Hostname: page-component-586b7cd67f-g8jcs Total loading time: 0 Render date: 2024-11-25T23:20:22.606Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Activités osidasiques du tube digestif du criquet puant, Zonocerus variegatus L.

Published online by Cambridge University Press:  19 September 2011

Grégoire Bani  and
Corinne Rouland
Grégoire Bani
Affiliation:
Laboratoire de Phytiatrie, Centre de Recherche Agronomique de Loudima, BP 28 - Loudima, Congo
Corinne Rouland*
Affiliation:
Laboratoire d'Ecophysiologie des Invertébrés, Université Paris XII–Val de Marne, 94010-Creteil Cédex, France
*
*Corresponding author: CR.
Get access

Abstract

A study on the digestive carbohydrates complex was carried out in adult Zonocerus variegatus (Orthoptera: Pyrgomorphidae) to determine the status of the cyanogenetic glucose ingested by the grasshopper feeding on cassava. Two groups of adult Zonocerus were used. One group had been starved for 48 hours immediately prior to the experiment while the other had been fed continuously. After dissection, 10 to 15 portions of intestinal tracts (i.e. foreguts, caeca, midguts, hindguts) and 20 to 30 salivary glands were respectively crushed, centrifuged and dialysed for 24 hours in distilled water. The distillates obtained from different parts of the digestive system were used for determining the osidasic activities. Twenty-three substrates; i.e. 5 oligosaccharides, 10 synthetic heterosides and 8 soluble polysaccharides were selected for measuring the activities of the enzymes. Results showed that Z. variegatus has a wide range of enzymes whose activities differ according to different portions of the gut. The mid- and hind guts are the most active parts of the digestive tract but amylase activity was higher in the salivary glands. The Zonocerus variegatus osidase complex is characterised by the following proprieties: (a) high oligosaccharides activities on α-glucopyrones (maltose, saccharose) and on β-glucopyrones (cellobiose); (b)varied heteroside activities with α-glucosides and linamarase very active; (c) amylase activity very high, and hemicellulase and cellulase activities very low. In Zonocerus, starvation increases maltose hydrolyse but it does not affect other oligosaccharide activities. On the other hand, starvation reduces most of carbohydrases activities. The origin and consequences of the linamarase activity in the insect gut are also discussed.

Résumé

Une étude sur l'equipement osiadique du tractus intestinal a été réalisée chez l'adulte du criquet puant, Zonocerus variegatus (Orthoptère: Pyrgomorphidae) en vue le statut des glucoses cyanogénétiques ingérés par le criquet lors de la prise de nourriture sur le manioc. Deux groupes d'insectes ont étés utilisés au cours de l'expérience. Le premier groupe comprennait des adultes mis à jeûn 48 heures avant l'expérience et le second groupe était constitué d'insectes nourris continuellement. Après dissection des criquets, 10 a 15 portions de l'intestin antérieur, des caeca, de l'intestin moyen, de l'intestin postérieur ainsi que 20 à 30 glandes salivaires étaient respectivement broyées centrifugées. Le surnageant etait mis à dialyser contre l'eau distillée pour 24 heures, à + 4°C. Le distillat obtenu de chaque échantillon constituait la solution utilisée pour déterminer les activités enzymatiques des osaides. Vingt trois substrats dont cinq oligosaccarides, 10 hétérosacharides syntétiques et 8 polysaccharides solubles, ont été séléctionnes pour le dosage enzymatique. Les valeurs des activités enzymatiques ont été exprimées en μg équivalent glucose libéré/minute et par milligramme de protéine. Les résultats de l'étude ont montré que Z. variegatus possède une large gamme d'enzymes dont les activités different selon les portions du tube digestif. Les intestine moyen et postérieur sont les parties les plus actives sauf en ce qui concerne l'activité amylasique qui est plus élevée dans les glandes salivaires. L'équipement osidasique de Z. variegatus est caractérisé par (a) une activité oligosaccharidasique très forte sur des α-glucopyranoses (maltose, saccharose) et des β-glucopyranoses (cellobiose), (b) des activités hétérosidasiques très variées marquées par une β-glucosidase et une linamarase très actives, (c) une activité amylasique exceptionnellement importante et des activités hémicellulasiques et cellulasiques beaucoup plus faibles. Chez Z. variegatus, le jeûne augmente l'hydrolyse du maltose mais n'influence pas les autres activités oligosaccharidasiques. Par contre, il réduit fortement les autres activités osidasiques. L'origine de la linamarase ainsi que les conséquences de son activité dans le tractus intestinal de l'insecte sont aussi discutées.

Keywords

osidasestube digestifZonocerus variegatuscarbohydrasesgutZonocerus variegatusenzyme activity
Type
Research Articles
Information
International Journal of Tropical Insect Science , Volume 17 , Issue 2 , June 1997 , pp. 241 - 249
Copyright
Copyright © ICIPE 1997

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

BIBLIOGRAPHIE

Aquaron, R. (1988) Cyanures et toxiques cyanogéniques: Toxicité du manioc et thyroïde. In Intoxications 1ère éd., 1988; 16048 C20 5 pp.Google Scholar
Balogun, R. A. (1972) Digestive carbohydrases and the nature of amylase in the guthomogenate of Zonocerus variegatus (L.) Bull. ent. Soc. Nigeria 3, 91–94.Google Scholar
Bernays, E. A. (1982) The insect on the plant: A closer look, pp. 3–17. In Proceeding of the 5th International Symposium on Plant-Insect Relationships (Edited by Visser, J. H. and Minsk, A. K.). Wageningen.Google Scholar
Bernays, E. A., Chapman, R. F., Leather, E. M., McCaffery, A. R. and Modder, W. W. (1977) The relationship of Zonocerus variegatus (L.) (Acridoidea: Pyrgomorphidae) with cassava (Manihot esculenta). Bull. entomol. Res. 67, 391–404.CrossRefGoogle Scholar
Bignell, D. E. and Eggleton, P. (1995) On the elevated intestinal pH of higher termites (Isoptera: Termitidae). Insect Soc. 42, 57–69.CrossRefGoogle Scholar
Bisset, F. H., Clapp, R. A., Coburn, M. G., Etlinger, M. G. and Long, L. (1969) Cyanogenesis in manioc: Concerning lotaustralin. Phytochemistry 8, 2235–2247.CrossRefGoogle Scholar
Bomar, C. R., Lockwood, J. A. et Nunamaker, R. A. (1991) Grasshopper (Orthoptera: Acrididae) midgut pH in relation to development, starvation and species: Implications of a new, fast-freezing methodology. Ann. Entomol. Soc. Am. 84, 596–600.CrossRefGoogle Scholar
Chapman, R. F., Page, W. W., and McCaffery, A. R. (1986) Bionomics of the variegated grasshopper (Zonocerus variegatus) in West and Central Africa. Annu. Rev. Entomol. 31, 479–509.CrossRefGoogle Scholar
Chiffaud, J. et Mestre, J. (1990) Le criquet puant, Zonocerus variegatus (Linné, 1758). Essai de synthèse bibliographique. Coll. Les acridiens, Ministère de la Coopération et du Développement, Paris'CIRAD-GERDAT-PRIFAS, Montpellier. 140 pp.CrossRefGoogle Scholar
Cooke, R. D., Blake, G. G. and Batthershi, J. M. (1978) Purification of cassava linamarase. Phytochemistry 17, 381–383.CrossRefGoogle Scholar
Cruden, D. L. and Markoveetz, A. J. (1979) Carboxymethylcellulose decomposition by intestinal bacteria of cockroaches. Appl. Environ. Microbiol. 38, 369–372.CrossRefGoogle Scholar
De Grégorio, R. et Brunel, J. F. (1977) Quelques observations sur le régime alimentaire du Criquet puant, Zonocerus variegatus (L.) (Orthoptère: Pyrgomorphidae) Bull. IFAN, 39, A, 3, 642–652.Google Scholar
Evans, W. A. L. and Payne, D. W. (1964) Carbohydrases of the alimentary tract of the desert locust, Schistocerca gregaria Forsk. J. Insect Physiol. 10, 657–674.CrossRefGoogle Scholar
Khan, M. A. (1964) Studies on the secretion of digestive enzymes in Locusta migratoria L. II. Invertase activity. Ent. exp. appl. 7, 125–130.CrossRefGoogle Scholar
Koman, J. (1983) Notes sur le régime alimentaire de Zonocerus variegatus L. (Orthoptera: Pyrgomorphidae) en République de Guinée. Bull. IFAN, 45, A, 1–2; 118–125.Google Scholar
Mac Ilvaine, T. C. (1921) Abuf fer solution for colorimetric comparison. J. Biol. Chem. 49, 183–188.CrossRefGoogle Scholar
McCaffery, A. R. (1982) A difference in the acceptability of excised and growing cassava leaves to Zonocerus variegatus. Ent. exp. appl. 32, 111–115.CrossRefGoogle Scholar
McCaffery, A. R., Cook, A. G., Page, W. W. and Perfect, T. J. (1978) Utilisation of food by Zonocerus variegatus L. (Orthoptera: Pyrgomorphidae). Bull. Ent. Res. 68, 589–606.CrossRefGoogle Scholar
Modder, W. W. D. (1984) Diurnal variation in feeding and gut activity in nymphs of the African pest grasshoper, Zonocerus variegatus. Insect Sci. Applic. 5, 527–531.Google Scholar
Modder, W. W. D. and Singh, S. R. (1976) Utilisation of cassava, Manihot esculenta in the laboratory by the later instars of the african grasshopper, Zonocerus variegatus (L.) (Acridoidea: Pyrgomorphidae). Rev. Zool. Afr. 90, 417–430.Google Scholar
Morgan, J. R. M. (1975) A qualitative survey of the carbohydrases of the alimentry tract of the migratory locust, Locusta migratorioides. J. Insect. Physiol. 21, 1045–1053.CrossRefGoogle Scholar
Morgan, J. R. M. (1976) Gut carbohydrases in locusts and grasshoppers. Acrida 5, 45–58.Google Scholar
Nartey, F. (1968) Studies on cassava, Manihot utilissima Pohl. I. Cyanogenesis: The biosynthesis of linamarin and lotaustralin in etiolated seedlings. Phytochemistry 7, 107–112.CrossRefGoogle Scholar
Nelson, J. (1944) Photometric adaptation of Somogyi method for determination of glucose. J. Biol. Chem. 153, 375–380.CrossRefGoogle Scholar
Payne, D. W. and Davidson, L. M. (1974) Cellulose digestion in the locust, Schistocerca gregaria. J. Ent. A. 48, 213–215.Google Scholar
Rouland, C. (1986) Contribution à l'étude des osidases digestives de plusieurs espèces de termites africains. Purification et caractérisation des cellulases et xylanases de Macrotermes muelleri (Termitidae, Macrotermitinae) et de son champignon symbiotique. Thèse d'Etat Université Paris XII 210 pp.Google Scholar
Rouland, C., Chararas, C., Mora, P. et Renoux, J. (1988) Comparaison entre les osidases du termite Macrotermes mülleri et celles de son champignon symbiotique Termitomyces. C.R. Acad. Sci. Paris 306, 115–120.Google Scholar
Sedmak, J. J. and Grossberg, S. E. (1977) A rapid, sensitive and versatile assay for protein using Coomassie brillant blue G 250. Anal. Biochem. 79, 544–552.CrossRefGoogle Scholar
Somogyi, M. (1945) Determination of blood sugar. J. Biol. Chem. 160, 61–68.CrossRefGoogle Scholar
Srivastava, V. S. and Srivastava, P. D. (1956) On the hydrogen ion concentration in the alimentary canal of certain Orthopteroid insects. Beitr. Ent. Berlin 6, 493–498.Google Scholar
Strebler, F. (1979) Incidence du jeêne et de la présence de microorganismes dans le tube digestif sur l'activité osidasique de Schitocerca gregaria Forsk. Acrida 8, 35–47.Google Scholar