THE CHEMICAL BASIS OF RESISTANCE OF SORGHUM BICOLOR TO ATTACK BY LOCUSTA MIGRATORIA
Authors: WOODHEAD S. , BERNAYS E. A. 
Published: April 2011

The resistance of young Sorghum bicolor to attack by Locusta migratoria (L.) has been investigated from a chemical standpoint. Absence of phagostimulants is not important. The release on biting of HCN from the non‐deterrent cyanogenic glucoside, dhurrin, has been shown quantitatively to play an important part in the unpalatability. Correlation of feeding data with release rates of HCN showed that the increase in palatability of Sorghum did not closely correspond to the rapid fall in release of HCN as the plants aged, and when different concentrations of HCN were directly introduced into the mouthparts of Locusta using a cannula, the concentration of HCN released after the first growth stage was insufficient to account for the continued unpalatability. The effects on Locusta of other chemicals in Sorghum were monitored using a series of crude plant extracts. A lipid‐soluble extract from plants at growth stage 1 and an extract of phenolic acids naturally released from the plants at stage 2 both showed deterrent effects. The individual phenolic acids were identified and all were found to occur naturally as esters with no deterrent properties. Estimates were made of the concentrations of free acids released by disruption of the plant tissues in several ways: maximum concentration occurs at growth stage 2. Bioassays showed that the deterrent effects of HCN and the phenolic acid mixture were additive and the change in palatability of the plant with increasing maturity is thus completely accounted for.

LES BASES CHIMIQUES DE LA RESISTANCE DE SORGHUM BICOLOR AUX ATTAQUES PAR LOCUSTA MIGRATORIA

On montre que Sorghum bicolor, au stade de plantule, est très peu apprécié par Locusta migratoria, mais qu'il devient de plus en plus appétissant au cours de sa croissance et de sa maturation. Ce changement n'est pas dû uniquement aux quantités croissantes de phagostimulants nutritifs.

On a quantifié les changements du niveau de la cyanogénèse chez Sorghum au fur et à mesure de sa croissance et on a mesure le taux de dégagement de HCN par hydrolyse enzymatique après lésion des tissus. Par une technique nouvelle de biotitrage utilisant une canule implantée en permanence à travers le labium, on a montré que les concentrations de HCN dégagées naturellement par les jeunes plantes ont un effet répulsif sur Locusta. On a montré que la cyanogénèse est la cause du caractère inappétissant des très jeunes plantes mais son niveau n'est pas suffisamment élevé pour expliquer le maintien d'une appétence réduite.

Au second stade de croissance étudié, les acides phénoliques produits par la plante accroissent la répulsion causée par la cyanogénèse. On a trouvé que ces acides étaient présents dans la plante sous forme d'esters et qu'ils étaient dégagés enzymatiquement lors de lésions causées aux tissus par l'insecte s'alimentant, de la même façon que HCN. Aucun des acides phénoliques n'est dégagé à une concentration suffisante pour être répulsif, mais le mélange est répulsif à cause de l'effet cumulé des différentes substances chimiques.

Le changement du caractère appétissant de Sorghum bicolor (var. 65D) pour Locusta migratoria est attribuable aux effets combinés de la cyanogénèse et du dégagement d'acide phénolique.