Original paper

Effects of transgenic Bacillus thuringiensis-Maize on Larval Food Consumption, Utilization and Growth in the Grass-moth species Chilo partellus under Laboratory Conditions (Lepidoptera: Crambidae)

[Wirkung von transgenem Bacillus thuringiensis-Mais auf Nahrungsaufnahme und -verwertung bei Larven der Grasmotten-Art Chilo partellus unter Laborbedingungen (Lepidoptera: Crambidae)]

Prütz, Gernot; Dettner, Konrad

Entomologia Generalis Volume 28 Number 3 (2005), p. 161 - 172

40 references

published: Dec 1, 2005

DOI: 10.1127/entom.gen/28/2005/161

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Abstract

Insect resistant transgenic Bacillus thuringiensis-plants (“Bt-plants”) produce toxins damaging the gut of herbivores, suggesting that food intake and utilization may be affected. As the effect of the ‘Bt toxin’ depends on the plant diet, herbi vores feeding on leaves may be differently affected than when feeding on stem tissue. Food consumption, digestion, conversion into body mass and growth of larvae of Chilo partellus (Swinhoe 1885) exposed to control-maize stem pieces infused with transgenic Bacillus thuringiensisor control-maize tissue-suspension were investigated. Under laboratory conditions, C partellus larvae were exposed either to control-maize material, to diluted or undiluted Bt-maize material. Control larvae consumed significantly more food and had a significantly higher relative consumption rate (RCR), relative growth rate (RGR), efficiency of conversion of digested food into body matter (ECD) and efficiency of conversion of ingested food into body matter (ECI) than larvae of both Bt-groups. However, there were no differences in the approximate digestibility (AD). Growth was positively correlated with food consumption and efficiency of conversion of digested food into body matter in the group fed diluted Bt-maize leaf material and in the control. Comparing these results to a recent study about the effect of feeding on control leaf pieces treated with Bt-maize tissue-suspension reveals no major differences with respect to RCR, RGR, ECD and ECI. Hence, it can be concluded that the plant parts (leaves vs stem pieces) have no major impact on the effect of Bt-maize on nutritional indices by C partellus. Whenever effects of transgenic insect-resistant plants on herbivores are evaluated, the methods of this study may assist in obtaining information on how nutritional physiology could be affected.

Kurzfassung

Transgene insektenresistente Bacillus thuringiensis-Pflanzen („Bt-Pflanzen“) synthetisieren Toxine, die den Darm phytophager Insekten schädigen. Daher kann eine Wirkung auf Nahrungsaufnahme und -verwertung angenommen werden. Weil die Wirkung des Toxins auch von der Art der Pflanzen-Nahrung abhängt, könnten Insekten, die an Blättern fressen, in anderer Weise beeinträchtigt werden als nach der Aufnahme von Stengel-Material. In der vorliegenden Studie wurden Nahrungsaufnahme, -verdauung, -umwandlung in Körpermasse und Gewicht bei Larven von Chilo partellus (Swinhoe 1885) ermittelt, die mit der Nahrung Bt-Mais-Suspension aufnahmen. In der Kontrolle bestand die Nahrung aus Kontroll-Mais-Stengelstückchen, die Kontroll-Mais-Suspension enthielt, in den Bt-Gruppen bestand sie dagegen aus Kontroll-Mais-Stengelstückchen mit verdünnter bzw unverdünnter Bt-Mais-Suspension. Absolute und relative Nahrungsaufnahme (RCR), absolute und relative Wachstumsrate (RGR) und Umwandlung aufgenommener bzw verdauter Nahrung in Körpermasse (ECI bzw. ECD) waren in den Bt-Gruppen im Vergleich zur Kontrolle signifikant reduziert, im Fall der Verdauung aufgenommener Nahrung (AD) war jedoch kein Unterschied festzustellen. Signifikant positive Korrelationen zwischen Nahrungsaufnahme und dem Wachstum bzw. der ECD ergaben sich sowohl in der Kontrolle als auch in der Bt-Gruppe mit verdünnter Bt-Mais Suspension. Im Vergleich mit einer anderen Studie über die Wirkung von Kontroll-Mais Blättern, die mit Bt-Mais Suspension bestrichen waren, zeigten sich keine wesentlichen Unterschiede: In beiden Fällen waren RGR, RCR, ECD und ECI gegenüber der Kontrolle signifikant verringert; folglich haben die verwendeten Pflanzenteile (Stengel vs Blätter) keinen größeren Einfluß auf die Wirkung von Bt-Mais auf Nahrungsaufnahme und -verwertung von C partellus. Im Rahmen der Bewertung der Wirkungen transgener insektenresistenter Pflanzen auf phytophage Insekten könnten die in der vorliegenden Studie angewandten Methoden eingesetzt werden, um ernährungsphysiologische Zusammenhänge genauer zu verstehen.

Keywords

Chilo partellus (Swinhoe 1885)transgenic insect resistant maizenutritional indicesdigestionplant parttransgener insektenresistenter MaisVerdauungsparameterVerdauungPflanzenteil