări ușoare față de control. Dietele 1 și 3 au avut modificări relativ severe ale pH-ului sau capacității tampon și dieta 2 au o valoare mare a capacității tampon. Toate au provocat reduceri ridicate ale indicilor nutriționali și de creștere. Tampon conc. folosit pentru prepararea acestor diete a fost cel mai mare (0,1 M), iar Tabelul 2 indică faptul că a afectat parametrii testați mai mari decât pH-ul.

Se poate spune că larvele, probabil, pentru a depăși condițiile fizico-chimice inadecvate ale dietelor introduse, și-au crescut cererea de energie prin consumul de alimente digerate sau asimilate, cum ar fi carbohidrații, în loc de construirea de țesuturi noi, care influențează în cele din urmă performanța larvelor. Rezultatele actuale subliniază necesitatea de a lua în considerare toți factorii și anume. factori nutriționali care ar putea ajuta la controlul S. littoralis în Egipt.

REFERINȚE

Amin, T.R. și N.A. El-Halafawy, 2001. Conținutul de ioni de sodiu și potasiu al hemolimfei în viermele de bumbac normal și înfometat, spodoptera littoralis (biosd.). Taur. Ent. Soc. Egipt Econ. Ser., 28: 49-57.

Appel, H.M. și L.W. Maines, 1995. Influența plantei gazdă asupra condițiilor intestinale ale moliei țigănești (Lymantria dispar) omizi. J. Insect Physiol., 41: 241-246.
CrossRef Link direct

Appel, H.M., 1994. Lumina intestinală a erbivorului de mestecat: condiții fizico-chimice și impactul acestora asupra nutrienților plantelor, alelochimicilor și agenților patogeni ai insectelor. În: Interacțiuni cu plante de insecte, Bernays, E.A. (Ed.). CRC Press, Boca Raton, pp: 209-223.

Berenbaum, M., 1980. Semnificația adaptativă a pH-ului intestinului mediu în larvele Lepidoptera. A.m. Nat., 115: 138-146.
CrossRef Link direct

Crompton, M. și L.M. Birt, 1967. Modificări ale cantităților de carbohidrați, fosfagen și compuși înrudiți în timpul metamorfozei mușchiului, Lucilia cuprina. J. Insect Physiol., 13: 1575-1592.
CrossRef Link direct

Dow, J.A.T., 1984. pH extrem de ridicat în sistemele biologice: un model pentru transportul carbonatului Am. J. Physiol., 246: 633-635.
Link direct

Dow, J.A.T., 1987. Funcția intestinală a insectelor. Adv. Insect Phsyiol., 19: 187-328.
CrossRef Link direct

DuBois, M., K.A. Gilles, J.K. Hamilton, P.A. Rebers și F. Smith, 1956. Metoda colorimetrică pentru determinarea zaharurilor și a substanțelor conexe. Anal. Chem., 28: 350-356.
CrossRef Link direct

Felton, G.W., K. Donato, R.M. Broadway și S.S. Duffey, 1992. Impactul fenolilor vegetali oxidați asupra calității nutriționale a proteinelor dietetice la un erbivor noctuid, Spodoptera exigua. J. Insect Physiol., 38: 277-285.
CrossRef Link direct

Johnson, K.S. și G.W. Felton, 1996. Influențe fiziologice și dietetice asupra condițiilor redox ale intestinului mediu în larvele generalizate de lepidopteran. J. Insect Physiol., 42: 191-198.
CrossRef Link direct

Karowe, D.N. și M.M. Martin, 1993. Determinantul calității dietei: Efectele pH-ului dietei, al concentrației tamponului și al capacității de tamponare asupra creșterii și utilizării alimentelor de către larve de Manduca sexta (Lepidoptera: Sphingidae). J. Insect Physiol., 39: 47-52.
Link direct

Kurkdjian, A. și J. Guern, 1989. pH interacelular: măsurători și importanță în activitatea celulară. Un Rev. Plant Physiol., Plant Mol. Biol., 40: 271-303.
CrossRef

Lavy, D., M.J. Vanrijn, H.R. Zoomer și H.A. Verhoef, 2001. Efectele dietetice asupra creșterii, reproducerii, compoziției corpului și rezistenței la stres în izopodele terestre, Oniscus asellus și Scaber din porțelan. Physil. Entomol., 26: 18-25.
Link direct

Lechowicz, M.J., 1983. Calitatea frunzelor și preferința gazdei a moliei țigănești în pădurea de foioase din nord. În: Forest Defoliator Host Interactions, Talerico, R.L. și M. Montgomery (Eds.). Raportul tehnic general al serviciului forestier USDA NE-85, Stația de experimentare a pădurilor din nord-est, Broomall, PA, SUA, pp: 67-82.

Lindroth, L.L., M.A. Barman și A.V. Weisbrod, 1991. Deficiențe nutritive și molia țigănească, Lymantria dispar. Efecte asupra performanței larvelor și activităților enzimei de detoxifiere. J. Insect Physiol., 37: 45-52.
Link direct

Mattson, W.J. și J.M. Scriber, 1987. Ecologia nutrițională a insectelor folivore ale plantelor lemnoase: Azot, apă, fibre și considerații minerale. În: Ecologia nutrițională a insectelor, păianjenilor acarieni, Slansky, Jr.F. și J.G. Rodriguez (Eds.). Wiley, New York, pp: 105-146.

Meisner, J., I. Ishaaya, K.R.S. Ascher și M. Zur, 1978. Gossypol inhibă activitatea de protează și amilază a Spodoptera littoralis larvele. Ann. Entomol. Soc. Am., 71: 5-8.
Link direct

Navon, A., J. Nesbitt, W. Henzel și H. Lipke, 1985. Efectele deficitului de acid ascorbic asupra creșterii și compoziției cuticulelor a Manduca sexta și Spodopters littoralis. Insect Biochem., 5: 285-291.
Link direct