Published January 6, 2023 | Version v1
Publication Open

Effects of dietary variation on lignocellulose degradation and physiological properties of Nicobium hirtum larvae

Creators

  • 1. Kyoto University
  • 2. Al Azhar University

Description

Abstract We investigated the feeding behavior of larvae of the wood-destroying beetle Nicobium hirtum (Coleoptera: Anobiidae), an important wood pest in Japan, to determine the effects of dietary variation on lignocellulose degradation and larval growth and survival. Cultured colonies of N. hirtum larvae were fed artificial diets containing various amounts of starch (20, 50, and 80 wt%) mixed with hardwood ( Shorea ) lignocellulose. The polysaccharide degradation by N. hirtum was determined by chemical analyses of the initial artificial diets and fecal residues collected during the feeding experiment. Starch was preferentially decomposed when the larvae were fed the high-starch diet, whereas the decompositions of cellulose and hemicelluloses were more prominent when the larvae were fed medium- or low-starch diets. The larvae's size and survival were recorded periodically to determine the diets' effects on larval development. The survival rates ranged from 60 to 87% and were highest for the larvae fed the medium-starch diet and lowest for those fed the high-starch diet. Body size was highest in the larvae fed the high-starch diet. Fecal size increased along with the larval size increase. Overall, these results suggest that although starch is an essential carbon source for N. hirtum larval growth, lignocellulose also plays a key role as a nutrient that maintains the physiological activities of N. hirtum larvae and enhances their survival.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لقد حققنا في سلوك تغذية يرقات الخنفساء المدمرة للخشب Nicobium hirtum (غمدية الأجنحة: الأنوبيديات)، وهي آفة خشبية مهمة في اليابان، لتحديد آثار التباين الغذائي على تدهور اللجنوسليلوز ونمو اليرقات وبقائها. تم تغذية المستعمرات المستزرعة من يرقات N. hirtum بالوجبات الغذائية الاصطناعية التي تحتوي على كميات مختلفة من النشا (20 و 50 و 80 ٪ بالوزن) مختلطة مع الخشب الصلب ( Shorea ) lignocellulose. تم تحديد تحلل عديد السكاريد بواسطة N. hirtum من خلال التحليلات الكيميائية للوجبات الغذائية الاصطناعية الأولية وبقايا البراز التي تم جمعها أثناء تجربة التغذية. تم تحلل النشا بشكل تفضيلي عندما تم تغذية اليرقات بالنظام الغذائي عالي النشا، في حين أن تحلل السليلوز والنصف السليولوز كان أكثر بروزًا عندما تم تغذية اليرقات بالنظام الغذائي المتوسط أو المنخفض النشا. تم تسجيل حجم اليرقات وبقائها بشكل دوري لتحديد آثار الوجبات الغذائية على تطور اليرقات. تراوحت معدلات البقاء على قيد الحياة من 60 إلى 87 ٪ وكانت أعلى بالنسبة لليرقات التي تغذي النظام الغذائي متوسط النشا وأدنى بالنسبة لأولئك الذين يتغذون على النظام الغذائي عالي النشا. كان حجم الجسم أعلى في اليرقات التي تغذت على النظام الغذائي عالي النشا. يزداد حجم البراز مع زيادة حجم اليرقة. بشكل عام، تشير هذه النتائج إلى أنه على الرغم من أن النشا هو مصدر كربون أساسي لنمو يرقات N. hirtum، إلا أن الليجنوسليلوز يلعب أيضًا دورًا رئيسيًا كمغذٍ يحافظ على الأنشطة الفسيولوجية ليرقات N. hirtum ويعزز بقائها.

Translated Description (French)

Résumé Nous avons étudié le comportement alimentaire des larves du coléoptère ravageur du bois Nicobium hirtum (Coleoptera : Anobiidae), un important ravageur du bois au Japon, afin de déterminer les effets des variations alimentaires sur la dégradation de la lignocellulose ainsi que sur la croissance et la survie des larves. Des colonies cultivées de larves de N. hirtum ont été nourries avec des régimes artificiels contenant diverses quantités d'amidon (20, 50 et 80 % en poids) mélangées à de la lignocellulose de bois dur ( Shorea ). La dégradation des polysaccharides par N. hirtum a été déterminée par des analyses chimiques des régimes artificiels initiaux et des résidus fécaux collectés au cours de l'expérience d'alimentation. L'amidon était préférentiellement décomposé lorsque les larves étaient nourries avec le régime riche en amidon, tandis que les décompositions de la cellulose et des hémicelluloses étaient plus importantes lorsque les larves étaient nourries avec des régimes à teneur moyenne ou faible en amidon. La taille et la survie des larves ont été enregistrées périodiquement afin de déterminer les effets du régime alimentaire sur le développement des larves. Les taux de survie variaient de 60 à 87 % et étaient les plus élevés pour les larves nourries avec le régime à teneur moyenne en amidon et les plus faibles pour celles nourries avec le régime à teneur élevée en amidon. La taille corporelle était la plus élevée chez les larves nourries avec un régime riche en amidon. La taille des matières fécales augmentait avec l'augmentation de la taille des larves. Dans l'ensemble, ces résultats suggèrent que, bien que l'amidon soit une source essentielle de carbone pour la croissance des larves de N. hirtum, la lignocellulose joue également un rôle clé en tant que nutriment qui maintient les activités physiologiques des larves de N. hirtum et améliore leur survie.

Translated Description (Spanish)

Resumen Investigamos el comportamiento alimentario de las larvas del escarabajo destructor de la madera Nicobium hirtum (Coleoptera: Anobiidae), una plaga importante de la madera en Japón, para determinar los efectos de la variación dietética sobre la degradación de la lignocelulosa y el crecimiento y supervivencia de las larvas. Las colonias cultivadas de larvas de N. hirtum se alimentaron con dietas artificiales que contenían diversas cantidades de almidón (20, 50 y 80% en peso) mezclado con lignocelulosa de madera dura ( Shorea ). La degradación de polisacáridos por N. hirtum se determinó mediante análisis químicos de las dietas artificiales iniciales y los residuos fecales recolectados durante el experimento de alimentación. El almidón se descompuso preferentemente cuando las larvas se alimentaron con la dieta alta en almidón, mientras que las descomposiciones de celulosa y hemicelulosas fueron más prominentes cuando las larvas se alimentaron con dietas de almidón medio o bajo. El tamaño y la supervivencia de las larvas se registraron periódicamente para determinar los efectos de las dietas en el desarrollo larvario. Las tasas de supervivencia oscilaron entre el 60 y el 87% y fueron más altas para las larvas alimentadas con la dieta de almidón medio y más bajas para las alimentadas con la dieta alta en almidón. El tamaño corporal fue mayor en las larvas alimentadas con la dieta alta en almidón. El tamaño fecal aumentó junto con el aumento del tamaño de las larvas. En general, estos resultados sugieren que aunque el almidón es una fuente esencial de carbono para el crecimiento de las larvas de N. hirtum, la lignocelulosa también desempeña un papel clave como nutriente que mantiene las actividades fisiológicas de las larvas de N. hirtum y mejora su supervivencia.

Files

s10086-022-02074-x.pdf

Files (1.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a2f7c780eae161769de9b53685b84098
1.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
آثار التباين الغذائي على تدهور اللجنوسليلوز والخصائص الفسيولوجية ليرقات النيكوبيوم هيرتوم
Translated title (French)
Effets des variations alimentaires sur la dégradation de la lignocellulose et les propriétés physiologiques des larves de Nicobium hirtum
Translated title (Spanish)
Efectos de la variación dietética sobre la degradación de la lignocelulosa y las propiedades fisiológicas de las larvas de Nicobium hirtum

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4313640724
DOI
10.1186/s10086-022-02074-x

Is supplement to
https://openalex.org/W748687820 (Other)
https://openalex.org/W4385330707 (Other)
https://openalex.org/W4241908044 (Other)
https://openalex.org/W2945235632 (Other)
https://openalex.org/W2374816535 (Other)
https://openalex.org/W2321932253 (Other)
https://openalex.org/W2095998738 (Other)
https://openalex.org/W2063604123 (Other)
https://openalex.org/W1982846245 (Other)
https://openalex.org/W1494786606 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1964143563
  • https://openalex.org/W1964196586
  • https://openalex.org/W1965870364
  • https://openalex.org/W1991051531
  • https://openalex.org/W1994471189
  • https://openalex.org/W2004382887
  • https://openalex.org/W2013862895
  • https://openalex.org/W2037996055
  • https://openalex.org/W2056140073
  • https://openalex.org/W2056296826
  • https://openalex.org/W2060679447
  • https://openalex.org/W2077079100
  • https://openalex.org/W2087435703
  • https://openalex.org/W2106180697
  • https://openalex.org/W2108414719
  • https://openalex.org/W2112962221
  • https://openalex.org/W2122732863
  • https://openalex.org/W2127512304
  • https://openalex.org/W2130001157
  • https://openalex.org/W2152524931
  • https://openalex.org/W2168272361
  • https://openalex.org/W2169042566
  • https://openalex.org/W2169641336
  • https://openalex.org/W2323989251
  • https://openalex.org/W2466947709
  • https://openalex.org/W2605152540
  • https://openalex.org/W2761671173
  • https://openalex.org/W2781170327
  • https://openalex.org/W2783373801
  • https://openalex.org/W2922435891
  • https://openalex.org/W2972903834
  • https://openalex.org/W2990041562
  • https://openalex.org/W3088255002
  • https://openalex.org/W3097891517
  • https://openalex.org/W3112835649
  • https://openalex.org/W3116001667
  • https://openalex.org/W3123261506
  • https://openalex.org/W4213180438
  • https://openalex.org/W4214590988
  • https://openalex.org/W4291746397