Effect of four different nutrition regimes on the alpha-amylase gene expression in the Indian moth, Plodia interpunctella

Summary

Plodia interpunctella (Hübner 1813) (Lepidoptera: Pyralidae) is a cosmopolitan species known to infest a wide range of dried plant materials, including legumes and cereals. In this study, enzyme activity and expression of alpha-amylase gene in larval P. interpunctella grown on four different nutrition regimes was studied. The different nutrition regimes caused differential change in expression of alpha-amylase gene. Compared with the control (artificial diet), the walnut regime caused a 10.8% increase in expression of the alpha-amylase gene, whereas 79.3, 52.5, and 7.5% decreases were observed in the larvae grown on dates, raisins and oleaster respectively. The results also showed that glucose repression varied among larvae feeding on different food diets. The results revealed that expression of the alpha-amylase coding gene was significantly reduced in the larvae grown on date and raisin containing high amounts of glucose. A biochemical assay indicated overlapping of alpha-amylase activity and expression. Complexity in expression of amylase genes suggests the existence of a negative feedback mechanism in the insect larvae. Different parameters can affect gene expression and activation, which may explain the results presented here.

Résumé

Plodia interpunctella (Hübner 1813) (Lepidoptera : Pyralidae) est une espèce cosmopolite connues pour infester une large gamme de matières végétales séchées, y compris les légumineuses et les céréales. Dans cette étude, l’activité enzymatique et l’expression du gène de l’alpha-amylase dans des larves de P. interpunctella élevées sur quatre régimes alimentaires différents ont été étudiées. Ces différents régimes ont causé un changement important dans l’expression du gène de l’alpha-amylase. Comparativement avec le régime témoin (milieu artificiel), le régime à base de noix a induit une augmentation de 10,8% dans l’expression du gène, tandis que 79,3%, 52,5% et 7,5% de baisse ont été obtenus chez les larves qui ont eu un régime, respectivement, à base de dates, de raisins secs et d’olives. Les résultats ont montré que la répression du glucose variait en fonction du régime alimentaire des larves. Ils ont également révélé que l’expression de gène codant pour l’alpha-amylase a été significativement réduite chez les larves se nourrissant de dates et de raisins secs contenant une grande quantité de glucose. Des tests biochimiques ont indiqué un chevauchement entre l’activité de l’alpha-amylase et son expression. La complexité dans l’expression des gènes de l’amylase suggère l’existence d’un mécanisme de rétroaction négative chez les larves de cet insecte. Différents paramètres peuvent influencer l’expression et l’activation des gènes codant pour l’alpha-amylase et permettent d’expliquer les résultats obtenus.

Keywords:

• Lepidoptera
• alpha-amylase digestive enzymes
• gene expression
• real-time PCR

Mots clés:

• Lépidoptères
• enzymes digestives
• alpha-amylase
• expression de gènes
• PCR en temps réel

Additional information

Funding

This research was supported by a grant from the University of Tabriz.