TOXICITY OF TOMATO PHENOLIC COMPOUNDS TO THE FRUITWORM, HELIOTHIS ZEA

Abstract

Chlorogenic acid and rutin, major phenolic constituents of tomato foliage, as well as a phenolic‐rich aqueous extract of tomato foliage, inhibit early larval growth of the fruit‐worm, Heliothis zea, when added to an artificial diet for this insect. Linear dose‐response relationships between dietary concentration and inhibition of growth indicate that chlorogenic acid and rutin are equitoxic. In contrast, an uncharacterized anthocyanin isolated from tomato foliage had no inhibitory effect on H. zea. A steroidal glycoalkaloid from tomato foliage, α‐tomatine, is significantly more toxic than all of the phenolics tested. Dietary concentrations of chlorogenic acid or rutin up to 1% wet weight had no adverse effects on feeding rate, digestibility and dietary utilization of food, or weight gain when fed to 3rd‐ or 5th‐instar larvae. Early instar larvae (neonate to 2nd‐instar) are sensitive to toxicosis from rutin whereas later stage larvae (3rd‐5th‐instars) are not, and toxicity can be overcome within 48 hr by transferring larvae from a rutin‐enriched diet to control diet. RÉSUMÉ: Toxicité des composés phénoliques de la tomate sur Heliothis zea L'acide chlorogénique et la rutine, principaux composés phénoliques du feuillage de la tomate, aussi bien que l'extrait acqueux de feuilles riche en phénols, inhibent la croissance d'Heliothis zea. On a obtenu une relation entre la concentration dans le régime alimentaire et l'inhibition de la croissance en étudiant les chenilles néonates sur régimes imprégnés de ces composés ou extraits. L'acide chlorogénique et la rutine ont été équitoxiques pour les chenilles néonates. A l'opposé, une anthocyanine, non caractérisée, isolée du feuillage de tomate, n'a pas eu d'effet inhibiteur sur H. zea. Un glycoalcaloïde stéroïdal (une α‐tomatine) du feuillage de tomate est significativement plus toxique que tous les composés phénoliques testés. Cependant, les concentrations jusqu'à 1% w/wt d'acide chlorogénique et de rutine n'ont pas d'effets négatifs sur la consommation, la digestibilité et l'utilisation alimentaire de la nourriture, ou sur le gain de poids quand ils sont consommés par les chenilles de 3ème ou 5ème stade. Les stades précoces (néonate à 2ème stade) sont plus sensibles aux toxicoses à la rutine que les stades plus tardifs (3ème ou 5ème stade), et la toxicité peut être surmontée dans les 48 h après transfert des chenilles d'un régime enrichi en rutine sur un régime témoin.