Effects of amino acids on the oviposition of the smaller brown planthopper, Laodelphax striatellus (Hemiptera, Delphacidae)

Five amino acids, arginine, glutamic acid, lysine, tyrosine and valine were found to inhibit the oviposition of the smaller brown planthopper, Laodelphax striatellus, while cystine was stimulative for the oviposition. When the roots of rice seedlings were soaked in the solution of one of these amino acids, the free amino acid in the seedlings corresponding to that in the solution increased in quantity, and consequently the number of eggs laid on the seedlings decreased markedly compared with that on the non-treated seedlings.

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Résumé Des études antérieures des mêmes auteurs ont montré que cet Homoptère peut pondre à travers une membrane artificielle dans une solution de glucose, mais non dans leur liquide alimentaire expérimental riche en acides aminés.Le présent travail compare le nombre d'ufs pondus sur de jeunes plants de riz, dont les racines sont immergées dans une solution de l'un ou l'autre des acides aminés.La teneur des tissus verts du jeune plant de riz montre une plus forte teneur de l'acide aminé absorbé.Corrélativement le nombre d'ufs pondus sur les plants traités avec arginine, acide glutamique, lysine, tyrosine ou valine est toujours inférieur à celui des plants témoins.

     

The distribution of carbon-14 in plants labelled as a source of food for red scale

Citrus leaves, banana squash and lemon fruit, labelled by photosynthesis, have been used as a source of ¹⁴C for red scale, Aonidiella aurantii (Mask.). The distribution of the isotope amongst the constituents of these plants has been studied using chemical methods of separation and chromatography.In citrus leaves, whether they were labelled as discs in the laboratory or in situ in the field, activity occurred as sucrose initially, but within 5 days a comparable amount was present in the amino acid, proline, and also in the insoluble carbohydrates, the proportions remaining fairly stable for long periods. Although the total activity of the leaf discs did not decrease with time, the activity of successive groups of newly hatched red scale larvae which fed on these discs for 10 days, fell significantly. It is suggested that due to the interaction of the insects' saliva with plant tissue, areas where red scale fed became depleted in activity. Sap obtained from the labelled discs contained activity in the form of sucrose and proline, but the body fluid from the mature female red scale contained activity in sucrose only.In banana squash and in lemons most of the activity occurred in the form of sugars, principally sucrose, with glucose taking up a greater proportion in the lemons; there was no appreciable activity in amino acids and a much smaller fraction in the insoluble carbohydrates.

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Résumé On a utilisé des feuilles de citronnier, des courges () et des fruits de citronnier, marqués par photosynthèse, comme source de ¹⁴C pour la cochenille rouge, Aonidiella aurantii. La distribution de l'isotope parmi les constituants des tissus végétaux, c'est-à-dire, les sucres, les acides aminés et les hydrates de carbone insolubles, a été étudiée en utilisant des méthodes chimiques de séparation et de chromatographie.Les feuilles de citronnier furent marquées soit sous forme de disques au laboratoire, soit à l'état de feuilles intactes sur une branche d'arbre vivant. Dans les deux cas la radioactivité était présente d'abord sous forme de sucrose, mais après 5 jours une quantité comparable était présente dans un acide aminé, la proline, et dans les hydrates de carbone insolubles, et cela dans des proportions restant assez stables pendant de longues périodes. Le suc extrait des disques marqués, sur lesquels se sont nourries les cochenilles rouges, montre une radioactivité du sucrose et de la proline, mais le liquide de l'hémocoele de la femelle mûre de la cochenille rouge ne se révèle radioactif que sous forme de sucrose.Bien que la radioactivité totale des disques de feuilles de citronnier ne diminue que très lentement à la longue, l'activité moyenne obtenue par des groupes successifs de larves de cochenilles rouges récemment écloses, se nourrissant sur ces disques pendant 10 jours, diminue beaucoup plus rapidement. La différence ne peut être expliquée ni par le transport de l'isotope des fractions solubles aux fractions insolubles du tissu de feuille, ni par son prélèvement par les insectes suceurs; on considère comme probable que cette différence traduit la réaction de la plante à l'injection de salive par les insectes, ce qui conduirait à une respiration augmentée et une photosynthèse diminuée dans les régions du tissu foliaire où se nourrissaient les insectes.Chez les courges l'activité se maintient dans les régions qui ont été exposées à la lumière pendant la photosynthèse; cependant une quantité minuscule est transportée vers d'autres parties du fruit. L'activité est concentrée dans le sucrose et, dans une mesure moins importante, dans le glucose; il n'y a pas d'activité appréciable dans les acides aminés, et une fraction minime dans les hydrates de carbone insolubles, comparée à l'activité dans les feuilles de citronnier.Chez les citrons la quantité absorbée pendant la photosynthèse dépend d'une façon marquée de la maturité des citrons: les citrons verts absorbent une activité presque 10 fois supérieure à celle absorbée par des citrons mûrs. L'activité est partagée entre le sucrose et le glucose, et il n'y a pas d'activité appréciable dans les autres fractions.

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Resistance of different lucerne cultivars to the pea aphid Acyrthosiphon pisum: influence of phloem composition on aphid fecundity

Sugars and amino acids were analysed in the phloem sap (sampling by the exudation method) of four clones of lucerne (Medicago sativa L.) characterized by their resistance to the pea aphid, Acyrthosiphon pisum (Harris) (Homoptera: Aphididae). Differences in the qualitative amino acid balance are shown and a negative correlation between the reproductive rate of the aphid and the sugars/amino acids ratio is underlined. To demonstrate any causal relationship between these two variables, the reproduction of A. pisum on artificial diets copying the sap of the two extreme clones (resistant and susceptible) was measured. The results show that the resistance is not a simple nutritional effect; however, the amino acid balance contributes to the resistance exhibited by some cultivars.

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Résumé L'analyse (sucres et acides aminés) de la sève de 4 cultivars de luzerne (Medicago sativa) caractérisés pour leur résistance au puceron du pois (Acyrthosiphon pisum (Harris)) (Homoptera: Aphididae), est réalisée sur des exsudats de phloème. La teneur en sucres (exprimée en équivalent saccharose) montre d'importantes différences: rapport de 1 à 3 respectivement entre les clones sensible et résistant. La teneur globale en acides aminés exsudés varie en sens inverse, entraînant une corrélation négative pour les 4 clones étudiés entre le rapport sucre/acides aminés (0,6 à 3,6) et la résistance mesurée par le taux net de reproduction à 14 jours (78,5 à 11,2 larves/femelle). L'analyse des acidses aminés révèle de plus des différences qualitatives entre cultivars, notamment pour certains acides aminés essentiels méthionine, histidine, lysine, aromatiques.Le rôle de l'équilibre en acides aminés et en sacharose dans la résistance de certains cultivars au puceron du pois est apprécié par des mesures de la reproduction de A. pisum sur des milieux artificiels reproduisant le rapport sucre/acides aminés et/ou le spectre des acides aminés des 2 clones extrêmes (sensible et résistant). La résistance n'apparaît pas être le résultat d'une simple différence de la qualité nutritionnelle de la sève; la balance en acides aminés doit cependant participer pour une part à la résistance au puceron.

     

Metabolism of amino acids, organic acids and sugars extracted from the xylem fluid of four host plants by adult Homalodisca coagulata

The efficiency of amino acid, organic acid and sugar metabolism was quantified for adult Homalodisca coagulata (Say) (Homoptera: Cicadellidae) by comparing chemical profiles of xylem fluid (food source) and insect exudate. Leafhoppers were confined in Parafilm^® sachets to stems of 4 host plants: [Baccharis halimifolia (L.), Lagerstroemia indica (L.), Prunus salicina (Lindl.), Prunus persica (L.), Batsch]. Insect feeding rates (0.09–0.27 ml h^–1), exudate osmolarity (7.8–12.8 mM) and exudate composition (mainly inorganic entities) were characteristic of a xylem feeder. Total organic solute concentration in the xylem fluid of B. halimifolia, L. indica, P. salicina and P. persica was ca. 9.4, 13.8, 5.5 and 1.8 mM, respectively. Nineteen protein amino acids, 7 organic acids and 3 or 4 sugars were identifid in the xylem fluid. Total amino acids, organic acids and sugars were metabolized with ca. 99% efficiency. Glutamine, asparagine, arginine and citric, malic and succinic acids, the predominant organic compounds in the xylem fluid of all four plant species, were metabolized with greater than 99% efficiency. Cysteine (51%), methionine (74%) and oxalic acid (77%) were metabolized with the lowest efficiency. The primary nitrogenous waste was NH _inf4 ^sup+ ; uric acid or urea were not detected. Nitrogen retention was generally less than 60% of dietary nitrogen. High feeding rates, ammonotelism and an extremely high metabolic efficiency of organic compounds permit H. coagulata to subsist on the dilute and skewed chemical profile of xylem fluid.

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Résumé L'efficacité du métabolisme des amino-acides, des acides organiques et des sucres a été quantifiée chez des H. coagulata Say (Hom. Cicadellidae) adultes, en comparant la composition chimique de la sève du xylème et du miellat des insectes. Les cicadelles ont été maintenues dans des sachets de parafilm avec des tiges de 4 plantes hôtes: Baccharis halimifolia L., Lagerstroemia indica L., Prunus salicina Lindl. et Prunus persica Batsch. Le taux de consommation (0,09 à 0,27 ml hr^–1), l'osmolarité du miellat (7,8 à 12,8 mM) et la composition du miellat (principalement des éléments inorganiques) sont caractéristiques des consommateurs de xylème. Les concentrations organiques totales en soluté de la sève du xylème étaient respectivement: 9,4; 13,8; 5,5; et 1,8 mM chez B. halimifolia, L. indica, P. salicina et P. persica. 19 amino acides protéiques, 7 acides organiques et 3 ou 4 sucres ont été identifiés dans la sève du xylème. Les acides aminés, les acides organiques et les sucres ont été métabolisés dans leur ensemble avec une efficacité de 99%. La glutamine, l'asparagine, l'arginine et les acides citrique, malique et succinique,-les principaux composés organiques de la sève du xylème de ces 4 plantes,-ont été métabolisés avec plus de 99% d'efficacité. La cystéine (51%), la méthionine (74%) et l'acide oxalique (77%) ont été métabolisés avec une plus faible efficacité. Le déchet azoté primarie était NH _inf4 ^sup+ ; l'acide urique et lurée n'ont pas été décelés. La fixation d'azote a été généralement inférieure à 60% de l'azote consommé. Des taux de consommation élevés, l'ammonotélisme et une efficacité extrêmement élevée du métabolisme des composés organiques permettent à H. coagulata de survivre malgré la composition chimique biaisée et la dilution de la sève du xylème.

     

Nutrition of plant-sucking insects on chemically defined diets

With the advent of suitable techniques for rearing plant-sucking insects, especially aphids, on chemically defined diets, knowledge of their nutrition has evolved considerably over the past 7 years. Thus, contrary to some earlier beliefs, the nutritional requirements of plantsucking insects have been found to be, with minor exceptions, generally similar to those of other insects, and it is now possible to sustain aphid colonies on artificial diets for two or more generations, and in some cases, for an almost indefinite period of time.A discussion is presented on the comparative requirements of aphids and other Hemiptera for the main classes of nutrients and for individual compounds, both on a qualitative and quantitative basis, and on the relative importance of symbiotes in the nutrition and metabolism of these insects. Some nutritional and related factors that may influence feeding behaviour will be examined, such as the influence of the pH of the medium, the light, the quality of the diet and the concentration of certain nutrients on feeding preferences by aphids. Correlations will be attempted on the significance of these findings in relation to parasite-hostplant relationships.The main subject of the entire paper will be centered on the nutrition of about half a dozen species of aphids, but some examples will be given using other plant-sucking insects.

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Résumé Les besoins nutritifs des insectes suceurs de sève, et tout particulièrement des aphides, ont été étudiés à l'aide de régimes de composition chimique connue. Ces besoins se sont avérés comparables à ceux des insectes en général, et on a pu jusqu'à présent maintenir indéfiniment des cultures d'au moins deux espèces d'aphides sur de tels régimes. II semble que ces insectes soient parmi les premiers Métazoaires à être gardés vivants indéfiniment sur des régimes chimiques définis. Les composés nutritifs essentiels aux aphides comprennent des acides aminés, des vitamines hydrosolubles, dont l'acide ascorbique, des sels minéraux, et du sucrose. Dans certains cas, les microorganismes symbiotiques procurent à leurs hôtes aphidiens quelques substances nutritives, dont des acides aminés, des vitamines et du stérol. De plus, les propriétés phagostimulantes du sucrose et de certains composés aminés ont été démontrées expérimentalement, de même que l'influence du pH et de la qualité de la lumière sur la prise de nourriture. Les résultats des tests de choix multiples, dans lesquels différents régimes nutritifs étaient accessibles aux aphidiens, ont démontré clairement que ces insectes peuvent choisir entre les régimes et préférer ceux qui sont de valeur nutritive supérieure, c'est-à-dire ceux sur lesquels leur croissance, leur reproduction et leur survivance sont maxi-males. Ces résultats confirment l'hypothèse par laquelle, chez les insectes, le choix d'un aliment peut être influencé considérablement par sa valeur nutritive. II apparaît évident que dans les conditions naturelles, le choix de la plante-hôte, et, plus particulièrement, le choix de l'endroit précis de la plante pour la prise de nourriture, et éventuellement, la pullulation de l'insecte, seront influencés, entre autres, par le métabolisme et les qualités nutritives de l'hôte. Finalement, il semble que des différences qualitatives et quantitatives observées entre les besoins nutritifs des différents insectes suceurs de sève se révèleront être en relation de plus en plus étroite avec leurs habitudes oligophages ou polyphages, et avec le pouvoir de synthèse de leurs symbiotes.

     

Interaction entre la cochenille du manioc Phenacoccus manihoti et ses différentes plantes-hôtes: étude de la teneur de la sève en acide aminé et en sucre

Résumé L'analyse (acides aminés et sucres) d'extrait de feuille, de 5 variétés de manioc (Manihot esculenta), du Faux caoutchouc (Hybride deM. esculenta x M.glaziovii), du Poinsettia (Euphorbia pulcherrina) et du Talinum (Talinum triangularae), caractérisés par différents degrés de résistance par antibiose à la cochenille du manioc (Phenacoccus manihoti (Mat. Ferr.)) (Homoptera: Pseudococcidae), a été réalisée sur des extraits obtenus par centrifugation du matériel foliaire. Les teneurs en acids aminés, très différentes d'une plante à l'autre, apparaissent aussi importantes entre les variétés de l'espèce manioc qu'entre les différentes espèces végétales avec respectivement un rapport de variation de 4,5 et 5,5. De même, les teneurs en sucres (exprimées en équivalent saccharose), sont très différentes d'une plante à l'autre avec un rapport de variation de 1 à 33 entre les deux extrêmes, si l'on ne considère que l'espèceM. esculenta, il n'est plus que de 3,5.Des différences dans les proportions relatives des acids aminés libres d'extrait de feuille sont observées aussi bien entre les variétés de manioc qu'entre les espèces végétales. Cependant pour toutes les plantes étudiées l'acide glutamique, la glutamine, l'ethanolamine, et l'alanine représentent près de 50% des acides aminés de l'extrait de feuille; l'acide aspertique, l'asparagine et la sérine près de 20% tandis que la tyrosine, la méthionine, l'isoleucine, la leucine et la lysine sont présents en très faibles pourcentages.Le degré de résistance à la cochenille du manioc des différentes plantes-hôtes n'a pu être relié, ni à la teneur de leur extrait de feuille en acides aminés et en sucres, ni à leur composition relative en acides aminés. Il n'a pu être non plus relié au rapport Sucres/Acides aminés Nos résultats suggèrent que des caractéristiques biochimiques autres que celles étudiées dans ce travail interviennent dans les mécanismes de résistance vis-à-vis de la cochenille du manioc.

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Summary The levels of sugars and amino acids were determined in leaf extracts from a number of plants showing different levels of resistance to the cassava mealybug,Phenacoccus manihoti (Homoptera: Pseudococcidae). There were five varieties of cassava (Manihot esculenta), as well as a hybrid obtained by crossingM. esculenta andM. glaziovii, poinsettia (Euphorbia pulcherrina) and talinum (Talinum triangularae). The variability in the total concentration of amino acid concentrations was as great between varieties of cassava as at the species level. In contrast, there was much less variability in the concentration of sugars at the intervarietal that at the interspecies level.While there were both intervarietal and interspecific differences in the amino acid composition, glutamic acid, glutamine, ethanolamine and alanine represented nearly 50% of the total in all plants examined. Aspartic acid, asparagine and serine accounted for approximately 20%, while tyrosine, methionine, isoleucine, leucine and lysine are present at low levels.The different levels of resistance noted in the different plants were not associated with the concentrations of either amino acids or sugars, the ratios of sugar/amino concentrations or the amino acid compositions obtained from leaf extracts. This suggests that other aspects of plant chemistry confer resistance to cassava mealybugs.

     

Amino acid analysis of phloem sap from oats and barley: A combination of aphid stylet excision and high performance liquid chromatography

High performance liquid chromatography was used for amino acid analysis of phloem sap from oats and barley. The sap was obtained from severed stylets of the aphid Rhopalosiphum padi (L.) excised by means of high frequency microcautery. Qualitative differences between the cereals were negligible. The proportions of different amino acids largely resembled those demonstrated for whole leaf extracts. Samples gave very weak detector responses when dissolved in water and kept at room temperature. Explanations for this are discussed and a technique to prevent this deterioration is described.

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Résumé Au cours d'un programme de sélection contre Rhopalosiphum padi L. nous avons utilisé la micro-cautérisation à haute fréquence et la chromatographie liquide à haute performance pour obtenir de la sève du phloème de variétés sensibles d'avoine et d'orge, et pour analyser les acides aminés libres d'échantillons réduits (nl) de sève. Les résultats ont montré des teneurs en acides aminés libres plus élevées dans l'avoine que dans l'orge. Il n'y avait pas de différences qualitatives entre les deux céréales et les proportions en différents acides aminés correspondaient à celles obtenues par extraits totaux de feuilles. Quand les échantillons ont été dissous dans l'eau, les réponses obtenues étaient très faibles et une nouvelle technique a été utilisée pour y palier. L'utilité de cette méthode dans l'étude de l'écologie alimentaire des insectes suçeurs de sève est indiquée.

     

Microbiological and biochemical changes during the fermentation of maize (Zea mays) grains formasa production

Microorganisms associated with fermentation ofmasa wereLactobacillus plantarum, Pediococcus acidilactici, Lactobacillus fermentum andSaccharomyces cerevisiae. During the fermentation of maize grains, the temperature and moisture increased and the pH decreased. Most amino acids decreased in concentration during fermentation, with glutamic acid being the most abundant amino acid, but he protein content of the masa increased during fermentation. The bacteria played the major role in the fermentation.

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Résumé Les microorganismes associés avec la fermentation demasa sontLactobacillus plantarum, pediococcus acidilactici, Lactobacillus fermentum etSaccharomyces cerevisiae. Durant la fermentation de grains de mais, la température et l'humidité augmentent, et le pH diminue. La concentration de la plupart des acides aminés diminue durant la fermentation. L'acide aminé le plus abondant est l'acide glutamique. Toutefois, le contenu en protéines dumasa augmente au cours de la fermentation. Les bactéries jouent le rôle majeur dans la fermentation.

     

The chemotactic influence of plant constituents on feeding by phytophagous insects

The available evidence is in agreement with the postulate that all phytophagous insects require chemotactic (usually gustatory) stimuli to release feeding activity. Some of the soluble nutrients in plants serve this function. In the case of oligophagous insects food selection is further guided by perception of non-nutritive substances (token stimuli) of limited botanical distribution. The food range of all phytophagous insects is circumscribed by the distribution of repellants, rejectants and toxins. These concepts are developed and outlined in symbolic form.

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Résumé L'importance des stimulants alimentaires token a été clairement démontrée par exemple chez Plutella maculipennis Curt., Pieris brassicae L. et P. rapae L., lesquels, à l'état larvaire, reconnaissent leur plante-hôte, les Crucifères, au goût de glucosides de l'huile de moutarde tels que la sinigrine et la sinalbine. Bien qu'elles soient presque les seules démonstrations indiscutables de l'action de ces stimulants token parmi les insectes phytophages il a été admis que ce phénomène explique en général la sélection de la plante hôte par les insects oligophages et que la présence de substances désagréables au goût dans les végétaux est suffisant pour expliquer les préférences de plantes alimentaires des insectes polyphages. Cependant, ces vues ne rendent pas compte du fait que ces phagostimulants token peuvent exiger la présence de constituants nutritifs afin d'obtenir une réponse alimentaire chez les insectes oligophages. En outre les insectes polyphages demandent des stimuli chimiotactiques positifs pour déclancher une activité alimentaire. Aucun effet inhibiteur de substances végétales désagréables n'est simplement superposé à ce phénomène de base.Un autre fait significatif est que le saccharose, constituant universellement distribué chez les végétaux, est avidement goûté par de nombreux insectes, et on pourrait penser à priori que son rôle est important dans la nature comme stimulus effecteur d'alimentation chez les insectes phytophages. De récentes investigations ont montré que d'autres substances nutritives variées telles que le glucose, des acides aminés, des amides et des vitamines peuvent aussi déclancher d'une manière indépendante l'activité alimentaire.Une interprétation totale de la connaissance utile à présent est que de nombreuses conditions sont exigées pour rendre compte des phénomènes d'alimentation chez les insectes et de la sélection de l'hôte. Ceci inclut la présence de stimulants alimentaires token (si nécessaires), la présence de certains constituants sapides et l'absence de substances répulsives ou désagréables au goût. Tandis que ces conditions, admettant un substrat ingestible, sont nécessaires et suffisantes pour une alimentation normale un développement satisfaisant exige en plus la présence de constituants nutritifs essentiels autres que les substances sapides déjà mentionnées et l'absence de toxines.Certains constituants végétaux peuvent avoir plusieurs fonctions dans ce schéma et quelques exemples sont considérés.

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The effect of varied amounts of starch, sucrose, and lipids on the fatty acids of the boll weevil

Variations in the amounts of sucrose, starch, lipid, and lipid with different amounts of fatty acids affect the amount of triglycerides and the composition of fatty acids found in the lipids of adult boll weevils, Anthonomus grandis Boheman (Coleoptera: Curculionidae). Artificial diets that contained 4% or 8% starch, 2% starch plus 2% sucrose, 4% starch plus 4% sucrose, 4% sucrose plus 4% Alphacel^®, and 4, 8, or 12% sucrose with 0.1% lipid were used as larval and adult diets for the boll weevil. Soybean, peanut, and linseed oils at 0.1% and 0.5% were incorporated into diets for the weevil.Lipids were extracted from the diet and from the weevils, and the percent lipid, percent triglyceride, and composition of the fatty acids in the lipids were determined. The amount of lipids and triglycerides were greatest on diets with 4% or more sucrose. The amount and type of carbohydrate had a significant effect on relative fatty acid content of the weevil; for example, 4% starch diets produced 8.9%, 0.5, 11.1, 30.0, 26.5, and 20.8% of palmitic, palmitoleic, stearic, oleic, linoleic, and linolenic acids, respectively; diets with 12% sucrose produced 21.7, 8.4, 6.7, 58.8, 1.8, and 2.2% of palmitic, palmitoleic, stearic, oleic, linoleic, and linolenic acids, respectively. Diets with increased percentages of surcrose produced weevils with lowered percentages of linoleic and linolenic acids.

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Résumé La teneur en triglycérides et la composition des acides gras des adultes d'Anthonomus grandis sont affectées par les taux d'amidon, de sucrose, de lipide et le taux d'acides gras des lipides des aliments.Les larves et les adultes ont été nourris sur régimes artificiels contenant 4% ou 8% d'amidon, 2% d'amidon et 2% de sucrose, 4% d'amidon et 4% de sucrose, 4% de sucrose et 4% d'alphacel, et enfin 4%, 8% et 12% de sucrose avec 0.1% de lipide.Des huiles de soja, d'arachide et de graine de lin à 0.1% et 0.5% ont été incorporées dans les aliments de A. grandis.Les lipides, les triglycérides, les acides gras des lipides des régimes alimentaires et des insectes ont été dosés. Les teneurs en lipides et triglycérides sont plus élevées avec des régimes contenant 4% ou plus de sucrose. Le taux et la nature de l'hydrate de carbone ont une influence significative sur la teneur relative en acide gras de l'insecte; par exemple des régimes à 4% d'amidon induisent respectivement des teneurs en acides palmitique, palmitoléique, stéarique, oléique, linoléique et linolénique de 8,9%; 0,5; 11,1; 30,0; 26,5 et 20,8%; tandis que des régimes avec 12% de sucrose donnent 21,7; 8,4; 6,7; 58,8; 1,8 et 2,2% pour les mêmes acides gras.Des régimes avec des teneurs croissantes en sucrose produisent des insectes avec des taux degressifs d'acides linoléique et linolénique.

     

Acyrthosiphon pisum performance in response to the sugar and amino acid composition of artificial diets, and its relation to lucerne varietal resistance

In order to understand the mechanisms of resistance of two lucerne cultivars (susceptible Resistador and resistant Lahontan clones) to a French biotype of Acyrthosiphon pisum Harris, several biological parameters of this aphid were investigated on sap-copied holidic diets differing either by their amino acid or sucrose concentrations or by the relative proportions of some amino acids.We recorded the quantitative influence of nutrient levels and amino acid profiles on adult survival and reproduction, as well as on larval growth and development. The differences in A. pisum performances on artificial diets may partly by explained by variable ingestion rates, but also by differences in metabolic efficiency of the ingested nutrients, which greatly depends on amino acid composition.Although holidic diet experiments partially confirm the biological assays of resistance on plants, they also point out a lack in our understanding of the factors present in the sap which are involved in phagostimulation in vivo, thus preventing a complete interpretation of observed resistance.

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Résumé Sur des milieux holidiques se différenciant par leur concentration en acides aminés ou en saccharose ou par leur spectre en acides aminés et copiant la sève de deux variétés de luzerne (sensible et résistante) nous avons étudié différents paramètres biologiques d'un biotype d'Acyrthosiphon pisum Harris afin de mieux comprendre les mécanismes de résistance à ce puceron.Que ce soit pour le reproduction et la survie des adultes ou pour la croissance et le développment larvaire, nous montrons l'influence spécifique de la concentration en saccharose et en acides aminés ainsi que celle du spectre en acides aminés des régimes artificiels. Ces différences de performances de A. pisum peuvent en partie être expliquées par les différences d'ingestion. Néanmoins pour des rapport saccharose/acides aminés identiques et pour des niveaux d'ingestion égaux, il existe selon les milieux de grandes différences de taux de reproduction et donc d'efficacités métaboliques.Les milieux copiant la sève de variétés sensible et résistante permettent jusqu'à présent d'expliquer une partie des observations faites sur végétal, mais démontrent que l'ignorance de certains facteurs phagostimulants présents dans la plante empêche une interprétation complète des effets observés.

     

Resistance in the wild crop relatives Avena macrostachya and Hordeum bogdani to the aphid Rhopalosiphum padi

In previous screening tests the two wild crop relatives Avena macrostachya (Bal., ex Coss. et Dur.) and Hordeum bogdani (Wil.) demonstrated a high degree of resistance to the aphid Rhopalosiphum padi (L.). In a choice situation using wild and cultivated oats and barley, alate aphids settled in lower numbers on the wild species. The results were, however, variable in the Avena combination. Nymph production was significantly higher, development time shorter and adult weight higher on the cultivated varieties. From the third instar and onwards the excretion of honeydew was significantly lower on the resistant plants. In general the honeydew contained less than 1% free amino acids although excreta from H. vulgare contained 3.5%. The percentage of free amino acids found in the honeydew was similar for all plant species (5.2–7.6%) except for H. vulgare, on which the aphids excreted 22% of the amounts ingested. Amino acids excreted in high proportions on all plants included asparagine, -aminobutyric acid, glutamic acid, and glycine. Tissue sectioning did not reveal any obvious mechanical barriers to stylet penetration. The potential use of these wild species as sources for aphid resistance breeding in oats and barley is considered.

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Résumè Lors d'examens systématiques antérieurs, Avena macrostachya (Bal. ex Coss. & Dur.) et Hordeum bogdani (Wil.) ont présenté une résistance élevée au puceron Rhopalosiphum padi (L.). Lorsqu'ils avaient un choix comprenant de l'avoine et de l'orge cultivés, les pucerons ailés ont atterri en nombres moins importants sur les espèces sauvages. Les résultats étaient cependant variables dans le complexe avoine. La production de nymphes et le poids des adultes étaient plus élevés sur espèces cultivées, ainsi que la durée du développement était plus longue sur les espèces sauvages. A partir du troisième stade, l'excrétion de miellat a été significativement plus faible sur les espèces résistantes. En général, le miellat y contenait moins de 1% d'acides aminés bien que sur H. vulgare il en contînt 3,5%. Les pourcentages d'acides aminés libres du miellat étaient semblables sur toutes les plantes (5,2–7,6%), à l'exception de H. vulgare sur lequel les pucerons excrétaient 22% des taux ingérés. Les acides aminés excrétés en fortes quantités sur les différentes plantes, comprenaient l'asparagine, l'acide -aminobutyrique, l'acide glutamique et la glycine. Des coupes de tissus n'ont révélé aucun obstacle mécanique clair à la pénétration des stylets. Les possibilités d'utiliser ces espèces sauvages comme source de résistance aux pucerons dans la sélection de l'avoine et de l'orge ont été examinées.

     

Changes in chemoreceptor sensitivity in relation to dietary selection by adult Locusta migratoria

During somatic growth in adult Locusta migratoria L. there are variations in the responsiveness of chemosensilla on the maxillary palps. Relative changes in chemosensitivity to amino acids and sucrose are consistent with relative changes in protein and carbohydrate ingestion. There is a decline throughout the somatic growth phase in the proportion of sensilla responding to stimulation. In those sensilla which respond, there is a decline in the firing rate to amino acids, while sucrose responsiveness declines to a lesser degree. We suggest that variations in the levels of nutrients in the storage tissues, especially the haemolymph, arising from changes in the demand for protein and carbohydrate for growth, directly or indirectly, influence gustatory sensitivity.

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Résumé Pendant la croissance de L. migratoria L. les réactions aux acides aminés et aux sucres des sensilles chimiques des palpes maxillaires changent. Ces changements relatifs de la sensibilité chimique à ces deux aliments correspondent aux modifications dans l'ingestion de protéines et d'hydrates de carbone par cet insecte. La diminution de la réponse aux acides aminés est liée à la fois au nombre de sensilles qui réagissent et à leur taux de réaction. La sensibilité des sensilles au sucrose varie moins profondément et implique uniquement des modifications du nombre de sensilles réagissant. Nous suggérons que des variations de la teneur en éléments nutritifs de l'haemolymphe, dues à des modifications de la demande en protéines et en glucides nécessaires à la croissance, influent sur la sensibilité gustative.

     

Uptake, metabolism, and excretion of injected tritiated 22,33-dihydroazadirachtin in last instar larvae of Heliothis virescens

To evaluate its uptake, metabolism, and excretion, we studied the fate of tritiated 22,23-dihydroazadirachtin, when injected either orally or directly into the hemocoel of last instar larvae of Heliothis virescens (Fabr.). An oral injection of 1.0 g of tritiated 22,23-dihydroazadirachtin, the minimum oral dose necessary to disrupt pupation, was rapidly absorbed through the midgut such that >50% of the radioactivity was detected in the body 1 h post injection. Excretion of radioactivity following an oral injection was slow; 24 to 72 h elapsed before approximately 50% of the radioactivity was detected in the feces. In contrast, excretion of radioactivity following a hemocoel injection of 0.3 g of tritiated 22,23-dihydroazadirachtin, the minimum hemocoel dose necessary to disrupt pupation, was rapid; almost 50% of the radioactivity was detected in the feces only 1 h post injection. Tritiated 22,23-dihydroazadirachtin was metabolized to a more polar compound(s) by H. virescens larvae, as indicated by thin layer chromatography. Metabolism to a more polar form(s) occurred probably following absorption through the midgut, since hemocoel-injected larvae exhibited a more rapid rate of conversion than oral-injected larvae. Even though metabolism to a more polar form(s) should enhance its excretion, approximately 25% of the radioactivity remained in the body 72 h following either oral or hemocoel injection, and this was sufficient to disrupt pupation.

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Résumé L'étude a été réalisée avec de la 22,23-dihydroazadirachtine tritiée injectée soit oralement, soit directement dans l'hémocoele des chenilles de H. virescens Fabr. du dernier stade. La dose orale minimale de 1,0 g, nécessaire pour perturber la nymphose, a été rapidement absorbée à travers l'intestin moyen, d'une façon telle que plus de 50% de la radioactivité a été retrouvée dans le corps une heure après l'injection. L'excrétion de la radioactivité à la suite d'une injection orale a été lente; 24 à 72 heures se sont écoulées avant que 50% de la radioactivité ait été décelée dans les excréments. A l'opposé, l'excrétion de la radio-activité à la suite d'une injection hémocoelique de 0,3 g, — dose hémocoelique minimale pour perturber la nymphose-, a été rapide; presque 50% de la radioactivité a été décelée dans les excréments au bout d'une heure seulement après l'injection. La chromatographie en couche mince a montré que la 22,23-dihydroazadirachtin a été métabolisée en substance(s) plus polaire(s) par les chenilles de H. virencens. La métabolisation en forme(s) plus polaire(s) se produit vraisemblablement après l'absorption à travers l'intestin moyen, puisque les chenilles injectées directement dans l'hémocoele ont présenté un taux de conversion plus rapide que les chenilles injectées oralement. Bien que la métabolisation sous une (des) forme(s) plus polaire(s) ait augmenté l'excrétion, approximativement 25% de la radioactivité subsistait dans le corps 72 heures après une injection orale ou hémocoelique, ce qui est suffisant pour perturber la nymphose.

     

Acceptability of catechin and its oxidative condensation products to the rose aphid, Macrosiphum rosae

The rose aphid showed a significant level of nonpreference for concentrations of 0.3 mg/ml catechin and above, whether in a simple base diet of sucrose or a complex artificial diet containing in addition to other components a total amino acid content equivalent to that found in the sap pressed from the pedicels of rose-buds. Similar concentrations of catechin were found in the pressed sap from pedicels of nonpreferred buds in the field. A number of factors influenced absolute values for deterrence: increased concentrations of sucrose and especially amino acids lowered the deterrence of catechin; early instars showed nonpreference for low concentrations of catechin that were nondeterrent to the later instars. A possible explanation for such variation was provided by discovery that the aphids were able to alter the phenolic composition of diets during feeding, converting catechin into condensation products that were either phagostimulant or nondeterrent.

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Résumé M. rosae n'a pas présenté de dissuation significative en présence de catéchine à des concentrations voisines de 0,3 mg/ml, soit dans un aliment simple à base de sucrose, soit dans un aliment complexe contenant, entre autres, des acides aminés avec une concentration totale correspondant à celle obtenue à partir du jus de tisses de rosier écrasés. Des concentrations voisines de catéchine ont été obtenues à partir du jus provenant de tisus écrasés pour lequel ce puceron ne montrait aucune préférence dans la nature. Un certain nombre de facteurs influent sur la valeur absolue du pouvoir dissuasif: l'augmentation de la concentration en sucrose et surtout en acides aminés réduit cet effet dissuasif; les stades jeunes n'ont pas présenté de préférence pour les concentrations faibles en catéchine que avaient semblé attractive pour les stades âgés.Une hypothèse plausible pour expliquer de telles variations a été élaborée à partir de l'observation de la modification, par le puceron, au cours de sa succion, de la composition phénolique de l'aliment, avec transformation de la catéchine en polymères oxydés attractifs. Il est possible que tout ce qui augmente l'activité oxydase polyphénolique de la salive des insectes, réduise ou inverse l'effet de la tenuer originelle de la catéchine.

     

Effects of carbon-14 on the survival and reproduction of red scale males

The technique of producing sterile male red scale (Aonidiella aurantii (Mask.)) by treatment with ¹⁴C has been further investigated. In a group of males with a mean count rate of 6300 c.p.m., 75% emerged and mated normally with control females, but these females produced only 10% of the number of larvae produced by females mated with untreated males. In another group of males with a mean count rate of 14200 c.p.m., only 31% emerged but there was no further reduction in fertility. A count rate of 6000 c.p.m. is suggested as the optimum ¹⁴C content for producing viable sterile males in laboratory conditions. The prospect of using this method of sterilization in a sterile-male project is rejected because of the difficulty of producing males with a predictable level of ¹⁴C, and the high variability in the numbers of larvae produced by females mated with them.

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Résumé De nouvelles expériences ont été réalisées pour vérifier si des larves de la cochenille rouge, ayant absorbé du ¹⁴C, peuvent produire des mâles stériles, sans que le traitement affecte l'émergence des adultes et leur aptitude à s'accoupler.Des disques de feuilles de citronnier ont été marquées en les exposant au ¹⁴CO₂. On les a réparties en deux groupes selon leur radioactivité, indiquée en c.p.m. par un compteur Geiger: un groupe correspondant à 19 000–27 000 c.p.m., l'autre à 29 000–57 000 c.p.m. d'activité. On a transféré des larves de cochenille rouge sur ces disques marqués au ¹⁴C et sur un groupe de disques témoins. On les a laissées se développer jusqu'à ce que les mâles et les femelles puissent être distingués. Les mâles traités furent alors accouplés aux femelles non traitées, et à titre de contrôle des mâles non traités furent accouplés à des femelles non traitées. On a noté le nombre de mâles émergeants, le nombre de femelles qui s'étaient accouplées, et le nombre de larves de leur descendance. On a également vérifié la radioactivité des mâles pour chaque traitement.Du premier groupe de mâles dont la radioactivité moyenne était de 6 300 c.p.m., 75% émergeait, contre 85% du groupe de contrôle, tandis que du second groupe ayant une radioactivité moyenne de 12 000 c.p.m., seulement 31% émergeait. Le nombre de femelles fertilisées était proportionnel aux nombres de mâles qui émergeaient, et on n'a pas pu montrer que des mâles marqués fussent incapables de s'accoupler. Le nombre moyen de larves produites par femelle et par jour était de 1.74 dans le groupe de contrôle (22 femelles fertilisées), de 0.17 dans le premier groupe traité (56 femelles fertilisées) et de 0.56 dans le second groupe traité (13 femelles fertilisées). On a conclu qu'une radioactivité de 6 300 c.p.m., dûe à l'absorption de ¹⁴C était optimale pour la production de mâles à fécondité diminuée sans réduire considérablement leur survie.On considère que les fortes variations dans la reproduction de femelles élevées sur des disques différents dans un seul traitement étaient causées d'une part par les taux de développement différents des insectes marqués, et d'autre part par le fait qu'un mâle individuel est capable d'accoupler plusieurs femelles. Puisqu'il n'y a pas moyen de réduire ces variations, on a rejeté la possibilité d'appliquer la même méthode pour développer un projet de mâles stériles.

     

Taste perception of Myzus persicae in relation to food uptake and developmental processes

A number of essential processes in the development of Myzus persicae are initiated in early larval life. During this period the food quality often affects further development. This paper deals with the question whether amino acids, known to be necessary for developmental processes, play a specific rôle in diet acceptance. The amino acid methionine appeared to stimulate food uptake to a great extent. Experiments with diets containing ³²P showed that food uptake within 1 hr by first-instar larvae on diets of unequal nutritive value was markedly different.

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Résumé La qualité de la nourriture que reçoit Myzus persicae pendant le début de sa vie larvaire détermine souvent les modalités de son développement ultérieur (production de formes aptères où ailées par exemple). On a charché à déterminer si les acides aminés, reconnus comme étant nécessaires au développement, jouent seulement un rôle spécifique dans le métabolisme des Aphides ou si ils interviennent comme facteurs stimulant la prise de nourriture. La méthionine en particulier se révèle avoir un rôle important comme phago-stimulant; en l'absence de méthionine la quantité de nourriture absorbée est diminuée. Par contre sur des aliments dépourvus d'histidine et d'isoleucine, le taux de nourriture absorbée ne change pas.Des expériences de choix alimentaire, entre deux substrats placés côte à côte, ou disposés en couches superposées, montrent que dans le ler cas les Aphides peuvent se localiser sur le milieu le mieux équilibré en ces acides aminés, et dans le second cas peuvent enfoncer leurs stylets jusqu'au milieu le plus favorable. L'adjonction de ³²P à l'un des milieux permet d'apprécier la quantité de nourriture prélevée.

     

Acute lethality after x-irradiation of Tribolium confusum adults

Recently emerged adults of Tribolium confusum, maintained at 30° in flour-yeast medium, were exposed to X-ray doses between 8 and 75 kR at dose rates of 225 or 1000 R/min. In all cases, there was no significant mortality for about 10 days, and all deaths attributable to the irradiation occurred during the next 10 to 15 days; after the lower doses, many insects survived this critical period and then lived on for many months. The relative dose-independence of the survival-time of decedents suggested that there is a specific mode of death, i.e., an as-yet-unrecognized acute lethal syndrome. Irradiated beetles incubated at 22° exhibited about twice as great a delay in the onset of mortality, and a mortality period with about twice the duration, as those at 30°, suggesting the necessity of a sequence of metabolic events in the development of lethality. Beetles on a cornstarch diet were at least as radioresistant as beetles on flour yeast; beetles at 22° were distinctly more sensitive than those kept at 30°. Older beetles, exposed 4 or 10 months after emergence, showed progressive increases in acute radiosensitivity. Implications of these findings for radiobiological investigations on adult insects are discussed.

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Lethalite aigüe apres irradiation aux rayons X des adultes de Tribolium Confusum

Résumé La plupart des insectes utilisés dans les expériences de radiobiologie ont une longévité relativement brève à l'état adulte. De ce fait, il est difficile ou impossible de distinguer la mortalité aigüe liée à des mécanismes spécifiques d'une diminution nonspécifique de la résistance à un stress.La longévité des adultes de Tribolium rend possible de séparer ces deux catégories de réponses, elle peut aussi permettre la mise en évidence des différents modes de léthalité aigüe.Des adultes récemment formés de Tribolium confusum, maintenus à 30° dans le milieu farine-levure, ont été exposés à des doses de rayons X de 8 à 75 kR aux taux de 225 ou 1000 R/min. Dans tous les cas, il n'y a pas eu de mortalité significative pendant 10 jours, et toutes les morts attribuables à l'irradiation ont eu lieu au cours des 10 à 15 jours suivants; après les doses les plus faibles, beaucoup d'insectes ont survécu à cette période critique et ont alors vécu de nombreux mois. L'indépendance relative par rapport à la dose de la durée de la survie des descendants suggère l'existence d'un mode spécifique de mortalité, ou d'un syndrome léthal aigu.Les insectes irradiés en élevage à 22° ont présenté un délai de début de mortalité environ le double et une durée de la période de mortalité environ double de ceux enregistrés à 30°. Ceci représente un Q₁₀ d'environ 2,3, qui suggère la nécessité d'une succession de phénomènes métaboliques dans le développement de la léthalité.Des insectes sur un régime à base d'amidon de maïs étaient au moins aussi radiorésistants que ceux sur farine et levure; les insectes à 22° furent sans conteste plus sensibles que ceux élevés à 30°. Des coléoptères plus âgés, exposés 4 ou 10 mois après leur formation, ont montré des augmentations progressives dans la radiosensibilité aigüe.Ces résultats ont deux conséquences importantes pour d'autres recherches radiobiologiques sur les insectes adultes. La mise en évidence de l'existence d'un syndrome léthal spécifique et de ses délais de manifestation devrait accélérer l'analyse des facteurs intervenant dans la mort des insectes irradiés; d'autre part dans toute expérimentation radiobiologique sur des insectes adultes, les imagos doivent être d'un âge uniforme et connu.

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This work was supported by U. S. Public Health Service, NIH Grant GM-10208. During 1964–1965, the senior author held a Special Fellowship (1-F3-GM23423), U. S. Public Health Service, at the Department of Zoology, University of Cambridge; he is indebted to Professor C. F. A. Pantin, F. R. S., and other members of the Department, and especially to Dr. George Salt, F. R. S., both for extending use of their facilities and for many illuminating discussions.     

Sur la nature des mélanines et la mélanogenèse

Résumé Des méthodes d'isolement se basant sur l'adsorption, ont permis d'isoler des mélanines des cheveux et des poils de plusieurs Mammifères. Ces pigments ont une partie protéique et un mélanoïde. Il semble très probable que ce soit essentiellement la partie protéique qui est différente selon la mélanine, selon la couleur des cheveux. Des analyses de quelques acides aminés de la partie protéique, ont été faites; ces analyses permettent la distinction de cette partie protéique et différente des kératines.Au schéma de la pigmentogenèse des mélanines des poils du lapin nous avons ajouté un présumable système final de réactions sur lequel interviennent les facteurs de coloration B/b et C/c.Travail réalisé dansl'Instituto de Antropologia et leLaboratório Químico de l'Université. Un résumé a été présenté au Congrès pour le Progrès des Sciences, Porto 1942. Le Fundo Sá Pinto de l'Université a contribué pour l'acquisition du matériel.     

Components of resistance to Aphis fabae in faba bean cultivars

An aphid rate of increase index was used as a comparative measure of antibiotic resistance to Aphis fabae Scopoli (Homoptera: Aphididae) in five faba bean cultivars. The index was measured over a range of bioassays in laboratory and field, with seedlings and older plants, with three different previous aphid hosts and with two different aphid clones. Antixenotic resistance was measured by recording host selection and acceptance of the same cultivars by alate aphids. Cultivars which were antibiotically resistant were also antixenotically resistant. Antibiotic, but not antixenotic resistance, was less effective in the field than in the laboratory. The resistance of cv. Herra was influenced by previous aphid host, aphid clone and plant age but the resistance of Line 14 was more stable. Honeydew production was measured; aphids on resistant cultivars produced less honeydew of lower amino acid concentration than those on susceptible cultivars.

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Résumé L'importance des composantes antibiotique et antixénotique de la résistance de la fève à A. fabae a été évaluée dans différentes conditions au champ et au laboratoire.Un indice de performance du puceron sur des cultivars témoins très voisins du taux intrinsèque d'accroissement naturel a été utilisé pour les mesures comparant la résistance antibiotique. La lignée 14 et le cv. Herra ont été les plus résistants des 5 cultivars examinés. La résistance antibiotique de 14 par comparaison avec les cultivars sensibles n'a pas été modifiée par l'âge de la plante, le clone de puceron ou les cultivars qu'avaient eu précédemment les pucerons dans des expériences de laboiratoire. La résistance de Herra était moins stable. Les différences entre résistances antibiotiques des cultivars était plus faible en champ où aucune différence significative dans les taux de multiplication des pucerons n'a été observée.L'antixénose a été évaluée au laboratoire en mesurant les taux d'installation des ailés sur les cultivars et les taux d'acceptation des ailés quand ils avaient été placés sur les cultivars. La résistance antixénotique a refleté la résistance antibiotique. L'antixénose reste efficace quand aucun cultivar sensible alternatif était disponible. Des observations sur des infestations précoces de pucerons sur parcelles ont laissé penser que l'antixénose était effective aux mêmes niveaux au champ et au laboratoire.Les pucerons s'alimentant sur des cultivars résistants ont produit moins de miellat avec une plus faible concentration en acides aminés.Ces résultats font penser que les efforts dans la sélection pour la résistance à A. fabae devraient être orientés vers l'antixénose pour laquelle un screening rapide en laboratoire pourrait être efficace.