Vnímají I. duplicatus a I. typographus stejné hostitelské vůně?

Bc. Jaromír Bláha

Master's thesis

Do I. duplicatus and I. typographus perceive the same host volatiles?

Abstract:

Lýkožrout smrkový (Ips typographus) a lýkožrout severský (Ips duplicatus) napadají stejného hostitele – smrk ztepilý (Picea abies). Při kolonizaci však tyto druhy vykazují rozdílné preference. Ips typographus napadá hlavně kmen stromu od paty po začátek koruny, zatímco Ips duplicatus kolonizuje vršek stromu a silnější větve. Ips duplicatus také na rozdíl od Ips typographus nenapadá lapáky. Úkolem této práce bylo porovnat citlivost tykadel obou druhů a najít případný rozdíl v čichovém vnímání hostitelských vůní, který by mohl odlišné chování při kolonizaci hostitele vysvětlit. Porovnání bylo provedeno metodou GC-EAD, která zaznamenává odpovědi tykadel na jednotlivé látky hostitelské směsi rozdělené pomocí plynové chromatografie (gas chromatography, GC). Tykadla Ips typographus a Ips duplicatus byla stimulována prostřednictvím plynového chromatografu látkami, které jsou obsaženy v esenciálním oleji jehlic a malých větviček smrku Picea abies. V esenciálním oleji smrku bylo nalezeno celkem 16 antenálně aktivních látek a 13 z nich bylo jednoznačně identifikováno. U identifikovaných komponent byla následně porovnána účinnost stejných dávek na tykadlech obou druhů. Tykadla Ips typographus i Ips duplicatus odpovídala na stejné hostitelské sloučeniny (α-pinen, camphen, β-pinen, myrcen, α-phellandren, 3-caren, p-cymen, limonen, 1,8-cineol, linalool, isoborneol, isobornylacetát a trans-γ-bisabolen). Byl však nalezen rozdíl v citlivosti tykadel zkoumaných druhů na některé látky. Při stimulaci 5 ng aktivních sloučenin byly tykadly detekovány pouze některé látky: tykadla Ips typographus odpovídala při této koncentraci na α-pinen, myrcen, p-cymen, 1,8-cineol a linalool, zatímco tykadla Ips duplicatus reagovala pouze na p-cymen, 1,8-cineol a linalool. Při stimulaci 50 ng aktivních sloučenin odpovídala tykadla obou druhů na všechny identifikované látky, ale tykadla druhu Ips typographus byla výrazně citlivější na p-cymen a 1,8-cineol v porovnání s tykadly Ips duplicatus. Získané výsledky rozšiřují poznání o čichovém vnímání Ips typographus a Ips duplicatus. Zjištěné rozdíly v citlivosti tykadel mohou přispívat k pozorovaným behaviorálním rozdílům srovnávaných druhů při kolonizaci hostitele.

Abstract:

Bark beetles Ips typographus and Ips duplicatus attack the same host - Norway spruce (Picea abies). However, during colonization these species show different preferences. Ips typographus mainly attacks the trunk of the tree from the base to the beginning of the crown, while Ips duplicatus colonizes the top of the tree and the thick branches. Ips duplicatus also, unlike Ips typographus, does not attack trap trees. The aim of this work was to compare the antennal sensitivity of both species and determine possible differences in olfactory perception of host odours, which could provide a basis for the observed differences during host colonization. The comparison was performed using GC-EAD method, which allows to record antennal responses (electroantennographic detection, EAD) to components of the host blend separated by gas chromatography (GC). Antennae of each respective species were stimulated via gas chromatograph by essential oil obtained from needles and twigs of Picea abies. In spruce essential oil, 16 EAD active substances were found for both species, 13 of them were unambiguously identified. The effectiveness of identified compounds was compared in both species at two different doses (5 and 50 ng). Both Ips typographus and Ips duplicatus responded to the same set of host compounds (e.g. α-pinene, camphene, β-pinene, myrcene, α-phellandrene, 3-carene, p-cymene, limonene, 1,8-cineole, linalool, isoborneol, isobornyl acetate and trans-γ-bisabolene). However, a species-specific differences in antennal sensitivity were found for some substances. At 5 ng dose Ips typographus antennae responded to α-pinene, myrcene, p-cymene, 1,8-cineole and linalool, while Ips duplicatus antennae responded only to p-cymene, 1,8-cineole and linalool. Upon stimulation with 50 ng of active compounds, the antennae of both species responded to all identified compounds, but Ips typographus antennae were significantly more sensitive to p-cymene and 1,8-cineole compared to antennae of Ips duplicatus. The obtained results expand our knowledge about olfactory perception of two important pest species Ips typographus and Ips duplicatus. The identified differences in antennal sensitivity may contribute to the observed colonization preferences between the two compared species.

Keywords

Ips typographus, Ips duplicatus, GC-EAD, smrkové těkavé látky

Keywords

Ips typographus, Ips duplicatus, GC-EAD, spruce volatiles

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Blanka Kalinová, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Forestry Engineering / Forest Engineering