Energy metabolism and its relation to survival and infectivity of infective juveniles of Steinernema carpocapsae under aerobic conditions

Abstract

AbstractEnergy metabolism of the infective juveniles (IJ) of Steinernema carpocapsae under aerobic conditions and its relation to survival and infectivity of the IJ was studied by monitoring the changes in mean dry weight, levels of key energy reserve compounds, oxygen consumption rate, respiratory quotient, survival and infectivity of freshly harvested IJ incubated in tap water on a shaker at 28°C over time. The survival rate of the IJ exceeded 90% for the first 6 weeks and then dropped sharply to about 50% at week 8. The infectivity of the IJ did not change markedly within the first 3 weeks, dropped slightly during weeks 4 and 5 and then decreased sharply to week 6. The mean dry weight of the IJ dropped at a roughly constant rate from an initial level of 74 ng/IJ to 41 ng/IJ at week 6. Thus, during the period of 6 weeks at 28°C, each IJ consumed nearly half of its initial dry weight. Consumption of the lipids, proteins, glycogen and trehalose accounted for 91, 41, 56 and 78% of the initial levels of these compounds and 47, 41, 9 and 3% of the total dry weight of materials consumed, respectively. Most lipids were consumed in the first 3 weeks while most proteins, glycogen and trehalose were consumed in the last 2 or 3 weeks. Oxygen consumption rate decreased from 3.0 to 0.5 ml/million IJ/day from day 1 to week 6 while the respiratory quotient remained constant at about 0.7 for the first 4 weeks then dropped sharply to 0.3 at week 6. Both survival time and the rate of reduction in mean dry weight of IJ were severely affected by temperature and buffering. The functions of the individual energy reserve materials, characteristics of the energy metabolism and the relationship between energy metabolism and the survival and infectivity of the IJ are discussed. Der Energiestoffwechsel und seine Beziehung zum Überleben und zur Infektivität der Infektionsjuvenilen von Steinernema carpocapsae unter aeroben Bedingungen - Der Energiestoffwechsel der Infektionsjuvenilen (IJ) von Steinernema carpocapsae unter aeroben Bedingungen und seine Beziehungen zum Überleben und zur Infektivität der IJ wurde untersucht durch die Erfassung der Änderungen im mittleren Trockengewicht, des Niveaus der wichtigen Energiereservestoffe, des Sauerstoffverbrauchs, des Respirationsquotienten sowie der Überlebensrate und der Infektivität frisch gewonnener IJ, die in Leitungswasser bei 28°C auf einem Schüttler gehalten wurden. Die Überlebensrate überschritt während der ersten sechs Wochen 90% und fiel dann in der achten Woche schnell auf etwa 50% ab. Die Infektivität änderte sich innerhalb der ersten 3 Wochen wenig, fiel dann im Laufe der Wochen 4 und 5 etwas ab, verminderte sich dann aber schnell in Woche 6. Das mittlere Trockengewicht der IJ fiel ungefähr gleichmäßig von einem Ausgangsniveau von 74 ng/IJ auf 41 ng/IJ in Woche 6 ab. Jedes IJ verbrauchte also bei 28°C innerhalb von 6 Wochen fast die Hälfte seines ursprünglichen Trockengewichts. Vom ursprünglichen Gehalt an Lipiden wurden 91% verbraucht, von Proteinen 41%, von Glykogen 56% und von Trehalose 78%. Vom Gesamtverbrauch entfielen 47% auf Lipide, 41% auf Proteine, 9% auf Glykogen und 3% auf Trehalose. Die meisten Lipide wurden in den ersten drei Wochen verbraucht, während die meisten Proteine, Glykogen und Trehalose in den letzten 2 oder 3 Wochen verbraucht wurden. Der Sauerstoffverbrauch fiel von 3,0 auf 0,5 ml/million IJ/Tag von Tag 1 bis Woche 6, während der Respirationsquotient in den ersten 4 Wochen konstant bei 0,7 und dann schnell auf 0,3 in Woche 6 abnahm. Überlebensdauer und Abnahme des mittleren Trockengewichts wurden durch Temperatur und Pufferung stark beeinflusst. Die Funktionen der einzelnen Energiereservestoffe, die Kennzeichen des Energiestoffwechsels und die Beziehungen zwischen Energiestoffwechsel, Überleben und Infektivität der IJ werden diskutiert.