Produkují samci Ips typographus feromon před kolonizací hostitelského stromu?

Jaromír Bláha

Bachelor's thesis

Do males of Ips typographus produce pheromone before host colonization?

Abstract:

Lýkožrout smrkový (Ips typographus) je nejvýznamnější škůdce smrkových (Picea abies) porostů. Při kolonizaci hostitelského stromu samci produkují agregační feromon, který láká další brouky obou pohlaví. Feromon je tvořen ve střevech samců a faktory, které tvorbu ovlivňují, nejsou zcela objasněny. Tato práce je zaměřena na objasnění otázky, ve kterém vývojovém stádiu je produkce feromonu zahájena a které faktory ji ovlivňují.V této práci byl studován obsah feromonu ve střevech samců šesti vývojových stádií (zlatí samci před úživným žírem, sklerotizovaní samci v průběhu úživného žíru, samci čerstvě vyrojení z matečního stromu, samci po disperzním letu, nespáření samci s hotovou snubní komůrkou a spáření samci). Experimenty byly provedeny ve třech nezávislých opakováních. Střeva jednotlivých kategorií brouků byla pitvána a extrahována v pentanu. Vzniklé vzorky byly analyzovány pomocí plynové chromatografie s hmotnostní detekcí. Ve vzorcích bylo kvantifikováno šest látek. Kromě hlavních feromonových komponentů 2-metyl-3-buten-2-olu a cis-verbenolu to byly látky trans-verbenol, 2-fenylethanol, verbenon a ipsdienol.Bylo zjištěno, že se obsah sledovaných látek během ontogeneze mění. 2-metyl-3-buten-2-ol se vyskytoval v malých množstvích u vylétnutých a prolétaných brouků. Svého maxima dosahoval u samců s hotovou snubní komůrkou. Po spáření jeho koncentrace výrazně poklesla. Látky cis-verbenol, trans-verbenol a verbenon byly ve významném množství přítomny u zlatých brouků, pak jejich množství ve střevě poklesla k nulovým hodnotám. Letová aktivita zvýšila hodnoty cis-verbenolu a verbenonu, ale ne trans-verbenolu. Zvýšení množství trans-verbenolu se objevilo až v průběhu kolonizace hostitelského stromu. Páření neovlivnilo produkci cis a trans-verbenolu ani verbenonu. Ipsdienol byl pozorován v malých množstvích u spářených samců. Fenylethanol se začal tvořit u brouků vylétnutých z matečného stromu a jeho množství se zvyšovalo až do stádia zavrtaných samců s hotovou snubní komůrkou. Po spáření se obsah fenylethanolu mírně snížil. Data ukazují, že oba hlavní komponenty agregačního feromonu Ips typographus jsou přítomny ve střevech samců již před kolonizací hostitele. Kolonizace zvyšuje produkci 2-metyl-3-buten-2-olu, ale ne cis-verbenolu. Výsledky jsou diskutovány s ohledem na možnou agregaci brouků před vlastním napadením hostitelského stromu.

Abstract:

European spruce bark beetle (Ips typographus) is the most important pest of spruce (Picea abies) forests. When colonizing the host tree, males produce an agregation pheromone that attract other conspecifics to join the attack. The factors that affect production are not fully understood. This thesis aims to clarify the question, in which developmental stage beetles start to produce the pheromone.Therefore, we studied the content of pheromone in the guts in males of the six developmental stages (golden beetles before maturation feeding, sclerosized males after maturation feeding, males freshly emerged from breeding logs, males after flying experience, males with finished nuptial chambers and mated males). The male guts of each category were excised and extracted in pentane. The resulting samples were analyzed by gas chromatography with mass detection. Three replicates were prepared for each category. Six substances were quantified in the samples. In addition to two major pheromone components, 2-methyl-3-buten-2-ol and cis-verbenol, other were trans-verbenol, 2-phenylethanol, verbenone and ipsdienol.We found that the content of investigated compounds changes during ontogenesis. 2-methyl-3-buten-2-ol was present in small amounts in males freshly emerged from breeding logs and in males colonizing the host. The 2-methyl-3-buten-2-ol content reached its maximum in males with finished nuptial chamber. After mating, its concentration decreased significantly. Compounds cis-verbenol, trans-verbenol and verbenone were present in significant amounts already in the gold beetles. Their content in the gut decreased to zero in dark sclerotized beetles. Flight activity increased cis-verbenol and verbenone, but not trans-verbenol. The trans-verbenol increase was observed only after colonization of the host tree. Mating did not affect the production of cis- and trans-verbenol or verbenone. Ipsdienol was observed in small amounts only in mated males. Phenylethanol began to form in beetles emerged from breeding logs. Its amount increased in male with the finished nuptial chamber. After mating, the phenylethanol content decreased.The data show that both major components of Ips typographus aggregation pheromone are present in the male guts before the host colonization. The colonization of the host increases the production of 2-methyl-3-buten-2-ol but not cis-verbenol. The results are discussed with regard to possible aggregation behavior of beetles prior host colonization.

Keywords

Ips typographus, produkce feromonu, vývojová stádia, GCxGC-TOFMS

Keywords

Ips typographus, pheromone production, development phases, GCxGC-TOFMS

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Blanka Kalinová, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Bachelor programme / field:
Forestry / Forestry