THE EFFECT OF Acrobasis advenella (Zinck.) (Lepidoptera, Pyralidae) FEEDING ON THE CONTENT OF SELECTED BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES IN DIFFERENT SPECIES OF HOST PLANTS
Edyta Górska-Drabik
University of Life Sciences in LublinKatarzyna Golan
University of Life Sciences in LublinKatarzyna Kmieć
University of Life Sciences in LublinIzabela Kot
University of Life Sciences in LublinAbstract
The choice of host plants by the phytophagous insects depends on a number of factors, including secondary metabolites which as “specific plant substances” have a significant influence not only on the physiology and behaviour of plant-eating insects but also on the chemism of plants’ defense. The present paper determined the effect of the feeding of Acrobasis advenella caterpillars on the content of flavonoids, phenolic acids and tannins in the inflorescences of two species of host plants, namely Aronia melanocarpa and Sorbus aucuparia. The content of flavonoids and phenolic acids in the extracts of both plants where caterpillars were feeding was lower as compared to the extracts from control plants. It was found out that the content of tannins in the plant material of S. aucuparia where caterpillars were feeding increased in comparison to the control material. In 2009, their content was found to be more than 1.5 times higher, reaching over 13% of
DW. A reverse reaction was observed in the case of A. melanocarpa, where the content of tannins dropped significantly. The value of that parameter in 2009 decreased more than 1.5 times and it was 5.42% of DW, while in 2010 the decrease was 2-fold, reaching 2.61% of DW.
Keywords:
Aronia melanocarpa, Sorbus aucuparia, secondary metabolites, phenolic acids, flavonoids, tannins, plant–insect interactionReferences
Appel H.M., 1993. Phenolics in ecological interactions: the importance of oxidation. J. Chem. Ecol. 19, 1521–1552.
Awamack C.S., Leather S.R., 2002. Host plant quality and fecundity in herbivorous insects. Annu. Rev. Entomol. 47, 817–844.
Baldwin I.T., 2001. An ecologically motivated analysis of plant-herbivore interactions in native tobacco. Plant Physiol. 127, 4, 1449–1458.
Bennewicz J., 1989. Badania nad Myzus persicae Sulzer i Aphis fabae Scopoli na wybranych odmianach buraka cukrowego. Rocz. Nauk Roln. (E) 19, 1/2, 71–81.
Borkowski B. (ed.), 1973. Chromatografia cienkowarstwowa w analizie farmaceutycznej. PZWL, Warszawa, 508 pp.
Chlebowska D., 1999. Uprawa aronii. ISiK Skierniewice, 16 pp.
Chlebowska D., Smolarz K., 1988. Wstępne wyniki plonowania aronii w SZD w Dąbrowicach. Sad Nowocz. 11, 21–24.
Chmielewska I. (ed.), 1955. Metody badania niektórych składników roślin. PWRiL, Warszawa.
Costa F.V., Neves F.S., Silva J.O., Fagundes M., 2011. Relationship between plant development, tannin concentration and insects associated with Copaifera langsdorffii (Fabaceae). Arthropod Plant Interact, doi 10.1007/s11829-010-9111-6.
Drost-Karbowska K., Szaufer-Hajdrych M., Kowalewski Z., Pawlaczyk A., Latowski. K., 1994. Phenolic acids in genus Aquilegia L. (Ranunculaceae). I. Herba Pol. 40, 4, 141–148.
Eggert P., 1986. Aronia czarnoowocowa. Sad Nowocz. 11, 15–19.
Ehrlich P.R., Raven P.H., 1964. Butterflies and plants: A study in coevolution. Evolution 18, 4, 586–608.
Elliger C.A., Chan B.G., Waiss A.C., 1980. Flavonoids as larval growth inhibitors. Structure factors governing toxicity. Naturwissenschaften 67, 7, 358.
Feeny P., 1970. Seasonal changes in oak leaf tannins and nutrients as a cause of spring feeding by winter moth caterpillars. Ecology 51, 565–581.
Feeny P. 1976. Plant appearance and chemical defense. Rec. Adv. Phytochem., 10, 1–40.
Fornal Ł., Ciepielewska D., Pierzynowska-Korniak G., 1991. Naturalne czynniki kształtujące odporność nasion fasoli na porażenie strąkowcem fasolowym (Acanthoscelides obtectus Say.). Mat. 31 Sesji Nauk. Inst. Ochr. Roślin, 280–283.
Gantner M., 2007. Źródła odporności wybranych odmian leszczyny wielkoowocowej (Corylus L.) na wielkopąkowca leszczynowego (Phytoptus avallanae Nal.) i zdobniczkę leszczynową (Myzocallis coryli Goetze). Rozpr. Nauk. AR w Lublinie, 324, 117 pp.
Goater B., 1986. British Pyralid Moths. A Guide to their identification. Harley Books, 175 pp.
Górska-Drabik E., 2009. Trachycera advenella (Zinck.) (Lepidoptera, Pyralidae) – nowy szkodnik aronii czarnoowocowej. Prog. Plant Prot. 49, 1, 531–534.
Hagerman A.E., Robbins C.T., 1987. Implications of soluble tanninprotein complexes for tannin analysis and plant defense mechanisms. J. Chem. Ecol. 13, 1243–1259.
Harborne J.B., 1997. Ekologia biochemiczna. PWN, Warszawa, 351 pp.
Janiuk M., 2012. Entomofauna zasiedlająca borówkę wysoką (Vaccinium corymbosum L.) na plantacjach w okolicy Lublina. Praca dokt., Lublin, 171 pp.
Kielkiewicz M., Soika G., Olszewska-Kaczynska I., 2011. A comparative evaluation of the consequences of phytoptus Tetratrichus nalepa (Acari: Eriophyoidea) feeding on the content and tissue distribution of polyphenolic compounds in leaves of different linden taxa. Acarologia 51, 2, 237–250.
Kokotkiewicz A., Jaremicz Z., Luczkiewicz M., 2010. Aronia Plants: A review of traditional use, biological activities and perspectives for modern medicine. J. Med. Food 13, 2, 255–269.
Kozłowski W., Kawecki Z., Kozłowski J., 1990. Możliwość uprawy aronii w Polsce północnowschodniej na podstawie wstępnych wyników badań w rejonie Ełku. Intensyfikacja ogrodnictwa w Polsce północno-wschodniej. Sympozjum, Olsztyn 5–6 września, 48–52.
Leszczyński B., 2001. Naturalna odporność roślin na szkodniki. W: Biochemiczne oddziaływania środowiskowe, Oleszek W., Głowniak K., Leszczyński B., (eds). Akademia Medyczna, Lublin, 87–108.
Łuczak I., 1998. Biologiczne podstawy odporności buraka cukrowego na śmietkę – Pegomyia betae Curt. i mszycę burakową – Aphis fabae Scop. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, ser. Rozpr. Nauk., 234.
Niedworok J., Brzozowski F., 2001. Badania nad biologicznymi i fitoterapeutycznymi właściwościami antocyjanin aronii czarnoowocowej. Post Fitoter., 1, 20–24.
Onyilagha J.C., Lazorko J., Gruber M.Y., Soroka J.J., Erlandson M.A., 2004. Effect of flavonoids on feeding preference and development of the crucifer pest Mamestra configurata Walker. J. Chem. Ecol. 30, 1, 109–124.
Queiroz A.C.M., Costa F.V., Siqueira Neves F., Fagundes M., 2012. Does leaf ontogeny lead to changes in defensive strategies against insect herbivores?. Arthropod Plant Interact, doi 10.1007/s11829-012-9224-1.
Palm E., 1986. Nordeuropas Pyralider, Danmarks Dyreliv Bind 3. Fauna Bøger, Københawn, 287 pp.
Polish Pharmakopoeia (Farmakopea Polska) IV, PTF-arm, Warszawa 1970.
Polish Pharmakopoeia (Farmakopea Polska) VI, PTF-arm, Warszawa 2002.
Ramiro D.A., Guerreiro-Filho O., Mazzafera P., 2006. Phenol contents, oxidase activities, and the resistanceof coffee to the leaf miner Leucoptera coffeella. J. Chem. Ecol., 32, 1977–1988.
Scott R., Skirvin R.M., 2007. Black chokeberry (Aronia melanocarpa Michx.): A semi-edible fruit with no pests. J. Am. Pomol. Soc. 61, 3, 135–137.
Simmonds M., 2003. Flavonoids–insect interactions: recent advances in our knowledge. Photochem. 64, 21–30.
Slamka F., 1997. Die Zűnslerartigen (Pyraloidea) Mitteleuropas. Bratislava, 112 pp.
Strzelecka H., Kamińska J., Kowalski J., Malinowski J., Walewska E., 1987. Chemical test methods therapeutic plant raw material. PZWL, Warszawa, 172 pp.
Wawer I., 2010. The power of nature – Aronia melanocarpa. Mae’s Health and Wellness LLC, Omaha, USA, 170 pp.
Wolski T., Kalisz O., Prasał M., Rolski A., 2007. Aronia czarnoowocowa – Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot – zasobne źródło antyoksydantów. Post Fitoter. 3, 145–154. Zielińska-Przyjemska M., Olejnik A., Dobrowolska-Zachwieja A., Grajek W., 2007. Effects of Aronia melanocarpa polyphenols on oxidative metabolism and apoptosis of neutrophils from obese and non-obese individuals. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 6, 3, 75–87
Zucker W.V., 1983. Tannins: does structure determine function? An ecological perspective. Amer. Naturalis. 121, 335–365.
Awamack C.S., Leather S.R., 2002. Host plant quality and fecundity in herbivorous insects. Annu. Rev. Entomol. 47, 817–844.
Baldwin I.T., 2001. An ecologically motivated analysis of plant-herbivore interactions in native tobacco. Plant Physiol. 127, 4, 1449–1458.
Bennewicz J., 1989. Badania nad Myzus persicae Sulzer i Aphis fabae Scopoli na wybranych odmianach buraka cukrowego. Rocz. Nauk Roln. (E) 19, 1/2, 71–81.
Borkowski B. (ed.), 1973. Chromatografia cienkowarstwowa w analizie farmaceutycznej. PZWL, Warszawa, 508 pp.
Chlebowska D., 1999. Uprawa aronii. ISiK Skierniewice, 16 pp.
Chlebowska D., Smolarz K., 1988. Wstępne wyniki plonowania aronii w SZD w Dąbrowicach. Sad Nowocz. 11, 21–24.
Chmielewska I. (ed.), 1955. Metody badania niektórych składników roślin. PWRiL, Warszawa.
Costa F.V., Neves F.S., Silva J.O., Fagundes M., 2011. Relationship between plant development, tannin concentration and insects associated with Copaifera langsdorffii (Fabaceae). Arthropod Plant Interact, doi 10.1007/s11829-010-9111-6.
Drost-Karbowska K., Szaufer-Hajdrych M., Kowalewski Z., Pawlaczyk A., Latowski. K., 1994. Phenolic acids in genus Aquilegia L. (Ranunculaceae). I. Herba Pol. 40, 4, 141–148.
Eggert P., 1986. Aronia czarnoowocowa. Sad Nowocz. 11, 15–19.
Ehrlich P.R., Raven P.H., 1964. Butterflies and plants: A study in coevolution. Evolution 18, 4, 586–608.
Elliger C.A., Chan B.G., Waiss A.C., 1980. Flavonoids as larval growth inhibitors. Structure factors governing toxicity. Naturwissenschaften 67, 7, 358.
Feeny P., 1970. Seasonal changes in oak leaf tannins and nutrients as a cause of spring feeding by winter moth caterpillars. Ecology 51, 565–581.
Feeny P. 1976. Plant appearance and chemical defense. Rec. Adv. Phytochem., 10, 1–40.
Fornal Ł., Ciepielewska D., Pierzynowska-Korniak G., 1991. Naturalne czynniki kształtujące odporność nasion fasoli na porażenie strąkowcem fasolowym (Acanthoscelides obtectus Say.). Mat. 31 Sesji Nauk. Inst. Ochr. Roślin, 280–283.
Gantner M., 2007. Źródła odporności wybranych odmian leszczyny wielkoowocowej (Corylus L.) na wielkopąkowca leszczynowego (Phytoptus avallanae Nal.) i zdobniczkę leszczynową (Myzocallis coryli Goetze). Rozpr. Nauk. AR w Lublinie, 324, 117 pp.
Goater B., 1986. British Pyralid Moths. A Guide to their identification. Harley Books, 175 pp.
Górska-Drabik E., 2009. Trachycera advenella (Zinck.) (Lepidoptera, Pyralidae) – nowy szkodnik aronii czarnoowocowej. Prog. Plant Prot. 49, 1, 531–534.
Hagerman A.E., Robbins C.T., 1987. Implications of soluble tanninprotein complexes for tannin analysis and plant defense mechanisms. J. Chem. Ecol. 13, 1243–1259.
Harborne J.B., 1997. Ekologia biochemiczna. PWN, Warszawa, 351 pp.
Janiuk M., 2012. Entomofauna zasiedlająca borówkę wysoką (Vaccinium corymbosum L.) na plantacjach w okolicy Lublina. Praca dokt., Lublin, 171 pp.
Kielkiewicz M., Soika G., Olszewska-Kaczynska I., 2011. A comparative evaluation of the consequences of phytoptus Tetratrichus nalepa (Acari: Eriophyoidea) feeding on the content and tissue distribution of polyphenolic compounds in leaves of different linden taxa. Acarologia 51, 2, 237–250.
Kokotkiewicz A., Jaremicz Z., Luczkiewicz M., 2010. Aronia Plants: A review of traditional use, biological activities and perspectives for modern medicine. J. Med. Food 13, 2, 255–269.
Kozłowski W., Kawecki Z., Kozłowski J., 1990. Możliwość uprawy aronii w Polsce północnowschodniej na podstawie wstępnych wyników badań w rejonie Ełku. Intensyfikacja ogrodnictwa w Polsce północno-wschodniej. Sympozjum, Olsztyn 5–6 września, 48–52.
Leszczyński B., 2001. Naturalna odporność roślin na szkodniki. W: Biochemiczne oddziaływania środowiskowe, Oleszek W., Głowniak K., Leszczyński B., (eds). Akademia Medyczna, Lublin, 87–108.
Łuczak I., 1998. Biologiczne podstawy odporności buraka cukrowego na śmietkę – Pegomyia betae Curt. i mszycę burakową – Aphis fabae Scop. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, ser. Rozpr. Nauk., 234.
Niedworok J., Brzozowski F., 2001. Badania nad biologicznymi i fitoterapeutycznymi właściwościami antocyjanin aronii czarnoowocowej. Post Fitoter., 1, 20–24.
Onyilagha J.C., Lazorko J., Gruber M.Y., Soroka J.J., Erlandson M.A., 2004. Effect of flavonoids on feeding preference and development of the crucifer pest Mamestra configurata Walker. J. Chem. Ecol. 30, 1, 109–124.
Queiroz A.C.M., Costa F.V., Siqueira Neves F., Fagundes M., 2012. Does leaf ontogeny lead to changes in defensive strategies against insect herbivores?. Arthropod Plant Interact, doi 10.1007/s11829-012-9224-1.
Palm E., 1986. Nordeuropas Pyralider, Danmarks Dyreliv Bind 3. Fauna Bøger, Københawn, 287 pp.
Polish Pharmakopoeia (Farmakopea Polska) IV, PTF-arm, Warszawa 1970.
Polish Pharmakopoeia (Farmakopea Polska) VI, PTF-arm, Warszawa 2002.
Ramiro D.A., Guerreiro-Filho O., Mazzafera P., 2006. Phenol contents, oxidase activities, and the resistanceof coffee to the leaf miner Leucoptera coffeella. J. Chem. Ecol., 32, 1977–1988.
Scott R., Skirvin R.M., 2007. Black chokeberry (Aronia melanocarpa Michx.): A semi-edible fruit with no pests. J. Am. Pomol. Soc. 61, 3, 135–137.
Simmonds M., 2003. Flavonoids–insect interactions: recent advances in our knowledge. Photochem. 64, 21–30.
Slamka F., 1997. Die Zűnslerartigen (Pyraloidea) Mitteleuropas. Bratislava, 112 pp.
Strzelecka H., Kamińska J., Kowalski J., Malinowski J., Walewska E., 1987. Chemical test methods therapeutic plant raw material. PZWL, Warszawa, 172 pp.
Wawer I., 2010. The power of nature – Aronia melanocarpa. Mae’s Health and Wellness LLC, Omaha, USA, 170 pp.
Wolski T., Kalisz O., Prasał M., Rolski A., 2007. Aronia czarnoowocowa – Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot – zasobne źródło antyoksydantów. Post Fitoter. 3, 145–154. Zielińska-Przyjemska M., Olejnik A., Dobrowolska-Zachwieja A., Grajek W., 2007. Effects of Aronia melanocarpa polyphenols on oxidative metabolism and apoptosis of neutrophils from obese and non-obese individuals. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 6, 3, 75–87
Zucker W.V., 1983. Tannins: does structure determine function? An ecological perspective. Amer. Naturalis. 121, 335–365.
Edyta Górska-Drabik
University of Life Sciences in Lublin
University of Life Sciences in Lublin
Katarzyna Golan
University of Life Sciences in Lublin
University of Life Sciences in Lublin
Katarzyna Kmieć
University of Life Sciences in Lublin
University of Life Sciences in Lublin
Izabela Kot
University of Life Sciences in Lublin
University of Life Sciences in Lublin
License
Articles are made available under the conditions CC BY 4.0 (until 2020 under the conditions CC BY-NC-ND 4.0).
Submission of the paper implies that it has not been published previously, that it is not under consideration for publication elsewhere.
The author signs a statement of the originality of the work, the contribution of individuals, and source of funding.
