The effects of exogenous 20-hydroxyecdysone on the feeding, development, and reproduction of Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae)

Li Juan Sun, Yong Jie Liu, Chang Peng Shen

Abstract


Exogenous 20-hydroxyecdysone (20E) exerts a range of detrimental effects on the development and survival of many insect species, and differ­ent species show varying susceptibilities to ingested 20E. The specific effects of exogenous 20E on Plutella xylostella (L.) (diamondback moth; Lepidoptera: Plutellidae), a severe pest of cruciferous crops, has not been reported systematically. Here, we studied the effects of exogenous 20E on feeding, development, and survival of P. xylostella larvae and on fecundity and longevity of adults by using a leaf dip assay. We found that food consumption and the duration of development of larvae that survived to the next instar decreased with the increasing concentrations of dietary 20E. Ingested 20E exerted adverse effects on the development of larvae by decreasing their weight, and led to death mainly by inducing abnormal molting. The lethal effect of 20E on larvae was also determined by a residual film method, which showed LD50 values of 1st to 4th instars were 0.331, 0.345, 0.439, and 0.252 mg/mL, respectively. Female adults laid reduced numbers of eggs on leaves treated with 20E. There was a negative correlation between the concentration of 20E on the leaf surface and the number of eggs deposited on the leaves (P < 0.05). After 5 d, the average fecundity of adult females was reduced and correlated with the concentration of 20E in the diet (P < 0.05). The longevity of male adults was significantly shortened after ingesting diet containing 0.50 mg/mL 20E. Thus, ingestion of exogenous 20E exerted adverse effects on feeding, development, and reproduction of P. xylostella, and 20E residues on leaves of host plant had significant repellent effects on oviposition by females.

 

Resumen

El exógeno de 20-hidroxiecdisona exógenosa (20E) ejerce una serie de efectos perjudiciales sobre el desarrollo y la sobrevivi­vencia de muchas especies de insectos, y diferentes especies muestran diferentes susceptibilidades al 20E ingerida. No se ha reportado, los efectos específicos del exógenoso de 20E sobre Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae), la polilla del dorso diamante de la col (PDC), una plaga grave de los cultivos de crucíferas. Los efectos del exógeno de 20E sobre la alimenta­ción, el desarrollo y la sobrevivencia de las larvas de PDC, además de repelar la oviposición en las hojas tratadas, la fecundidad y la longevidad de los adultos fueron estudiados en parte mediante el uso de un ensayo de inmersión foliar. Se encontró que el consumo de alimentos y la duración del desarrollo de las larvas que podrían sobrevivir al siguiente estadio disminuyó con el aumento de las concentraciones de la dieta 20E. El 20E ingerida ejerce efectos adversos sobre el desarrollo de las larvas de PDC por la disminución de su peso, y condujo a su muerte, principalmente mediante la inducción de una muda anormal. Se determinó la letalidad del 20E por medio de larvas colocadas en las hojas del rábano que habían sido sumergidas en varias concentraciones de 20E en agua y luego secadas al aire. Los valores de la DL50 resultantes del primero-cuarto estadio fueron 0.331, 0.345, 0.439 y 0.252 mg /l, respectivamente. Las hembras adultas de PDC pusieron un número reducido de huevos en las hojas con un residuo de 20E sobre la superficie. Hubo una correlación muy significativa entre la concentración del 20E en la superficie de las hojas y el número de huevos depositados sobre las hojas. La fecundidad de las hembras adultas se redujo en 5.50 ± 4.64%, 8.70 ± 2.91%, 15.86 ± 3.40%, 20.61 ± 2.49% y 28.95 ± 1.58% después de la ingestión de 0.0303, 0.0625, 0.0125, 0.25 y 0.50 mg/L de 20E por 5 días, respectivamente. Se redujo la longevidad de los adultos machos significativamente después de la ingestión de 0.50 mg/l de 20E. Por lo tanto, la ingestión de 20E exógena ejerce efectos adversos sobre la alimentación, el desarrollo y la reproducción de PDC, y 20E tuvo un efecto sorprendentemente repelente sobre la oviposición en las hojas con residuos de 20E.

 

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Keywords


dietary 20E; diamondback moth; feeding; development; reproduction

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