Flight activity and mating behavior of irradiated Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae) males and their F1 progeny for use of inherited sterility in pest management approaches

Rakesh K. Seth, Zubeda Khan, Dev K. Rao, Mahtab Zarin

Abstract


The dose of radiation applied to the Oriental leafworm (also known as the common cutworm), Spodoptera litura (F.) (Lepidoptera: Noctuidae) for use in inherited sterility (IS) sterility programs must not materially reduce the quality and competitiveness of the released males. To assess the quality of sub-sterilized male moths and their F1 progeny, their flight and mating behaviors were investigated. Thus, parental (P) generation S. litura males that had been irradiated with either 100 or 130 Gy and their F1 male descendants were subjected to flight assay tests to assess flight ability, orientation towards a pheromone source and mating behavior, i.e., mating performance using various sex ratios, sequential matings, and effect of female age. The orientation behavior of either P or F1 males towards pheromone-baited traps was not different from that of non-irradiated males. Mating abilities of irradiated P generation males and their F1 male progeny with non-irradiated females were studied using several sex ratios, but large differences were not found even when the sex ratio was increased from 1:1 to 5:1. A study on sperm use patterns revealed the precedence of sperm of the last male to mate, for example, when a non-irradiated female was sequentially mated with a non-irradiated P male, followed by an irradiated P male and finally by an F1 male, as well as in all other possible sequences of such males. Mating success, remating propensity and fertility were significantly influenced by mating sequences that included irradiated males. Further, the age of the female at the first mating influenced fertility in matings with F1 males, and mating success and remating propensity were reduced in several of sequences of matings involving non-irradiated and irradiated males and F1 males, with reductions being more apparent when females were aged 5–6 d. The present study indicates that gamma doses of either 100 or 130 Gy are suitable for the suppression of S. litura using an IS approach.

 

Resumen

La dosis de radiación aplicada al gusano oriental de la hoja (también conocido como el gusano cortador común), Spodoptera litura (F.) (Lepidoptera: Noctuidae) para su uso en programas de esterilidad heredetaria (SH) no debe reducir sustancialmente la calidad y la competitividad de los machos liberados. Para evaluar la calidad de las polillas machos sub-esterilizados y su progenie F1, se investigaron su comportamiento de vuelo y de apareamiento. Por lo tanto, los machos de S. litura de generación pariente (P) que habían sido irradiados con 100 o 130 Gy y los machos descendientes F1 fueron sometidos a pruebas de ensayo de vuelo para evaluar la capacidad de vuelo, su orientación hacia un fuente de feromonas y su comportamiento de apareamiento, como su desempeño de apareamiento utilizando diversas ratios sexuales, apareamientos secuenciales y el efecto de la edad del sexo femenino. El comportamiento de orientación de los machos de generación P o F1 hacia las trampas cebadas con feromonas no fue diferente de los machos no irradiados. Se estudió la habilidad de apareamiento de los machos irradiados de generación P y su progenie machos F1 con hembras no irradiadas utilizando varios ratios sexuales, pero no se encontraron grandes diferencias, incluso cuando el ratio de los sexos se incrementó de 1:1 a 5:1. Un estudio sobre los patrones de uso de esperma reveló la precedencia de esperma del último macho que se aparió, por ejemplo, cuando una hembra no irradiada fue secuencialmente apareada con un macho P no irradiado, seguido de un macho P irradiado y finalmente por un macho F1, así como en todas las otras secuencias posibles de tales machos. El éxito de apareamiento, la propensidad de re-aparearse y la fertilidad fueron influenciadas significativamente por las secuencias de apareamiento que incluyeron machos irradiados. Además, la edad de la hembra en el primer apareamiento influenció la fertilidad de los apareamientos con machos F1, y el éxito de apareamiento y la propensidad de re-aparearse son reducidos en varias de las secuencias de apareamientos que involucran los machos no irradiados y machos irradiados F1 con reducciones siendo más evidentes cuando las hembras tenían entre 5–6 días de edad. El presente estudio indica que las dosis gamma de 100 ó 130 Gy son adecuadas para la supresión de S. litura utilizando el enfoque de SH.

 

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Keywords


irradiation; inherited sterility; mating success; pheromone; sex ratio; sperm precedence

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