Фізикохімія дієти впливає на харчові показники та ефективність бавовняного листяного хробака,

Анотація: Дев'ять штучних дієт готували за допомогою буферних розчинів, що відрізняються за рівнем рН та молярністю. Їх годував четвертий личинок Spodoptera littoralis протягом 4 днів для перевірки здатності чергування у фізико-хімічних умовах раціонів індукувати суттєві зміни показників поживності, загальних вуглеводів та придатності личинок. pH мав суттєве зниження збільшення маси тіла, коефіцієнта відносної норми споживання та загальних вуглеводів. З іншого боку, вплив різних буферних молярностей був значним на збільшення ваги, RGR (відносний темп росту), RCR, ECI (ефективність перетворення введеної їжі), ECD (ефективність перетворення перетравленої їжі) та загальні вуглеводи. Взаємодія між обома факторами була високою, як це спостерігалося за більшістю параметрів. AD (приблизна засвоюваність) продемонстрував, що на травлення це не впливало негативно, що може свідчити про те, що середня кишка має хорошу буферну систему. Було зроблено висновок, що личинки, мабуть, перейшли до невідповідних фізико-хімічних умов введеного раціону, збільшили свою потребу в енергії за рахунок споживання перетравленої або асимільованої їжі, наприклад вуглеводів, замість побудови нових тканин, що остаточно впливає на показники продуктивності личинок.

Як цитувати цю статтю

Тарек Р. Амін, Салах Або Ель-Енін та Таква Х. Еллаква, 2006. Фізикохімія дієтичних впливів Поживні показники та ефективність бавовняного листяного листя, Spodoptera littoralis (Boisd.). Пакистанський журнал біологічних наук, 9: 2802-2807.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

Використовуваний штам S. littoralis був лабораторним штамом, отриманим у вигляді нещодавно вилуплених личинок із культури Центральної сільськогосподарської лабораторії пестицидів, Доккі, Єгипет.

Личинок вирощували в постійних умовах 25 ± 1 ° C і відносної вологості 70 ± 5% у лабораторії кафедри фізіології шкідників Науково-дослідного інституту захисту рослин, Єгипет. Їх годували штучною дієтою, приготовленою, як описано Шорі та Хейлом (1965). Хімічні речовини, що використовувались протягом дослідження, мали аналітичну якість і купувались у комерційних постачальників.

Линьки 4-го періоду, що линяються, отримували різні штучні дієти, приготовані за допомогою буферів, мали різні значення рН та різні молярні концентрації. Контрольна дієта, приготована з використанням дистильованої води. Буферні розчини лимонної кислоти-Na 2 HPO 4 (Mcllvaine) були обрані завдяки присутності цитрату в тканинах рослин, що значною мірою визначає їх рН (Kurkdjian and Guern, 1989). У цьому дослідженні буферна система складалася з розчинів, що містять суміш слабкої кислоти (лимонна кислота) та солі слабкої основи (Na 2 HPO 4).

Попередні дослідження були проведені для вибору буферних розчинів прийнятних значень щодо рН та концентрації буфера (конц.), Тобто, що робить штучні дієти в межах, як у рослин, або з точки зору рН, або з буферної здатності. Буферна ємність, яка є показником ефективності розчину для мінімізації зміни рН, що виникає в результаті додавання стандартної кількості сильної кислоти або сильної основи, була використана для прогнозування діапазону молярної конц. використовується. Леховіч (1983) виявив, що рН рослинних тканин ряду різних рослин навесні 1980 р. Коливався від 4,05-6,19 і буферна ємність 36,4-266,3/мкмоль OH¯/г тканини. Кількісна міра буферної ємності в цій роботі давалася кількістю мкмолей сильної основи (NaOH), необхідної для зміни рН дієти до середнього рН середньої кишки лепідоптера 8,75 (Беренбаум, 1980). У цьому дослідженні місткість буфера становила від 158 до 246,2 мкмоль NaOH/1 г свіжої дієти. Додаючи буферні розчини з 3 різними значеннями рН, кожен з яких має 3 різні концентрації буфера, ми отримуємо 9 дієт, як показано в таблиці 1.

рН та титрування проводили при кімнатній температурі (25 ° С). Один грам свіжоприготованої дієти титрували проти 0,02 н. Розчину NaOH, використовуючи скляну мішалку як мішалку під час повільного витікання розчину основи. Вимірювання рН проводили за допомогою універсальних індикаторних смужок, придбаних у Мерк, Німеччина.

Для кожної дієти використовували по тридцять личинок у трьох повторностях. Свіжа дієта була поставлена під час експерименту (4 послідовні дні). Вага введеного раціону збільшувався відповідно до збільшення маси личинок (зростання), але забезпечуючи більшу частину споживаного раціону. Відмерлі личинки викидали. Щодня реєстрували свіжу вагу тих, хто вижив, дієту та кал у кожній баночці для вирощування. Свіжі дієти витримували в однакових умовах, щоб оцінити природні втрати вологи, отже, коригована вага споживаної їжі була розрахована, як описано Waldbaeur (1968). Стандартні формули Soo Hoo and Fraenkle (1966) та Waldbaeur (1968) використовувались для розрахунку відносної норми споживання (RCR), відносної швидкості росту (RGR), приблизної засвоюваності (AD), ефективності перетворення введеної їжі в речовини організму (ECI) ) та ефективність перетворення перетравленої їжі в речовини організму (ECD).

Загальну кількість вуглеводів оцінювали в кислотному екстракті гомогенату організму за реакцією фенол-сірчана кислота Дюбуа та ін. (1956). Загальну кількість вуглеводів витягували з тканин комах і готували до аналізу згідно Crompton and Birt (1967). Вироблений колір зчитували спектрофотометром (Spectronic, 1201) при 490 нм і посилався на стандарт глюкози. Загальні вуглеводи виражали у мкг глюкози/комаха.

Результати були статистично проаналізовані двостороннім ANOVA, повністю рандомізованим за допомогою статистичного програмного забезпечення Costat. Факторами двостороннього аналізу були рН та концентрація буфера. Коли ANOVA була значною (p РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ

Буферні розчини використовували pH 3,5 і 7 на 3 рівнях моралі; 0,1, 0,05 та 0,025 М. Додавання буферів під час приготування штучних дієт, зміна значень рН та буферної ємності цих дієт (табл. 1). Дієта 3 мала найвищий рН = 6, тоді як дієта 1 мала найнижчий (рН = 4,11). Їх готували буферними розчинами значень рН, рівних 7 та 3, відповідно (0,1 М). Найменшою ємністю буфера була дієта 3 (= 161 мкмоль NaOH/1 г свіжої дієти). Ця дієта мала найвище значення рН, тому її буферна ємність або кількість мкмолей NaOH, необхідних для доведення раціону до рН 8,75, була найнижчою.

Передбачалося, що зміна фізико-хімічної дієти шляхом додавання буферних розчинів до дієт замість води може вплинути на рН середньої кишки, що вже давно визнано важливим фактором для оптимальної активності травних ферментів або впливає на реакції, пов'язані з всмоктуванням та детоксикацією їжі в організмі. кишечник комах, що в кінцевому підсумку може вплинути на форму рослиноїдних тварин. Відсоток виживання личинок S. littoralis був незначно змінений, тоді як приріст ваги та RGR показали значне зниження порівняно з контролем (табл. 3). Найвище зниження було серед дієт, приготованих 0,1 М буферним розчином. Збільшення ваги становило 35,19, 38,60, 30,85 та 66,27 мг/мг/день для дієт 1, 2, 3 та контролю відповідно.

Пригнічення росту та збільшення ваги можна пояснити тим, що комаха споживає менше їжі, оскільки рН дієти може впливати на смакові якості і, отже, впливає на споживання (Karowe and Martin, 1993).

ECD вимірює здатність комахи перетворювати перетравлену їжу в тканини тіла. Індекс зменшується із збільшенням пропорції перетравленої їжі, яка метаболізується для отримання енергії (Waldbaeur, 1968). Введення кислої їжі або високих концентрацій буфера може зажадати значних витрат енергії, що призведе до перенаправлення засвоєної їжі від росту та накопичення енергії до енергетичного обміну (Karowe and Martin, 1993). Дієти 1,2 та 3, що годували личинки, показали високе зниження порівняно з контролем (показали зниження на 21,4, 26,4 та 50% порівняно з контролем, відповідно) (Таблиця 4). Відповідь на різні буферні конц. було значним, тоді як зміни значень рН були незначними (табл. 2). Це вказує на те, що буфер conc. є визначальним фактором, що впливає на РЕЗ. ECI вимірює загальну здатність комахи перетворювати поглинуту їжу у речовину тіла. Оскільки цей індекс співвідноситься з ECD (Waldbaeur, 1968), він продемонстрував виражене зниження (таблиця 4), особливо дієта 3 (ECI становила 14,5 та 26,2 для дієти 3 та контролю відповідно).

Вуглеводи - один з основних метаболітів і одне з основних джерел енергії. На них суттєво вплинули зміни або порушення після годування личинок S. littoralis на буферних раціонах. Їх зниження було значним і високим серед дієт та контрольної дієти, а також при різному рівні рН та концентрації буфера. значення (таблиці 5 і 2). Припускають, що депресія вуглеводів означає, що цей основний метаболіт був вичерпаний через підвищений попит на енергію бюджету личинок для корекції фізико-хімічних умов середньої кишки або гемолімфи. Епітелій середньої кишки має потужний катіонний насос (Dow, 1984) і, за оцінками, споживає 10% клітинного АТФ під час іонної регуляції (Dow, 1986).

Було очевидно, що в межах використовуваних діапазонів рН та концентрації буфера моральність буферних розчинів, використаних у цьому звіті, була більш відповідальною за суттєві зміни тестованих параметрів, ніж рН.

Karowe і Martin (1993) виявили, що рН має менш виражений вплив на параметри росту личинок M. sexta, ніж буферна концентрація. та буферна ємність. Однак були деякі відмінності, як вони виявили, що АД впливає на рН, тоді як такий ефект не спостерігався на личинки S. littoralis. Відмінності можуть бути видовими або тому, що вони використовували різні буферні концентрації. рівні (0,05-0,25 М) і різний рН (діапазон дієтичного рН становив 4,4-5,49). Вуглеводи є більш хорошим показником високих енергетичних потреб, ніж загальні випробувані ними ліпіди. Крім того, контрольна дієта M. sexta була найменш буферизованою і мала найменшу буферну здатність, випадок якого не спостерігався під час приготування дієти S. littoralis (табл. 1).

Дієта 9 являє собою найбільш близький за своєю фізико-хімічною дієтою до контрольної дієти. У більшості випадків це спричиняло незначні зміни щодо контролю. Дієти 1 і 3 мали відносно серйозні зміни в рН або буферній ємності, а дієти 2 з високим значенням буферної ємності. Усі вони спричинили значне зниження темпів зростання та поживних показників. Буфер конц. для приготування цих дієт була найвищою (0,1 М), а таблиця 2 вказує, що концентрація буфера впливали на тестовані параметри вище, ніж рН.

Можна сказати, що личинки, ймовірно, для подолання невідповідних фізико-хімічних умов введеного раціону збільшили свою потребу в енергії за рахунок споживання перетравленої або асимільованої їжі, як вуглеводів, замість побудови нових тканин, що остаточно впливає на продуктивність личинок. Наведені результати вказують на необхідність врахування всіх факторів, а саме. харчові фактори, які можуть допомогти у боротьбі з S. littoralis в Єгипті.

ЛІТЕРАТУРА

Амін, Т.Р. та N.A. El-Halafawy, 2001. Вміст іонів натрію та калію в гемолімфі у нормальному та голодному бавовняному листяному черв’яку, spodoptera littoralis (biosd.). Бик. Вхід Соц. Єгипет Екон. Сер., 28: 49-57.

Аппель, Х.М. та Л.В. Мен, 1995. Вплив рослини-господаря на стан кишечника циганської молі (Lymantria dispar) гусениці. J. Insect Physiol., 41: 241-246.
CrossRef Пряме посилання

Appel, H.M., 1994. Жувальний люмен кишечника травоїдних тварин: фізико-хімічні умови та їх вплив на поживні речовини рослин, алелохімічні речовини та збудники комах. В: Взаємодія рослин комах, Бернейс, Е.А. (Ред.). CRC Press, Boca Raton, pp: 209-223.

Беренбаум, М., 1980. Адаптивне значення рН середньої кишки у личинок Lepidoptera. Am. Нац., 115: 138-146.
CrossRef Пряме посилання

Кромптон, М. та Л. М. Бірт, 1967 р. Зміни кількості вуглеводів, фосфагену та споріднених сполук під час метаморфози видувного муха, Люцилія Купріна. J. Insect Physiol., 13: 1575-1592.
CrossRef Пряме посилання

Dow, J.A.T., 1984. Надзвичайно високий рН в біологічних системах: модель для транспорту карбонату Am. J. Physiol., 246: 633-635.
Пряме посилання

Dow, J.A.T., 1987. Функція середньої кишки комах. Адв. Комаха Phsyiol., 19: 187-328.
CrossRef Пряме посилання

Дюбуа, М., К.А. Жиль, Дж. Гамільтон, П.А. Реберс та Ф. Сміт, 1956 р. Колориметричний метод визначення цукру та суміжних речовин. Анальний Chem., 28: 350-356.
CrossRef Пряме посилання

Фелтон, Г.В., К.Донато, Р.М. Бродвей та С.С.Даффі, 1992 р. Вплив окислених рослинних фенолів на харчові якості дієтарного білка на нічного рослиноїдного, Spodoptera exigua. J. Insect Physiol., 38: 277-285.
CrossRef Пряме посилання

Джонсон, К.С. та Г.В. Фелтон, 1996. Фізіологічний та дієтичний вплив на окислювально-відновні умови середньої кишки у личинок універсального лепідоптера. J. Insect Physiol., 42: 191-198.
CrossRef Пряме посилання

Karowe, D.N. та M.M. Мартін, 1993. Визначник якості раціону: Вплив рН, концентрації буфера та буферної ємності на ріст та використання їжі личинками Manduca sexta (Lepidoptera: Sphingidae). J. Insect Physiol., 39: 47-52.
Пряме посилання

Kurkdjian, A. and J. Guern, 1989. Міжклітинний рН: Вимірювання та значення активності клітин. A Rev. Plant Physiol., Plant Mol. Biol., 40: 271-303.
Перехресні посилання

Lavy, D., M.J.Vanrijn, H.R. Zoomer та H.A. Верхуф, 2001. Дієтичний вплив на ріст, розмноження, склад тіла та стійкість до стресів у наземних ізопод, Oniscus asellus і Порцеліо-скабер. Фізіл. Ентомол., 26: 18-25.
Пряме посилання

Lechowicz, M.J., 1983. Якість листя та перевагу господаря циганської молі у північному листяному лісі. В: Взаємодія господаря лісового дефоліатора, Talerico, R.L. та M. Montgomery (Eds.). Загальний технічний звіт USDA Forest Service NE-85, Північно-Східна лісова дослідна станція, Брумалл, Пенсільванія, США, с. 67-82.

Ліндрот, Л.Л., М.А.Бармен та А.В. Вайсброд, 1991. Нестача поживних речовин і циганська моль, Lymantria dispar. Вплив на продуктивність личинок та активність ферментів детоксикації. J. Insect Physiol., 37: 45-52.
Пряме посилання

Mattson, W.J. and J.M. Scriber, 1987. Харчова екологія комах листяних рослин деревних рослин: міркування азоту, води, клітковини та мінералів. В: Харчова екологія комах, павуків кліщів, Сленський, молодший Ф. та Дж. Родрігес (ред.). Wiley, New York, pp: 105-146.

Мейснер, Дж., І. Ішаяя, К.Р.С. Ашер і М. Зур, 1978. Госсіпол пригнічує активність протеази та амілази Spodoptera littoralis личинки. Енн Ентомол. Соц. Am., 71: 5-8.
Пряме посилання

Navon, A., J. Nesbitt, W. Henzel and H. Lipke, 1985. Вплив дефіциту аскорбінової кислоти на ріст і склад кутикули Manduca sexta і Spodopters littoralis. Комаха Біохім., 5: 285-291.
Пряме посилання