Non-freeze survival of spruce budworm larvae, Choristoneura fumiferana, at sub-zero temperatures during diapause

Spruce budworm larvae, Choristoneura fumiferana (Clem.) (Lepidoptera: Tortricidae), in early-, mid- and late-diapause (maintained at 2 °C), were exposed to various sub-zero temperatures, above the supercooling point, for different periods to determine the insect's cold-hardiness in terms of non-freeze survival. Larvae which were in the middle of diapause showed the highest survival (percentage of larvae emerging from hibernacula after diapause), followed by larvae in late- and early-diapause respectively. When exposed to −23 °C, larvae which were acclimatized to outside air temperatures had a much higher survival than the larvae maintained at 2 °C. This survival was correlated with a glycerol content that was ten times higher and a depressed supercooling point in acclimatized larvae compared to lab-maintained larvae. Experiments also demonstrated that mortality of the larvae maintained in an extended supercooled state at −23 °C was due to cold injury rather than freezing. The present study supports the hypothesis that glycerol may have a cryoprotective role other than depressing the supercooling point in freeze-intolerant insects and highlights the importance of investigating non-freeze mortality during insect diapause. RÉSUMÉ: Des larves de tordeuse des bourgeons de l'épinette, Choristoneura fumiferana (Clem.), en début, milieu et fin de diapause (maintenue à 2 °C) furent soumises à divers régimes de températures supérieures au point de congélation cellulaire, de façon à déterminer la capacité de l'insecte à survivre à ces températures. Les larves en milieu de diapause furent celles ayant le mieux survécu (proportion des larves émergeant de leur hibernacula après la diapause). Elles furent suivies respectivement par celles en fin et en début de diapause. La suivie larvaire, suite à une exposition à −23 °C, fut plus élevée dans le cas des larves préalablement acclimatées aux températures de terrain que dans le cas des larves maintenues à 2 °C. Comparativement aux larves non acclimatées sur le terrain, le point de congélation cellulaire des larves acclimatées était inférieur et leur contenu en glycérol était dix fois plus élevé. Cette étude a aussi montré que la mortalité des larves maintenues durant une longue période à −23 °C ne fut pas causée par un phénomène de congélation cellulaire mais plutôt par d'autres effets létaux du froid. Les résultats de cette étude sont en accord avec l'hypothèse selon laquelle le glycérol jouerait, en tant que cryoprotectant, un rôle autre que celui d'abaisser les points de congélation cellulaire des insectes du type intolérant au gel. De plus, ces résultats montrent l'importance détudier la mortalité induite par les températures situées au-dessus du point de congélation cellulaire durant la diapause de l'insecte.