Ann. For. Sci. 63 (2006) 449-456
DOI: 10.1051/forest:2006025

Cold hardiness as a factor for assessing the potential distribution of the Japanese pine sawyer Monochamus alternatus (Coleoptera: Cerambycidae) in China

Rui-Yan Ma^{a, b}, Shu-Guang Hao^a, Wei-Na Kong^b, Jiang-Hua Sun^a and Le Kang<sup>a

a</sup>  State Key Laboratory of Integrated Management of Pest Insects and Rodents, Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China
^b  Department of Entomology, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China

(Received 31 May 2005; accepted 3 November 2005; published online 19 July 2006)

Abstract - To assess cold tolerance as a factor for potential distribution of Monochamus alternatus, parameters of cold hardiness and acclimation responses of the beetle were examined. Supercooling points (SCPs) of eggs, larvae, pupae, and adults were significantly different, the eggs having the lowest value (-19.8 °C) and the adults the highest (-6.6 °C). No significant differences were observed between the SCPs of pupae and overwintering 5th instar larvae, but mean SCPs significantly declined with the development of larval instars. Mortality of overwintering larvae increased as temperature declined and exposure to low temperatures was prolonged. No individual survived at -25 °C. Lethal times of Lt₅₀ and Lt₉₅ were 35.8 d and 65.4 d at -10 °C, respectively. Acclimation significantly improved cold tolerance of autumn 4-5th instar larvae, but not of overwintering larvae. Based on these results, the -10 °C January mean air temperature isotherm is suggested as the northern limit of the beetle potential distribution in China.

Résumé - La résistance au froid comme facteur pour évaluer la distribution potentielle du scieur de pin japonais Monochamus alternatus (Coleoptera: Cerambycidae) en Chine. Afin d'estimer la résistance au froid et les capacités de dispersion de Monochamus alternatus, nous avons étudié les réponses de ce coléoptère à la rigueur hivernale, avec ou sans acclimatation. La valeur moyenne du point de super-congélation (SCP) est sensiblement différente entre les oeufs, les larves, les chrysalides, et les adultes, les oeufs présentant la valeur la plus basse (-19.8 °C) et les adultes la plus élevée (-6.6 °C). Bien que cette valeur moyenne de SCP ait progressivement diminué au fur et à mesure du développement larvaire, aucune différence significative n'a été observée entre les larves hivernantes de 5 stade et les chrysalides. La mortalité des larves hivernantes augmente avec la diminution de la température et avec la durée d'exposition aux basses températures. Aucun oeuf, larve, chrysalide ou adulte ont survécu à une exposition à -25 °C. Pour une température de -10 °C, la durée létale d'exposition a été établie à 35.8 d (Lt₅₀) et 65.4 d (Lt₉₅). L'acclimatation préalable a augmenté de manière significative la tolérance au froid des larves de 4 et 5 stades présentes en automne, mais pas celle des larves hivernantes. L'isotherme -10 °C pour la température moyenne de l'air en janvier a été proposé comme limite septentrionale de la distribution de coléoptère en Chine.

Key words: Monochamus alternatus / cold tolerance / acclimation / distribution limit / isotherm

Mots clés : Monochamus alternatus / tolérance au froid acclimatation / limite de distribution / isotherme

Corresponding author: lkang@ioz.ac.cn

© INRA, EDP Sciences 2006