BIOLOGICAL STUDIES ON THE RADIOPROTECTIVE
ROLE OF MELATONIN ON THE MEDFLY CERATITIS
CAPITATA (WIED.), STERILE MALES *

SHOMAN, A.A. and MAHMOUD, E.A.

Biological Applications Department, Nuclear Research Centre,
Atomic Energy Authority, Cairo, Egypt.

Key words: Ceratitis capitata, Gamma radiation, Melatonin,
Free radicals, Radioprotection, Male mating
competitiveness, Ionizing radiation.

دراسات بيولوجية على دور الميلاتونين الواقى لتأثير الإشعاع
على الذكور العقيمة لذبابة فاكهة البحر المتوسط

أحمد عطية شومان و ايمان محمود

خلاصـة

تستخدم تقنية الذكور العقيمة بنجاح لمقاومة ذبابة فاكهة البحر المتوسط إلا أن هناك بعض التأثيرات العكسية للأشعة المؤينة التى تستخدم لإحداث العقم على الكفاءة الحيوية لتلك للذكور وهذا بدورة يقلل من كفاءة هذه التقنية. وقد أجريت هذه الدراسة لتقييم التأثير الواقى من الإشعاع للميلاتونين على كل من نسبة فقس البيض و فترة نمو اليرقات والعذارى الناتجة ووزن العذارى ونسبة خروج الحشرات الكاملة والنسبة الجنسية وفترة عمر الذكور والمقدرة على الطيران و الكفاءة التنافسية للذكور العقيمة لذبابة فاكهه البحر المتوسط لتجنب الآثار المؤكسدة الناجمة عن التعرض للإشعاع.

أظهرت النتائج ان استخدام الميلاتونين قبل تطبيق جرعات الإشعاع لم يؤثر على كل من نسبة العقم (نسبة فقس البيض) والفترة اللازمة لنمو اليرقات ووزن العذارى الناتجة بينما أدى إضافة الميلاتونين الى بيئة اليرقات الى زيادة معنوية فى نسبة العذارى الناتجة مقارنة بالمجموعة الضابطة. أشارت النتائج أيضاً الى زيادة معنوية فى كل من نسبة خروج الحشرات الكاملة وفترة عمر الذكور والقدرة على الطيران للذكور الناتجة من عذارى عوملت بالميلاتونين قبل تطبيق جرعات الإشعاع مقارنة بتلك التى عولجت بالإشعاع فقط كما أظهرت النتائج أن استخدام جرعات الإشعاع 90 و100 و 110 جراى بدون المعاملة بالميلاتونين أدى إلى نقص معنوى فى الكفاءة التنافسية للذكور العقيمة ( 0.3 و 0.17 و 0.19 على الترتيب) كما أشارت النتائج إلى أن إضافة الميلاتونين بنسبة 1 جرام لكل كيلو جرام من بيئة اليرقات ثم تعريض العذارى الناتجة إلى نفس الجرعات السابقة من أشعة جاما أدى إلى تحسن معنوى فى الكفاءة التنافسية لهذه الذكور (0.67 و 0.47 و 0.46 على الترتيب) عن تلك الذكور التى تعرضت للإشعاع فقط. وقد سجلت النتائج أن اقل كفاءة تنافسية للذكور العقيمة كانت عند تعريض العذارى للجرعة الإشعاعية 110 جراى فقط وان أعلى كفاءة تنافسية كانت للذكور العقيمة التى سبق معاملتها بالميلاتونين قبل تعريض العذارى إلى الجرعة المعقمة 90 جراى، وقد خلصت نتائج هذه الدراسة إلى إمكانية استخدام الميلاتونين كوسيلة سهلة وفعالة لتحسين جودة الذكور العقيمة وزيادة الكفاءة التنافسية للذكور العقيمة التى تطلق لمقاومة ذبابة الفاكهة بتقنية الذكور العقيمة.

ABSTRACT

The sterile insect technique (SIT) has been used successfully against the medfly. The use of gamma irradiation for sterilizing insects has some adverse effects on their competitiveness which in turn reduces the efficiency of the technique. This study was carried out to evaluate the radioprotective effects of melatonin (N-acetyl-5-methoxytyrptamine) on egg hatchability, larval duration, pupal recovery, pupal weight, adult recovery, sex ratio, adult survival, flight ability and mating competitiveness of the medfly, Ceratitis capitata (Wied.), sterile males against the oxidative stress induced by gamma radiation. The results showed that the use of melatonin before the application of radiation doses did not affect the percentages of egg hatchability, larval duration and pupal weight while the addition of melatonin to the larval diet led to a significant increase in the percent of the pupal recovery as compared with the control group. The results also showed significant increases in adult recovery, adult survival and flight ability of males reared on larval diet containing melatonin before irradiation as compared to those treated with radiation alone. The competitiveness values were drastically decreased (0.30, 0.17 and 0.19) with the increase of gamma irradiation (90, 100 and 110 Gy, respectively). However, the results showed that the competitiveness values were increased in males previously reared on a larval diet containing 1 g melatonin/kg larval media (0.1%) and the produced full grown pupae were irradiated with 90, 100 and 110 Gy. The highest male mating competitiveness was recorded when melatonin was added to the larval diet then irradiated the produced pupae with the sterilizing dose (90 Gy). The results showed that the competitiveness values were 0.67, 0.47 and 0.46 for the doses 90, 100 and 110 Gy, respectively. The results refer to availability of using melatonin as a simple and effective means to improve the quality and the male mating competitiveness of the medfly adult males for release in SIT programs.