Cold tolerance characteristics and overwintering strategy of Sesamia inferens (Lepidoptera: Noctuidae)

Meng Sun, Xiao-Tian Tang, Ming-Xing Lu, Wei-Fei Yan, Yu-Zhou Du

Abstract


The pink rice stem borer, Sesamia inferens (Walker) (Lepidoptera: Noctuidae), is a major rice pest in China and elsewhere in Asia. While low winter temperatures are a major environmental constraint on the survival of most insect species, the mechanism of S. inferens’ cold tolerance in winter remains unknown. In this study, we elucidated the cold tolerance characteristics of S. inferens collected in the field from Oct 2012 to Apr 2013. The cold tolerance of overwintering larvae was found to vary significantly. Maximum S. inferens cold tolerance was observed in larvae collected on 30 Jan 2013. However, the SCP (supercooling points) of larvae did not vary insignificantly, with a mean of -6.80 °C. Before 9 Mar 2013, larval water content stabilized at the mean low level of 63.5 %, but subsequently rose significantly, to 75.2%. Low molecular weight sugars and polyols, closely related to freeze tolerance strategy, increased from low levels to their peaks in Jan (glycerol, 359.8 μg/g; trehalose, 20.5 mg/g; fructose, 69.8 μg/g; glucose, 377.3 μg/g; myo-inositol, 59.6 μg/g), after which levels declined. This study demonstrates that the Yangzhou population of S. inferens is freeze-tolerant.

 

El barrenador rosado del tallo de arroz, Sesamia inferens (Walker) (Lepidoptera: Noctuidae) es una de las principales plagas del arroz en China y en otras partes de Asia. Mientras que las bajas temperaturas de invierno son una restriccion ambiental importante en la sobrevivencia de la mayoria de especies de insectos, el mecanismo de tolerancia al frio de S. inferens hacia el invierno sigue siendo desconocido. En este estudio, hemos encontrado las caracteristicas de tolerancia a frio de S. inferens recolectados sobre el campo de octubre de 2012 hasta abril de 2013. Se encontro que la tolerancia al frio de larvas en hibernacion varia significativamente conforme el cambio de estacion. Se observo la tolerancia al frio maximo de S. inferens en larvas recolectadas el 30 de enero de 2013. Sin embargo, las larvas tuvo un promedio de SCP (punto sobreenfriamiento) de solo -6.80 °C y el SCP no vario significativamente. Antes del 9 de marzo del 2013, el contenido de agua en las larvas se habia estabilizado en el promedio del nivel bajo de 63.5%, pero posteriormente se incremento considerablemente al 75.2%. Azucares de bajo peso molecular y polioles, estrechamente relacionados con la tolerancia a congelacion, incremento de niveles bajos en octubre a niveles maximos en enero, como glicerol, 359.8 μg/g; trehalosa, 20.5 mg/g; fructosa, 69.8 μg/g; glucosa, 377.3 μg / g; mio-inositol, 59.6 μg/ g; y subsecuentemente con el acercamiento de la proxima estacion de crecimiento, estos niveles se redujeron. Este estudio demostro que la poblacion de Yangzhou de S. inferens es tolerante a la congelacion en lugar de resistente a la congelacion.

 

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Keywords


Sesamia inferens; cold tolerant strategy; supercooling point; water content; low molecular weight sugars and polyols

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