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1.
Bioenergy production is driving modifications to native plant species for use as novel biofuel crops. Key aims are to increase crop growth rates and to enhance conversion efficiency by reducing biomass recalcitrance to digestion. However, selection for these biofuel‐valuable traits has potential to compromise plant defenses and alter interactions with pests and pathogens. Insect‐vectored plant viruses are of particular concern because perennial crops have potential to serve as virus reservoirs that influence regional disease dynamics. In this study, we examined relationships between growth rates and biomass recalcitrance in five switchgrass (Panicum virgatum) populations, ranging from near‐wildtype to highly selected cultivars, in a common garden trial. We measured biomass accumulation rates and assayed foliage for acid detergent lignin, neutral detergent fiber, in vitro neutral detergent fiber digestibility and in vitro true dry matter digestibility. We then evaluated relationships between these traits and susceptibility to a widely distributed group of aphid‐transmitted Poaceae viruses (Luteoviridae: Barley and cereal yellow dwarf viruses, B/CYDVs). Virus infection rates and prevalence were assayed with RT‐PCR in the common garden, in greenhouse inoculation trials, and in previously established switchgrass stands across a 300‐km transect in Michigan, USA. Aphid host preferences were quantified in a series of arena host choice tests with field‐grown foliage. Contrary to expectations, biomass accumulation rates and foliar digestibility were not strongly linked in switchgrass populations we examined, and largely represented two different trait axes. Natural B/CYDV prevalence in established switchgrass stands ranged from 0% to 28%. In experiments, susceptibility varied notably among switchgrass populations and was more strongly predicted by potential biomass accumulation rates than by foliar digestibility; highly selected, productive cultivars were most virus‐susceptible and most preferred by aphids. Evaluation and mitigation of virus susceptibility of new biofuel crops is recommended to avert possible unintended consequences of biofuel production on regional pathogen dynamics.  相似文献   
2.
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.
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.
  相似文献   
3.
利用开顶式熏气室研究了不同土壤水分条件下不同CO2 浓度对禾谷缢管蚜种群的影响 ,以期对未来大气CO2 浓度升高条件下不同降雨地区的小麦 蚜虫关系发展趋势做出初步预测 .结果表明 ,随CO2 浓度升高 ,禾谷缢管蚜种群持续增长 ,但以CO2 浓度从 35 0 μl·L-1上升到 5 5 0 μl·L-1时增长最快 ;禾谷缢管蚜种群大小与土壤水分密切相关 ,各CO2 浓度下均以 6 0 %土壤水分的最大 ;当CO2 浓度从 35 0 μl·L-1上升到 5 5 0 μl·L-1时 ,6 0 %土壤水分下的种群增长最快 ;当CO2 浓度从 5 5 0 μl·L-1上升到 70 0 μl·L-1时 ,6 0 %和 40 %土壤水分下的种群增长相近 ,且高于 80 %土壤水分下的增长 .据此可以认为 ,随大气CO2 浓度升高 ,禾谷缢管蚜种群会持续增长 ,从目前至下世纪中叶的时间内可能是蚜虫种群增长最快的阶段 ,特别在干旱、半干旱地区禾谷缢管蚜种群增长幅度较大、小麦受害较重 .  相似文献   
4.
三种玉米蚜虫种群的生态位分析   总被引:9,自引:1,他引:8  
对重庆市郊区1998~1999年春玉米上3种蚜虫种群的数量动态、生态位宽度和生态位重叠进行了系统的分析研究.结果表明,发生在春玉米上的玉米蚜(Rhopalosiphum maidis),禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)和麦长管蚜(Sitobion avenae)3种蚜虫混合种群的种群数量消长呈现出5月中下旬和6月下旬两个高峰;在生态位宽度上,Livens生态位宽度指数(Bi)分析表明,麦长管蚜表现出时间上的高度分化,玉米蚜表现出空间上的高度聚集特性,而禾谷缢管蚜的分化并不明显;在生态位重叠上,玉米蚜和禾谷缢管蚜的HturlbeIt生态位重叠指数(Lij)最高,玉米蚜和麦长管蚜次之,禾谷缢管蚜和麦长管蚜最小.在春玉米上发生的3种蚜虫中,玉米蚜具有较强的竞争优势.  相似文献   
5.
Maximum consumption rates were determined for two carabids, Bembidion lampros Herbst. and Pterostichus cupreus L., feeding on the cereal aphid Rhopalosiphum padi L. at different temperatures in the laboratory. Mean daily consumption increased with increasing temperature for both species, B. lampros consuming a maximum of 16 1–3 instar nymphs and 9 apterous adult aphids at 25°C. P. cupreus was particularly voracious and consumed 125 apterous adult R. padi per day at 20°C. The behaviour of both species was analysed by video filming starved beetles, maintained at different constant temperatures, in arenas sown with spring barley. The behavioural components (1) still; (2) run/walk; (3) search and (4) confrontation were identified and were common to both species. P. cupreus was more active over the temperature range tested; B. lampros was inactive under 10°C. The proportion of time spent searching, number of plants searched, and velocity increased with increasing temperature for both species. When observed in similar arenas seeded with R. padi colonies, individuals of P. cupreus significantly increased their time spent searching in arenas with increasing aphid density. Following discovery of an aphid colony, individuals climbed and searched the host plant and its nearest neighbours. Plants in aphid free arenas were rarely climbed. B. lampros was not observed climbing in either aphid free arenas or in arenas with increasing aphid densities, and did not significantly increase its time spent searching in response to increased prey density. The few B. lampros that found aphids caught them walking on the soil surface. The relative efficiences of these two carabids as predators of R. padi are discussed, and the results are compared with similar studies elsewhere with predators of Sitobion avenae on winter wheat.
Résumé Les taux maximum de consommation de R. padi L. à différentes températures ont été déterminés au laboratoire chez deux carabes, B. lampros Herbstet P. cupreus L. La consommation moyenne a augmenté avec la température chez les deux espèces, B. lampros consommant un maximum de 15,9 larves des stades 1 à 3 et 9,1 pucerons adultes aptères, à 25°C. P. cupreus a été particulièrement vorace et a consommé 125,3 adultes aptères par jour à 20°C. Le comportement des deux espèces a été observé en filmant en vidéo des carabes à jeun, maintenus à différentes températures constantes, dans des enceintes semées en orge de printemps. Des éléments du comportement, communs aux deux espèces, ont été définis: 1) immabilité, 2) marche et course, 3) recherche, 4) affrontement. P. cupreus a été plus actif à toutes les températures, B. lamprosa été inactif au-dessous de 10°C. La part de temps consacrée à la recherche, le nombre de plantes prospectées, et la vitesse ont augmenté avec la température chez les deux espèces. Dans des enceintes similaires colonisées par R. padi, P. cupreus a significativement augmenté le temps consacré à la recherche dans les enceintes, parallèlement à l'augmentation de la densité des pucerons. Après la découverte d'une colonie de pucerons, P. cupreus escalade et prospecte la plante et ses voisines immédiates; tandis que les plantes des enceintes sans pucerons sont rarement escaladées. B. lampros n'a pas été observé escaladant des plantes d'enceintes avec ou sans pucerons, et il n'a pas accru son temps de prospection en fonction de la densité de pucerons. Les quelques B. lampros qui ont capturé des pucerons l'ont fait lorsque ceux-ci marchaient sur la surface du sol. La discussion a porté sur l'efficacité relative des deux carabes comme prédateurs de R. padi, et les résultats ont été comparés à ceux d'études du même type, menées ailleurs, avec des prédateurs de Sitobion avenae sur blé d'hiver.
  相似文献   
6.
R. padi gynoparae settling in the canopy of the winter host, Prunus padus, tended to form aggregations. Differences in the degree of exposure to wind, sun, etc., did not satisfactorily explain the aggregated pattern observed. In laboratory experiments, aphids did not distinguish between leaves taken from nearby aggregations and leaves taken far away from aggregations. The results of laboratory olfactometer tests and field trapping studies indicate that R. padi gynoparae produce an aggregation pheromone. Thus the aggregated settling pattern of gynoparae of R. padi can best be explained as a response to an aggregation pheromone.  相似文献   
7.
1. Elevated CO2 can alter plant physiology and morphology, and these changes are expected to impact diet quality for insect herbivores. While the plastic responses of insect herbivores have been well studied, less is known about the propensity of insects to adapt to such changes. Genetic variation in insect responses to elevated CO2 and genetic interactions between insects and their host plants may exist and provide the necessary raw material for adaptation. 2. We used clonal lines of Rhopalosiphum padi (L.) aphids to examine genotype‐specific responses to elevated CO2. We used the host plant Schedonorus arundinaceus (tall fescue; Schreb), which is capable of asexual reproduction, to investigate host plant genotype‐specific effects and possible host plant‐by‐insect genotype interactions. The abundance and density of three R. padi genotypes on three tall fescue genotypes under three concentrations of CO2 (ambient, 700, and 1000 ppm) in a controlled greenhouse environment were examined. 3. Aphid abundance decreased in the 700 ppm CO2 concentration, but increased in the 1000 ppm concentration relative to ambient. The effect of CO2 on aphid density was dependent on host plant genotype; the density of aphids in high CO2 decreased for two plant genotypes but was unchanged in one. No interaction between aphid genotype and elevated CO2 was found, nor did we find significant genotype‐by‐genotype interactions. 4. This study suggests that the density of R. padi aphids feeding on tall fescue may decrease under elevated CO2 for some plant genotypes. The likely impact of genotype‐specific responses on future changes in the genetic structure of plant and insect populations is discussed.  相似文献   
8.
不同营养层次挥发物对燕麦蚜茧蜂寄主搜寻行为的影响   总被引:16,自引:7,他引:9  
“Y”型管嗅觉计及风洞测定试验明,小麦植株,麦长管蚜(Sitobion avenae),禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)对燕麦蚜蜂(Aphidius avenae)雌蜂的吸引作用较小,而有蚜植株及蚜害植株对其吸引作用较大,并以麦长管蚜有蚜植株的吸引作用最强,尽管该蜂对禾谷缢管蚜的寄生率极你,工作量 由其危害诱导产生的挥发性信息化僵物对该蜂仍具有较强的吸引作用,GC-MS鉴定结果表明,麦蚜取食诱导的挥发性信息化合物主要是2-莰烯,6-甲基-5-已烯-2-酮,顺-3-已酰酸酯有水杨酸甲酯,其中6-甲基-5-已烯-2-酮和6-甲基-5-已烯-2-醇对燕麦蚜划蜂的吸引作用最强,水杨酸酯无明显吸引作用。  相似文献   
9.
大气二氧化碳浓度变化对禾谷缢管蚜种群动态的影响   总被引:3,自引:0,他引:3  
张钧  杨惠敏等 《昆虫学报》2002,45(4):477-481
利用开顶式熏气室研究了大气CO2浓度和土壤水分对禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi (L.)种群动态的影响,并分析了禾谷缢管蚜密度与被处理小麦叶片化学成分的关系。结果表明:(1)禾谷缢管蚜种群密度随CO2浓度升高而持续增大并与土壤水分密切相关,各CO2浓度下均以60%田间持水量时的密度最大;(2)CO2和土壤水分对小麦叶片化学成分有明显的影响,麦叶水分、可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量随CO2浓度和土壤水分含量上升而增加,纤维素含量随CO2浓度上升而增加、随土壤水分含量上升而降低,单宁、丁布(DIMBOA)含量在CO2浓度为550 μl/L时最高,但单宁含量随土壤水分上升而增加,丁布含量在60%田间持水量时最低;(3)禾谷缢管蚜密度与叶片水分、可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量呈正相关,与丁布、单宁含量呈负相关。结论:在未来的气候条件下,随着CO2浓度升高禾谷缢管蚜种群可能会持续增长,这种增长在半干旱区更加突出。禾谷缢管蚜种群增长的原因之一是大气CO2和土壤水分条件改变了植物的化学成分构成。  相似文献   
10.
《环境昆虫学报》2014,(6):867-873
载体植物系统(Banker plant system, BPS)通过建立自然天敌的自我维持机制以持续控制田间及保护地害虫。本研究分别以玉米蚜Rhopalosiphum maidis (Fitch)和小麦Triticum aestivum L.作为替代猎物和载体植物,构建龟纹瓢虫Propylaea japonica (Thunberg)载体植物系统防控桃蚜Myzus persicae (Sulzer),通过正交试验设计优化该载体植物系统中各因子的组合,并对该系统繁殖的龟纹瓢虫对玉米蚜和目标害虫桃蚜的取食选择性进行研究。结果显示,龟纹瓢虫成虫获得量最大的组合是小麦播种后第四天接蚜720头,待蚜虫扩繁5天后,投入龟纹瓢虫初孵幼虫30头。取食选择性试验结果表明小麦载体植物扩繁的龟纹瓢虫对靶标害虫桃蚜具有良好的捕食作用。  相似文献   
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