Atypical secondary compounds in the family Cruciferae: tests for toxicity to Pieris rapae, and adapted crucifer-feeding insect

In addition to the glucosinolates typical of the family, some cruciferous plants contain atypical secondary compounds such as alkaloids, cucurbitacins, and cardenolides. Some of these, or close analogs, were tested for toxicity to larvae of Pieris rapae, which normally feeds on glucosinolate-containing plants. Growth was measured as a function of food consumption, and larvae fed experimental chemicals or plant extracts were compared with those fed a control diet. Compounds assayed were k-strophanthin, lunarine (an alkaloid from seeds of Lunaria annua), and a mixture of cucurbitacin I and cucurbitacin E; in addition, two extracts of Lunaria annua leaf were assayed. Compounds were tested at concentrations that have been measured in plant material. No evidence of toxicity was found for any compound or extract at the levels tested. Growth for a given consumption was actually increased relative to the control for the larvae fed k-strophanthin and for those fed the mixture of cucurbitacins E and I. Actual consumption was significantly depressed relative to controls on diet containing an ethanol extract of L. annua leaf. It was concluded that none of the tested atypical compounds are effective as toxicological defenses against P. rapae larvae, although compounds present in the ethanol extract of L. annua leaf may deter feeding. The seed alkaloid lunarine was present in cotyledons of Lunaria annua after germination, but it was not detected in roots or in foliage leaves. RESUME Produits chimiques secondaires atypiques de la famille Cruciferae: essais de leur toxicite contre Pieris rapae, insecte adapte a la consommation de cruciferes Quelques membres de la famille des plantes Cruciferae contiennent des produits chimiques secondaires atypiques, en sus des glucosinolates typiques de la famille. Ces produits atypiques comprennent des alcaloides chez Lunaria annua et L. rediviva, des cucurbitacines chez quelques especes d'Iberis et des cardenolides chez les genres Erysimum et Cheiranthus. Nous avons analyse quelques produits atypiques, analogues et extraits pour leur toxicite vis-a-vis des larves de Pieris larvae, insecte adapte a la consommation des Cruciferes: les produits chimiques et les extraits analyses ont ete la k-strophantine, un melange de cucurbitacines E et I, la lunarine (alcaloide des graines de L. annua), et deux extraits — l'un basique et l'autre ethanolique — du feuillage de L. annua. Nous avons ajoute les produits chimiques et les extraits, aux concentrations trouvees dans les plantes, a une alimentation artificielle, et nous avons mesure la consommation et la croissance des larves. Si le taux de croissance pour un taux de consommation particulier etait inferieur au temoin, nous concluions que le produit chimique additionnel avait diminue la croissance et qu'il etait toxique. Nous n'avons obtenu aucune preuve de la toxicite des produits et des extraits aux concentrations naturelles. Les larves qui ont consomme les aliments avec de la k-strophantine et des cucurbitacines se sont developpees reellement plus que les larves temoins pour une consommation donnee. La consommation a ete reduite significativement par rapport aux temoins sur l'alimentation avec un extrait ethanolique de feuillage de L. annua. Nous en avons conclu qu'aucun des produits analyses n'a agi comme defense toxicologique contre les larves de P. rapae. Neanmoins, la k-strophantine et les produits dans l'extrait ethanolique du feuillage de L. annua ont peut-etre agi comme dissuasifs sur les chenilles. La distribution de la lunarine (alcaloide des graines de L. annua) a l'interieur de la plante a ete recherchee: la lunarine est presente dans les cotyledons, mais nous ne l'avons pas decouverte dans les feuilles ou les racines.