Biological activity of secondary plant substances glucosinolates, alkaloids and saponins, expressed by their effects on development of Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata Say

• Autorzy: Waligora D
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Biological activity of secondary plant substances: glucosinolates, alkaloids and saponins in relation to Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata was studied in detail. Larvae and adult insects were reared on potato leaves sprayed with tested compounds applied in three different concentrations. The insect behaviour, mortality and weight changes were observed. Among examined chemicals saponins proved to be the most active against Colorado potato beetle. They showed antifeedant properties and caused high larval mortality.

PL

Badano aktywność biologiczną wtórnych związków roślinnych: glukozynolanów, alkaloidów i saponin wyrażoną ich wpływem na rozwój stonki ziemniaczanej (Leptinotarsa decemlineata Say). Prowadzono hodowle larw oraz chrząszczy stonki na liściach ziemniaka traktowanych badanymi związkami, w 3 różnych stężeniach. Określono zachowanie, przeżywalność oraz zmiany wagi zarówno larw jak i chrząszczy w trakcie trwania hodowli. Spośród testowanych związków najwyższą aktywność biologiczną w stosunku do stonki wykazały saponiny - powodując znaczne ograniczenie żerowania oraz wysoką śmiertelność owadów, przy czym larwy były znacznie bardziej wrażliwe niż chrząszcze. Działanie saponin nie polegało na ich toksycznym działaniu lecz wykazały one silne właściwości antyfidantne w stosunku do stonki ziemniaczanej.

Słowa kluczowe

EN

glucosinolate; biological activity; saponin; plant protection; insect development; development; Leptinotarsa decemlineata; plant substance; Colorado potato beetle; alkaloid

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Plant Protection Research
• Rocznik: 1998
• Tom: 38
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.158-173,fig.

Twórcy

autor

Waligora D

• Institute of Plant Protection, Miczurina 20, 60-318 Poznan, Poland

Bibliografia

• 1. Alford A. R., Cullen J. A., Storch R.A., Bentley M.D. 1987. Antifeedant activity of limonin against the Colorado potato beetle. J. Econ. Entomol. 80 (3): 575-578.
• 2. Bangham A.D., Horne R.W., Glauert A.M., Dingle J.T., Lucy J.A. 1962. Action of saponin on biological membranes. Nature 196: 952-955.
• 3. Bell J.P. 1984. Nutrients and toxicants in rapeseed meal: a review. J. Anim. Sci. 58 (4): 996-1010.
• 4. BentIey M.D., Rajab M.S., Alford A.R., MendeI M.J., HassanaIi A. 1988. Structure activity studies of modified citrus limonoids as antifeedant for Colorado potato beetle larvea (Leptinotarsa decemlineata Say). Entomol. Exp. Appl. 49 (3): 189-193.
• 5. Bettarini F., Borgonovi G.E., Fioroni T., Gogliardi I. 1993.Antiparasitic compounds from East African plants: isolation and biological activity of anonaine, matricarianol, canthin and cariophylene. Insect Sci. Appl. 14 (1): 93-99.
• 6. Birk Y. 1969. Saponins. In: Liener I.E. Toxic Constituents of Plant Foodstuffs. Academic Press, New York. Chapter 7: 169-210.
• 7. Blight M.M., Pickett J.A., Wadhams L.J., Woodcock C.M. 1991. Antennal responses of Centorhynchus assimilis and Psylliodes chrysocephala to voltailes from oilseed rape. Aspects of Appl. Biol. 23: 329-334.
• 8. Cheeke P.R. 1971. Nutritional and physiological implications of saponins: A review Can. J. Anim. Sci. 51: 621-632.
• 9. Chew F.S. 1988. Biological effects of glucosinolates. In: H.G. Cutler (Ed). Biologically active natural products - potential use in agriculture. ACS Symposium: 155-181.
• 10. Drozdowska L. 1992. Glukozynolany i ich metabolizm u rzepaku w kulturach in vitro i in vivo. Rozprawy 55. ATR Bydgoszcz, 71ss.
• 11. Drozdowska L. 1994. Rola biologiczna glukozynolanów. Post. Nauk Roln. nr 5: 61-67.
• 12. Dubis E., Szafranek J., Nawrot J. 1995. Postęp badań w niekonwencjonalnych metodach zwalczania stonki ziemniaczanej (Leptinotarsa decemlineata Say). Materiały XXXV Sesji Nauk. lns. Ochr. Roślin, cz. I: 102-107.
• 13. Ellinger C.A., Waiss A.C. Jr. 1989. Insect Growth lnhibitors form Petunia and other Solanaceous Plants. In: Insecticides of Plant Origin Ed. By J. T. Arnason, B.J.R. Philogene and P. Morand. ACS Symposium Series 387: 188-205.
• 14. FieIdsend J.K., Murray F.E., BiIsborrow P.E., Milford G.F.J. 1991. Glucosinolate accumulation during seed development in winter sown oilseed rape. Proc. 8th Int. Rapeseed Congress, Saskatoon, Canada: 689-694.
• 15. Finch S. 1978. Voltaile plant chemicals and their effect on host finding by the cabbage root fly (Delia brassicae). Entomol. Exp. Appl. 24: 150-167.
• 16. Finch S. 1980. Chemical attraction of plant feeding insects to plants. Appl. Biol. nr 5: 67- 143.
• 17. Frankiewicz A., Potkański A., Warych H., Kliber A., Szkudelski T. 1995. Wpływ poziomu glukozynolanów w wytłokach rzepakowych na wyniki produkcyjne u młodych świń. Rośliny Oleiste t. XVI (2): 375-382.
• 18. Gestetner B., Assa Y., Henis Y., Birk Y., Bondi A. 1971. Lucerne saponins. IV. Relationship between their chemical constitution and haemolitic and antifungal activities. J. Sci. Food Agric. 22: 168-172.
• 19. GiIpatrick J.D. 1969. Effect of soil amsndmends upon inoculum survival and function in Phytophtora root rot of avocado. Phytopathology 59: 979-985.
• 20. GonzaIezcoIma A., Reina M., Cobrera R., Castanera P., Gutierrez C. 1995. Antifeedant and toxic of sesquiterpenes from Senecio palmensis to Colorado potato beetle. J. Chem. Ecol. 21 (9): 1255-1270.
• 21. Gregory P., Sinden S.L., Osman S.F., Tingey W.M., Chessin D.A. 1981. Glycoalkaloids of wild tuber bearing Solanum species. Agric. Food Chemistry 29: 1212-1215.
• 22. Hare J.D. 1990. Ecology and management of the Colorado potato beetle. Ann. Rev. Entomol. 35: 81-100.
• 23. Harrison G.D., Mitchel B.K. 1988. Host-plant acceptance by geographic populations of the Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata Say). Role of solanaceous alkaloids. J. Chem. Ecol. 14 (3): 777-788.
• 24. Hicks K.L. 1974. Mustard oil glucosides: Feeding stimulants for adult cabbage steam flea beetle Phyllotreta cruciferae. Ann. of the Entomol. Soc of Amer. 67: 261-264.
• 25. Horber E. 1972. Alfalfa saponins significant in resistance to insects. In: Insect and Mite Nutrition. Ed. J.G. Rodriguez North Holland Co. Amsterdam: 611-628.
• 26. Hough - GoIdstein J.A. 1989. Antifeedant effects of common herbs on the Colorado potato beetle (Coleoptera: Chrysomelidae). Env. Entomol. 19 (2): 234-238.
• 27. Hu M.Y., KIocke J.A., Chiu S.F., Kubo I. 1993. Responses of five insect species to a botanical insecticide rhodojaponin III. J. Econ. Entomol. 86 (3): 706-711.
• 28. Huang F.Y., Chung B.Y., BentIey M.D., Alford A.R. 1995. Colorado beetle antifeedants by simple modification of the brichbark triterpene - betulin. J. Agric. Food. Chem. 43 (9): 2513-2516.
• 29. Ishaaya I., Birk Y. 1965. Soybean saponins. IV. The effect of proteins on the inhibitory activity of soybean on certain enzymes. J. Food. Sci. 30: 118-120.
• 30. KachIicki P. 1990. Glukozynolany i inne związki niskocząsteczkowe specyficzne dla rozwoju Brassica. Występowanie, właściwości i rola w metabolizmie roślin. Rośliny Oleiste - Wyniki Badań 1989 IHAR: 65-74.
• 31. KIingauf F., WeiI B. 1988. Antifeedant activity of plant extracts against the Colorado potato beetle. Gesunde - Pflanzen 40 (6): 219-224.
• 32. KIocke J.A., Hu M.Y., Chiu S.F., Kubo I. 1991. Grayanoid diterpene insect antifeedants and insecticides from Rhododendron molle. Phytochemistry 30 (6): 1799 - 1800.
• 33. Kot J. 1970. The phenomenon of partial resistance to insecticides in some arthropodes. Ekol. Pol. 18 (15): 351-359.
• 34. Krzymańska J., WaIigóra D. 1983. Znaczenie saponin w odporności lucerny na mszycę grochową (Acyrthosiphon pisum H.). Prace Nauk. Inst. Ochr. Roślin, 24 (2): 153-160.
• 35. Krzymańska J., WaIigóra D., MichaIski Z., Gulewicz K. 1988. Observation on the influence od sprying potatoes with lupine extract on the feeding and development of potato beetle population. Bull. Pol. Acad. Sci., Ser. biol. 36 (1-3): 45-52.
• 36. Krzymańska J., Lisiecka E., Nawrot D. 1997. The content and composition of glucosinolates in genetically different varieties of oilseed rape (Brassica napus L.). J. Plant Protection Res. Vol.37: 104-108.
• 37. Lambert R.J., Davis M., Ellis M., Smithard A. 1991a. Influence of glucosinolate content of rapeseed meal diets on the growth performance of newly weaned pigs. Anim. Prod. 54 (3): 482.
• 38. Ląkocy A. 1973. Teoretyczne i praktyczne aspekty odporności szkodników roślin rolniczych na pestycydy. Prace Nauk. Ins. Ochr. Roślin, 14 (2): 5-84.
• 39. Leath K.T., Davis K.H., Wall M.E., Hanson C.H. 1972. Vegetative growth responses of alfalfa pathogens to saponin and other extracts from alfalfa (Medicago sativa). Crop. Sci. 12: 851-856.
• 40. Liu Y.B., Alford A.R., Rajab M.S., BentIey M.D. 1990. Effects and modes of action of citrus limonoids against Leptinotarsa decemlineata Say. Physiol. Entomol. 15: 37-45.
• 41. Liu Y.B., Alford A.R., BentIey M.D. 1991. A study on mode of antifeedant effects of epilimonol against Leptinotarsa decemlineata. Entomol. Exp. Appl. 60 (1): 13 -18.
• 42. Makulec I., Marczak E., Lipkowski A., Baranowska B. 1995. Przeciwbakteryjne i przeciwgrzybowe działanie glukozynolanów wyekstrahowanych ze śruty rzepaku. Rośliny Oleiste t. XVI (2): 255-259.
• 43. MendeI M.J., Alford A.R., BentIey M.D. 1991. A comparision of the effect of limonin on Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata) and fall armyworm Spodoptera frugiperda larval feeding. Entomol. Exp. Appl. 58 (2): 191-194.
• 44. Mithen R.F., Lewis B.G., Fenwick G. 1986. In vitro activity of glucosinolates and their products against Leptosphaeria maculans. Trans Brit. Mycol. Soc. 84: 433-440.
• 45. Murray K.D., Groden E., Drummond F.A., AIford A.R., ConIey S., Storch R.H., BentIey M.D. 1995. Citrus limonoid effects on Colorado potato beetle (Coleoptera: Chrysomelidae) colonization and oviposition. Env. Entomol. 24 (5): 1275 - 1283.
• 46. Ortego F., Rodriguez B., Castanera P. 1995. Effects of neo-clerodane diterpens from Tenecrium on feeding behaviour of Colorado potato beetle larvae. J. Chem. Ecol. 21 (9): 1375-1386.
• 47. Osman S.F., Herb S.F., Fitzpatrick T.J., Sinden S.L. 1975. Commersonine a new glycoalkaloid from two Solanum species. Phytochemistry 15: 1065-1067.
• 48. Perez M.A., Ocete R., Lara M. 1992. Tests on the antifeedant activity of an ethanol extract of leaves of Daphne gnidium L. on four species of insects. Boletin de Sanidad Vegetal. Plagas 18 (2): 435-440.
• 49. Roof M.E., Horber E., Sorensen E.L. 1972. Bioassay technique for the potato leafhopper Empoasca fabae. Proc. North. Cent. Branch Entomol. Soc. Am. 27: 140-143.
• 50. SchIosser E. 1972. Sterol dependent membranelitic action of saponins. Phytopathology, 74: 91-94.
• 51. Schmutterer H. 1987. Fecundity reducing and sterilizing effects of neem seed kernel extracts in the Colorado potato beetle ( L. decemlineata). Natural pesticides from the neem tree (Azadirachta indica) and other tropical plants. Proce. of 3rd Int. Neem Conf., Nairobi, Kenya 10-15 July 1986. Ed. Schmutterer H., Ascher K. 1987: 351-360, Eschborn, Germany.
• 52. Schoonhoven L.M. 1972. Secondary plant substances and insects. Recent Adv. Phytochemistry, 5: 197-224.
• 53. Simmonds M.S., BIaney W.M., Mithen R., Birk A.N., Lewis J. 1994. Behavioural and chemosensory responses of the turnip root fly (Delia floralis), to glucosinolates. Entomol. Exp. Appl. 71: 45-57.
• 54. Sinden S.L., Sanford L.L., CanteIo W.W., DeahI K.L. 1986. Leptine glycoalkaloids and resistance to the Colorado potato beetle (Coleoptera: Chrysomelidae) in Solanum chacoense. Environ. Entomol. 15: 1057-1062.
• 55. Sobótka W., Nawrot J. 1988. Aktualny stan badań i perspektywy praktycznego wykorzystania substancji wpływających na zachowanie się i rozwój owadów. Materiały XXVIII Sesji Nauk. Inst. Ochr. Roślin, cz. I: 263-275.
• 56. Waligóra D., Krzymańska J., Gulewicz K., MichaIski Z., Peretiatkowicz M. 1989. Próby zastosowania ekstraktu łubinowego do zwalczania szkodników roślin uprawnych. Materiały XXIX Sesji Nauk. Inst. Ochr. Roślin, cz.II: 9-14.
• 57. Waligóra D., Krzymańska J. 1992. Glukozynolany - związki aktywne biologicznie. Materiały XXXII Sesji Nauk. Inst. Ochr. Roślin, cz. II: 236-241.
• 58. Waligóra D., Krzymańska J. 1994. Wpływ roślinnych związków wtórnych - glukozynolanów, alkaloidów i saponin na żerowanie stonki ziemniaczanej (Leptinotarsa decemlineata). Materiały XXXIV Sesji Nauk. Inst. Ochr. Roślin, cz. II: 9-12.
• 59. Waligóra D., Krzymańska J. 1995. Badanie wpływu wybranych, roślinnych związków wtórnych na zachowanie i rozwój stonki ziemniaczanej (L. decemlineata Say). Materiały XXXV Sesji Nauk. Inst. Ochr. Roślin, cz. II: 94-97.
• 60. Węgorek P., Pruszyński S., Kroczyński J., Szczęsna E. 1988. Zmiany we wrażliwości stonki ziemniaczanej (Leptinotarsa decemlineata Say) na chlorfenwinfos w Polsce w świetle badań 1987 r. Materiały XXVIII Sesji Nauk. Inst. Ochr. Roślin, cz. I: 185-199.
• 61. Wink M. 1984. Chemical defence of lupins. Mollusc repellent properties of quinolizidine alkaloids. Z. Naturforsch. 39c: 553-558.
• 62. Wyrostkiewicz K. 1992 Wpływ wyciągów z wybranych roślin na żerowanie i rozwój stonki ziemniaczaniej (Leptinotarsa decemlineata Say). Rozprawy Nr 53. Wydawnictwo Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy.
• 63. Yamasaki R.B., KIocke J.A. 1989. Structure bioactivity relationship of salannin as an antifeedant against Colorado potato beetle (L. decemlineata). J. Agric. Food Chemistry 37 (4): 1118-1124.
• 64. Zehnder G., Warthen J.D. 1988. Feeding inhibition and mortality effects of neem-seed extract on the Colorado potato beetle (Coleoptera: Chrysomelidae). J. Econ. Entomol. 81 (4): 1040-1044.
• 65. Zentmyer G.A., Thompson C.R. 1967. The effect of saponins from alfalfa on Phytophtora cinnamon in relation to control of root rot of avocado. Phytopathology, 57: 1278-1279.
• 66. Zimmer D.E., Pedersen M.W., Mc Guire C.F. 1967. A bioassay for alfalfa saponins using the fungus Trichoderma viridae. Crop. Sci. 7: 223-224.