Quá trình bay hơi của lá Solena amplexicaulis (Lam.) Gandhi ảnh hưởng đến sự thu hút của hai loài côn trùng ăn thực vật tổng quát

Journal of Chemical Ecology - Tập 42 - Trang 1004-1015 - 2016
Nupur Sarkar1, Amarnath Karmakar1, Anandamay Barik1
1Ecology Research Laboratory, Department of Zoology, The University of Burdwan, Burdwan, India

Tóm tắt

Epilachna vigintioctopunctata Fabr. (Coleoptera: Coccinellidae) và Aulacophora foveicollis Lucas (Coleoptera: Chrysomelidae) là những loài dịch hại quan trọng của Solena amplexicaulis (Lam.) Gandhi (Cucurbitaceae), thường được gọi là dưa chuột bò. Các hồ sơ về hợp chất hữu cơ bay hơi từ các cây chưa bị hư hại, cây sau 48 giờ cho côn trùng cái trưởng thành của E. vigintioctopunctata hoặc A. foveicollis ăn liên tục, do trưởng thành của cả hai loài, và sau khi bị hư hại cơ học được xác định và định lượng thông qua phân tích GC-MS và GC-FID. Ba mươi hai hợp chất đã được phát hiện trong các hợp chất bay hơi của tất cả các mẫu được thử nghiệm. Trong tất cả các cây, methyl jasmonate là hợp chất chính. Trong các bài thử nghiệm olfactometer dạng ống hình chữ Y dưới điều kiện phòng thí nghiệm, cả hai loài côn trùng đều cho thấy sự ưa thích đáng kể đối với các hỗn hợp bay hơi hoàn chỉnh từ các cây bị hư hại bởi côn trùng, so với các cây chưa bị hư hại. Cả E. vigintioctopunctata và A. foveicollis đều không cho thấy sự ưa thích nào đối với các hợp chất bay hơi được phát ra từ cây bị hư hại bởi loài khác so với cây bị hư hại bởi cùng một loài hoặc cây bị tấn công bởi cả hai loài. Epilachna vigintioctopunctata và A. foveicollis đã thể hiện sự thu hút đối với ba hợp chất tổng hợp khác nhau, bao gồm linalool oxide, nonanal và E-2-nonenal với tỉ lệ có mặt trong những hợp chất bay hơi của các cây bị hư hại bởi côn trùng. Cả hai loài đều bị thu hút bởi một hỗn hợp tổng hợp của 1.64 μg linalool oxide + 3.86 μg nonanal + 2.23 μg E-2-nonenal, hòa tan trong 20 μl dichloromethane. Sự kết hợp này có thể được sử dụng như công cụ bẫy trong các chiến lược quản lý dịch hại.

Từ khóa

#Epilachna vigintioctopunctata #Aulacophora foveicollis #Solena amplexicaulis #hợp chất bay hơi #quản lý dịch hại

Tài liệu tham khảo

Bahlai CA, Welsman JA, Macleod EC, Schaafsma AW, Hallett RH, Sears MK (2008) Role of visual and olfactory cues from agricultural hedgerows in the orientation behavior of multicolored Asian lady beetle (Coleoptera: Coccinellidae). Environ Entomol 37:973–979 Beyaert I, Wäschke N, Scholz A, Varama M, Reinecke A, Hilker M (2010) Relevance of resource-indicating key volatiles and habitat odour for insect orientation. Anim Behav 79:1077–1086 Binder RG, Flath RA, Mon TR (1989) Volatile components of bitter melon. J Agric Food Chem 37:418–420 Bruce TJA, Pickett JA (2011) Perception of plant volatile blends by herbivorous insects − finding the right mix. Phytochemistry 72:1605–1611 Bruce TJA, Wadhams LJ, Woodcock CM (2005) Insect host location: a volatile situation. Trends Plant Sci 10:269–274 Choudhuri DK, Mondal S, Ghosh B (1983) Insect pest and host plant interaction: the influence of host plant on the bionomics of Epilachna dodecastigma (Wied.) (Coleoptera: Coccinellidae). Com Physiol Ecol 8:150–154 Creelman RA, Mullet JE (1997) Biosynthesis and action of jasmonates in plants. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 48:355–381 De Moraes CM, Lewis WJ, Paré PW, Alborn HT, Tumlinson JH (1998) Herbivore-infested plants selectively attract parasitiods. Nature 393:570–573 Dicke M, Hilker M (2003) Induced plant defences: From molecular biology to evolutionary ecology. Basic Appl Ecol 4:3–14 Farmer EE, Ryan CA (1990) Interplant communication: Airborne methyl jasmonate induces synthesis of proteinase inhibitors in plant leaves. Proc Natl Acad Sci U S A 87:7713–7716 Gouinguené SP, Alborn H, Turlings TCJ (2003) Induction of volatile emissions in maize by different larval instars of Spodoptera littoralis. J Chem Ecol 29:145–162 Karmakar A, Barik A (2016) Solena amplexicaulis (Cucurbitaceae) flower surface wax influencing attraction of a generalist insect herbivore, Aulacophora foveicollis (Coleoptera: Chrysomelidae). Int J Trop Insect Sci 36:70–81 Karmakar A, Malik U, Barik A (2016) Effects of leaf epicuticular wax compounds from Solena amplexicaulis (Lam.) Gandhi on olfactory responses of a generalist insect herbivore. Allelopathy J 37:253–272 Karthika K, Paulsamy S (2014) Phytochemical profiling of leaf, stem, and tuber parts of Solena amplexicaulis (Lam.) Gandhi Using GC-MS. Int Scholar Res Not. doi:10.1155/2014/567409 Karthika K, Paulsamy S, Jamuna S (2012) Evaluation of in vitro antioxidant potential of methanolic leaf and stem extracts of Solena amplexicaulis (Lam.) Gandhi. J Chem Pharm Res 4:3254–3258 Kegge W, Pierik R (2010) Biogenetic volatile organic compounds and plant competition. Trends Plant Sci 15:126–132 Khan MMH, Alam MZ, Rahman MM (2011) Host preference of red pumpkin beetle in a choice test under net case condition. Bangladesh J Zool 39:231–234 Magalhães DM, Borges M, Laumann RA, Sujii ER, Mayon P, Caulfield JC, Midega CAO, Khan ZR, Pickett JA, Birkett MA, Blassioli-Moraes MC (2012) Semiochemicals from herbivory induced cotton plants enhance the foraging behaviour of the cotton boll weevil, Anthonomus grandis. J Chem Ecol 38:1528–1538 Malik U, Barik A (2015) Free fatty acids from the weed, Polygonum orientale leaves for attraction of the potential biocontrol agent, Galerucella placida (Coleoptera: Chrysomelidae). Biocont Sci Tech 25:593–607 Mukherjee A, Barik A (2014) Long-chain free fatty acids from Momordica cochinchinensis Spreng flowers as allelochemical influencing the attraction of Aulacophora foveicollis Lucas (Coleoptera: Chrysomelidae). Allelopathy J 33:255–266 Mukherjee A, Sarkar N, Barik A (2013) Alkanes in flower surface waxes of Momordica cochinchinensis influence attraction to Aulacophora foveicollis Lucas (Coleoptera: Chrysomelidae). Neotrop Entomol 42:366–371 Mukherjee A, Sarkar N, Barik A (2015a) Momordica cochinchinensis (Cucurbitaceae) leaf volatiles: Semiochemicals for host location by the insect pest, Aulacophora foveicollis (Coleoptera: Chrysomelidae). Chemoecology 25:93–104 Mukherjee A, Sarkar N, Barik A (2015b) Leaf surface n-alkanes of Momordica cochinchinensis Spreng as short-range attractants for its insect pest, Aulacophora foveicollis Lucas (Coleoptera: Chrysomelidae). Allelopathy J 36:109–122 Nagarani G, Abirami A, Siddhuraju P (2014) Food prospects and nutraceutical attributes of Momordica species: a potential tropical bioresources—a review. Food Sci Human Wellness 3:117–126 Nantachit K, Tuchinda P (2009) Antimicrobial activity of hexane and dichloromethane extracts from Momordica cochinchinensis (Lour.) Spreng leaves. Thai Pharm Health Sci J 4:15–20 Ninkovic V (2003) Volatile communication between barley plants affects biomass allocation. J Exp Bot 54:1931–1939 Ninkovic V, Glinwood R, Dahlin I (2009) Weed-barley interactions affect plant acceptance by aphids in laboratory and field experiments. Entomol Exp Appl 133:38–45 Paré PW, Tumlinson JH (1996) Plant volatile signals in response to herbivore feeding. Florida Entomol 79:93–103 Paré PW, Tumlinson JH (1999) Plant volatiles as a defense against insect herbivores. Plant Physiol 121:325–331 Piesik D, Wenda-Piesik A, Lamparski R, Tabaka P, Ligor T, Buszewski B (2010) Effects of mechanical injury and insect feeding on volatiles emitted by wheat plants. Entomol Fennica 21:117–128 Piesik D, Pańka D, Delaney KJ, Skoczek A, Lamparski R, Weaver DK (2011) Cereal crop volatile organic compound induction after mechanical injury, beetle herbivory (Oulema spp.), or fungal infection (Fusarium spp.). J Plant Physiol 168:878–886 Piesik D, Rochat D, Delaney KJ, Marion-Poll F (2013) Orientation of European corn borer first instar larvae to synthetic green leaf volatiles. J Appl Entomol 137:234–240 Rahaman MA, Prodhan MDH (2007) Effects of net barrier and synthetic pesticides on Red pumpkin beetle and yield of cucumber. Int J Sustain Crop Prod 2:30–34 Riffell JA, Lei H, Hildebrand JG (2009a) Neural correlates of behavior in the moth Manduca sexta in response to complex odors. Proc Natl Acad Sci U S A 106:19219–19226 Riffell JA, Lei H, Christensen TA, Hildebrand JG (2009b) Characterization and coding of behaviorally significant odor mixtures. Curr Biol 19:335–340 Röse USR, Tumlinson JH (2004) Volatiles released from cotton plants in response to Helicoverpa zea feeding damage on cotton flower buds. Planta 218:824–832 Röse USR, Tumlinson JH (2005) Systemic induction of volatile release in cotton: how specific is the signal to herbivory? Planta 222:327–335 Sarkar N, Barik A (2015) Free fatty acids from Momordica charantia L. flower surface waxes influencing attraction of Epilachna dodecastigma (Wied.) (Coleoptera: Coccinellidae). Int J Pest Manag 61:47–53 Sarkar N, Mukherjee A, Barik A (2015) Attraction of Epilachna dodecastigma (Coleoptera: Coccinellidae) to Momordica charantia (Cucurbitaceae) leaf volatiles. Canad Entomol 147:169–180 Schoonhoven LM, van Loon JJA, Dicke M (2005) Insect-plant biology. Oxford University Press, Oxford Singh D, Gill CK (1979) Estimation of losses in growth and yield of muskmelon due to Aulacophora foveicollis (Lucas). Ind J Entomol 44:294–295 Sinha SN, Chakrabarti AK (1983) Effect of seed treatment with carbofuran on the incidence of red pumpkin beetle, Rhaphidopalpa foveicollis (Lucas) on cucurbits. Ind J Entomol 45:145–151 Tabata J, De Moraes CM, Mescher MC (2011) Olfactory cues from plants infected by powdery mildew guide foraging by a mycophagous ladybird beetle. PLoS One 6:e23799 Tasin M, Anfora G, Ioriatti C, Carlin S, De Cristofaro A, Schmidt S, Bengtsson M, Versini G, Witzgall P (2005) Antennal and behavioural responses of grapevine moth Lobesia botrana females to volatiles from grapevine. J Chem Ecol 31:77–87 Tasin M, Bäckman A-C, Bengtsson M, Ioriatti C, Witzgall P (2006) Essential host plant cues in the grapevine moth. Naturwissenschaften 93:141–144 Turlings TCJ, Bernasconi M, Bertossa R, Bigler F, Caloz G, Dorn S (1998) The induction of volatile emissions in maize by three herbivore species with different feeding habits: possible consequences for their natural enemies. Biol Control 11:122–129 Venkateshwarlu E, Raghuram Reddy A, Goverdhan P, Swapna Rani K, Jayapal Reddy G (2011) In vitro and in vivo antioxidant activity of methanolic extract of Solena amplexicaulis (whole plant). Int J Pharm Bio Sci 1:522–533 Visser JH (1986) Host odor perception in phytophagous insects. Annu Rev Entomol 31:121–144 Wang P, Zhang N, Zhou LL, Si SY, Lei CL, Ai H, Wang XP (2014) Antennal and behavioral responses of female Maruca vitrata to the floral volatiles of Vigna unguiculata and Lablab purpureus. Entomol Exp Appl 152:248–257 Webster B, Bruce T, Pickett J, Hardie J (2010) Volatiles functioning as host cues in a blend become nonhost cues when presented alone to the black bean aphid. Animal Behav 79:451–457 Wei J-N, Zhu J, Kang L (2006) Volatiles released from bean plants in response to agromyzid flies. Planta 224:279–287 Wenda-Piesik A, Piesik D, Ligor T, Buszewski B (2010) Volatile organic compounds (VOCs) from cereal plants infested with crown rot: their identity and their capacity for inducing production of VOCs in uninfested plants. Int J Pest Manag 56:377–383 Zhang YT, Zhang YL, Chen SX, Yin GH, Yang ZZ, Lee S, Liu CG, Zhao DD, Ma YK, Song FQ, Bennett JW, Yang FS (2015) Proteomics of methyl jasmonate induced defense response in maize leaves against Asian corn borer. BMC Genomics 16:224