The artificial feeding of phosphamidon to Myzus persicae

Three strains of Myzus persicae have been fed on liquid media through parafilm membranes and compared on the basis of their survival and fecundity. The uptake of one strain (the Dutch) is limited by the fact that this aphid adapts very badly to artificial membranes, whereas one of the important limiting factors on uptake by the other two strains appears to be the composition of the diet. These two strains (light and dark) show no significant difference in their LC₅₀ values for phosphamidon in artificial diet, in contrast to results previously obtained on sugar solutions. The presence of phosphamidon caused an immediate reduction in the uptake of the light strain, but this effect was delayed in the dark strain, becoming evident 48 hours after these aphids were transferred to non-toxic diets. Some evidence is given which suggests an increased rate of reproduction for aphids which imbibe sub-lethal doses of phosphamidon.

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Zusammenfassung Drei Stämme von Myzus persicae wurden durch Parafilm-Membranen mit Nährlösungen gefüttert und auf Grund ihrer Überlebensrate und Fruchtbarkeit verglichen. Die Nahrungsaufnahme des einen Stammes (des holländischen) ist dadurch beschränkt, daß sich diese Blattläuse sehr schlecht an künstliche Membranen gewöhnen, während einer der wichtigsten begrenzenden Faktoren für die Nahrungsaufnahme bei den beiden anderen Stämmen die Zusammensetzung der künstlicher Diät zu sein scheint. Diese zwei Stämme (der helle und der dunkle) zeigen bei künstlicher Diät keinen signifikanten Unterschied in ihren LD₅₀-Werten, im Gegensatz zu früher mit Zuckerlösungen erhaltenen Ergebnissen. Wenn die Blattläuse nach Fütterung an Phosphamidon-haltigen Lösungen auf nichtgiftige Diäten übertragen wurden, war ihre Nahrungsaufnahme signifikant niedriger als bei Läusen, die ununterbrochen auf nichtgiftiger Diät gehalten wurden. Es ergaben sich einige Hinweise, die vermuten lassen, daß die Reproduktionsrate bei Läusen, welche subletale Dosen von Phosphamidon aufnehmen, erhöht ist.

     

Functional significance of the alarm pheromone composition in various morphs of the green peach aphid, Myzus persicae

Three isomers of farnesene occur in the siphon excretions of at least four aphid species: the siphon excretions of Myzus persicae contain (E)--farnesene, as well as (Z,E)--farnesene. The significance of (E)--farnesene as an alarm pheromone was evaluated by the investigation of the ratios and quantities of the above-mentioned farnesene isomers in various morphs of Myzus persicae (Sulz.). It is suggested that a relationship exists between the production of farnesene isomers and the occurrence of morphs.

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Zusammenfassung Es ist bekannt, dass drei Isomere des Farnesens in der Siphonensekret von wenigstens vier Blattläusmorphen vorkommen. So enthielt zum Beispiel das Siphonensekret bei Myzus persicae (E)--, (Z,E)-- und (E,E)--Farnesen. Um die Bedeutung des (E)--Farnesens zu ermitteln, haben wir die Mengen und Verhältnisse der Farnesenisomere in verschiedenen Morphen von Myzus persicae bestimmt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Beziehung zwischen der Produktion von Farnesenisomeren und der Bildung der Morphe in dieser Blattläus besteht.

     

Discriminative behavioral responses by aphids to various plant matrix polysaccharides

Three species of aphids, Schizaphis graminum (Rondani) (the greenbug), Acyrthosiphon pisum (Harris) (the pea aphid) and Myzus persicae (Sulzer) (the green peach aphid), showed significantly different behavioral responses to various plant mono- or polysaccharides incorporated within thin (<200 m) films of agar overlaying artificial diets. Thirteen polysaccharides (i.e.: polygalacturonic acid, low methoxy pectin, high methoxy pectin, arabinogalactan, xylan, galactan, cellulose, starch, amylose, laminarin, dextran, 2,3-diacetyl pectin and trifluoroacetyl pectin) and 5 monosaccharides (arabinose, xylose, galactose, glucose and galacturonic acid) were tested in paired choices against a control overlay containing only agar. Glucose, dextran and laminarin were the only compounds that all three species of aphids responded to similarly (viz., glucose stimulated, dextran had no effect and laminarin deterred ingestion of underlying diets). None of the aphids exhibited negative responses to the monosaccharides tested. These monosaccharides either had no significant effect or were stimulatory. The polysaccharides tested induced a variation of unaltered, stimulatory or inhibitory behavioral responses in the 3 species of aphids. The behavioral responses of both greenbugs and pea aphids, which are oligophagous, were significantly affected by 6 out of 7 plant matrix polysaccharides tested. Feeding behavior by green peach aphids was affected by only one of these polysaccharides.Electronic monitoring of aphid probing showed that aphids salivated in and test probed the overlays prior to inserting their stylets into and ingesting from the underlying diets. Recorded responses of aphids probing overlays containing inhibitory polysaccharides resembled the recorded behavioral responses of aphids on resistant or nonhost plants (i.e., numerous short probes with either a lack of or a prolonged period prior to ingestion). The differential behavioral responses of the aphids to the various polysaccharides supports the view that plant matrix polysaccharides play a role in the chemical basis of aphid — plant interactions.

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Zusammenfassung Drei Blattlausarten, Schizaphis graminum, Acyrthosiphon pisum and Myzus persicae, zeigten deutliche Unterschiede in ihrem Probeverhalten auf künstlichen Nährmedien, die mit dünnen (<200 m), verschiedene Mono- und Polysaccharide enthaltenden Agarschichten bedeckt waren.Die in den Agarschichten enthaltenen Monosaccharide bewirkten bei allen drei Arten eine deutliche Steigerung des Probeverhaltens. Im Gegensatz dazu war der Einfluss der Polysaccharide von Art zu Art verschieden. Sechs von sieben getesteten pflanzlichen Matrixpolysacchariden beeinflussten deutlich das Probeverhalten von Schizaphis graminum und Acyrthosiphon pisum. Im Gegensatz dazu wurde das Probeverhalten von Myzus persicae nur von einem der untersuchten Polysaccharide beeinflusst. Die Zahl der Wirtspflanzen für Schizaphis graminum und Acyrthosiphon pisum ist relativ klein im Vergleich zu der von Myzus persicae. Dies ist möglicherweise darauf zurückzuführen, daß die Fähigkeit, chemosensorisch zwischen pflanzlichen Matrixpolysacchariden zu unterscheiden, bei Myzus persicae weniger stark ausgeprägt ist.Elektronische Registrierung des Probeverhaltens zeigte, daß Schizaphis graminum vor der Aufnahme der künstlichen Nährmedien zunächst die darüber liegenden Agarschichten testete. Dies geschah durch Einstechen des Stiletts in die Agarschicht, Absonderung von Speichel, Aufsaugen der verflüssigten Matrix und auschliessendes Wiederausstoßen.Das Probeverhalten von Schizaphis graminum auf Trifluoroacetylpektin, welches eine Aufnahme der darunter liegenden Nährstoffe verhinderte, war vergleichbar zu dem Probeverhalten von Schizaphis Graminum auf resistenten oder Nichtwirtspflanzen. Andererseits glich das Probeverhalten von Schizaphis graminum stark methyliertem Pektin, welche die Nährstoffaufnahme steigerte, dem auf natürlichen Wirtspflanzen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, daß pflanzliche Matrixpolysaccharide für die Wechselwirkung zwischen Blattläusen und Pflanzen keine chemisch inerten Komponenten darstellen. Der unterschiedliche Einfluss der pflanzlichen Matrixpolysaccharide auf die verschiedenen Blattlausarten zeigt, daß diese pflanzlichen Biopolymere eine entscheidene Rolle bei der Erkennung von Wirtspflanzen durch Blattläuse spielen könnten.Darüberhinaus zeigt das extrem unterschiedliche Probeverhalten von Schizaphis graminum auf Trifluoroacetyl- bzw. stark methyliertem Pektin, daß selbst geringe Änderungen in den chemischen Eigenschaften dieser Komponenten das Probeverhalten von Blattläusen deutlich beeinflussen können.

     

Plant resistance to Myzus persicae induced by a plant regulator and measured by aphid relative growth rate

Myzus persicae showed a reduced relative growth rate on plants given soil drenches of 1% CCC (a plant growth retardant), and a greater reduction when CCC was applied as a foliar spray. The use of the relative growth rate of aphids as a convenient measure of their performance in relation to plant resistance is discussed.

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Zusammenfassung Die Resistenz von Kohlpflanzen, die mit 1% CCC (einem Regulator des Pflanzenwachstums) behandelt worden waren, gegen Myzus persicae wurde mit Hilfe des Wachstumsquotienten der Blattläuse (g/g/Tag) gemessen. Diese Methode arbeitet rasch und ergibt eine ziemlich geringe Variabilität. Der Maßstab scheint sinnvoll und ziemlich empfindlich zu sein.Mit CCC gedüngte Pflanzen zeigten stets eine ziemlich starke Verminderung des Wachstumsquotienten von Myzus persicae. Wurde CCC auf die Pflanzen aufgesprüht, so ergab sich ein noch geringerer Wachstumsquotient der Blattläuse.

     

Gustatory discrimination between liquids by the aphidMyzus persicae (Sulzer)

The relative acceptability of different fluids toMyzus persicae (Sulzer) was compared using simple choice-chambers in which the aphids had equal access to two fluids via a membrane of stretched Parafilm M^(R). Sucrose solutions were markedly preferred to water. Sucrose solutions containing a mixture of 6 L amino acids (asparagine, leucine, lysine, methionine, threonine and valine, each at 0.1%) were considerably more acceptable than a solution of sucrose only. A solution of the amino acids alone was not discriminated from water. Solutions containing 0.1% neutral red were less acceptable than those without this dye. The results indicate the applicability of the method for rapidly demonstrating the effects of stimulatory and inhibitory substances.

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Unterscheidung von gelösten stoffen durchMyzus persicae (Sulzer) am geschmack

Zusammenfassung Der relative Annahme-(=Geschmacks-)-Wert verschiedener Flüssigkeiten fürMyzus persicae (Sulzer) wurde in kleinen Wahlkammern vergleichend festgestellt, wobei die Läuse durch eine ausgespannte Parafilm-M^(R)-Membran hindurch gleichen Zugang zu zwei (oder mehr) Flüssigkeitstropfen hatten; diese waren jeweils mit einem Deckglas abgedeckt.Ermittelt wurde im Verlauf von 6 Stunden 6–8 mal die Zahl der unter den verschiedenen Flüssigkeiten festsitzenden Tiere (je 10 mal 10 für einen Vergleichswert). Unterschiede entstanden demnach durch verschieden langes Proben oder Saugen, was auf Geschmacksreize zurückzuführen war.Eine unterschiedliche Tendenz zeigte sich oft schon nach wenigen Minuten, statistisch zu sichern waren Unterschiede manchmal schon nach 15 Minuten, in anderen Fällen erst nach 3–4 Stunden.Eindeutig bevorzugt wurden 10–20% ige Saccharoselösungen (40% ige weniger) vor Wasser. Noch stärker war die Unterscheidung einer Lösung von Saccharose mit 6 L Aminosäuren (Asparagin, Leucin, Lysin, Methionin, Threonin und Valin, je 0,1%) im Vergleich zu Wasser oder zu Saccharoselösung allein. Gleiche Ergebnisse wurden bei eingestelltem pH-Wert (6,6; 6,8 oder 7,0) erzielt. Auffallenderweise wurden die 6 Aminosäuren allein, ohne Saccharose, vor Wasser nicht bevorzugt.Einzelne Aminosäuren in gleicher (0,1%) oder 6 facher (0,6%) Konzentration mit Saccharose hatten schwachen, keinen oder gegensätzlichen Effekt. Es muss sich demnach bei der Mischung der 6 Aminosäuren plus Saccharose um eine synergistische Wirkung von Zucker und mehreren Aminosäuren handeln.Eine routinemässig verwendete Diät wurde vor Saccharose bevorzugt. Dieselbe Diät ohne ihren Saccharoseanteil war dagegen sogar ungünstiger als Wasser, weshalb auf abschreckende Stoffe in ihr geschlossen wird.Wässrige Lösungen von Neutralrot (0,1%) mit und ohne Saccharose wurden weniger angenommen als Wasser bzw. Saccharose allein; Neutralrot wirkt also abschreckend.Die Ergebnisse zeigen die Brauchbarkeit der Methode, um rasch den positiven oder negativen Geschmackswert einer Substanz zu ermitteln. Sie beweisen zugleich, dass ein Gemisch von Aminosäuren für die polyphageMyzus persicae nicht nur Nährwert, sondern — in Kombination mit Saccharose — hohen Geschmackswert besitzen kann.

     

Alkaloid secretion by trichomes of Nicotiana species and resistance to aphids

Alkaloids are secreted by trichomes of the seven Nicotiana species tested. Nicotine, the major alkaloid constituent, was identified in the secretions from all species and anabasine, and probably nornicotine, from two species. Aphids are killed by contact with these secretions, and resistance to the green peach aphid, Myzus persicae, results from this mortality.

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Zusammenfassung Verschiedene Nicotiana-Arten sind hochresistent gegen die Grüne Pfirsichlaus, Myzus persicae. Diese Resistenz beruht auf der Berührung der Blattläuse mit giftigen Alkaloiden, die von den Trichomen dieser Pflanzen abgesondert werden. Zur Identifizierung dieser Alkaloide wurden Papier- und Dünnschichtchromatographie sowie Ultraviolett-Absorptionsspektra benutzt. In den Trichom-Sekreten aller geprüften Arten wurde Nikotin nachgewiesen, auch bei resistenten und anfälligen Tabakzuchtsorten. In den Sekreten zweier hochresistenter Arten ließ sich Anabasin und mit Wahrscheinlichkeit auch Nornikotin nachweisen.Es bestanden zwar große quantitative Unterschiede zwischen den Alkaloidkonzentrationen in den Sekreten von Wildarten und den Sekreten von stärker anfälligen Tabakpflanzen, aber es konnten keine klaren Korrelationen zwischen den Alkaloidkonzentrationen und der Resistenz bei anfälligen und resistenten Tabakzuchtlinien nachgewiesen werden. Jedoch könnten geringe, aber signifikante Unterschiede bestehen, die aber infolge der angewandten Sekret-Sammelmethodik nicht erfaßt werden konnten. In Perioden besonderer Beanspruchung der Aphiden (stress) könnten sie zur Wirkung kommen und zu großen Unterschieden im Überleben der Blattläuse führen.

     

Wing production by grouped and isolated apterae of the aphid Myzus persicae on artificial diet

Single and groups of plant-reared adult apterous Myzus persicae were transferred to an artificial diet and the progeny produced on subsequent days raised in groups on the diet. An enhancement in alata-production in response to interactions between the adult aphids was recorded. This would not have occurred or have been as marked if seedling hostplants (radish or mustard) had been used as larviposition and larval rearing substrates.Crowding the adult aphids at different densities and for various periods showed that relatively few contacts between them promote an increase in alata-production. Such increases are maintained for several days after the period of crowding.Isolated adults did not produce exclusively apterous progeny and their alata-production moreover increased to 80–90% after about a week on the diet despite the fact they were isolated from their progeny on a daily basis.

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Zusammenfassung Entweder in Gruppen oder einzeln auf Rettichkeimlingen herangezogene adulte Aptere von Myzus persicae wurden für die Experimente an eine künstliche Diät gesetzt und ihre täglich entnommenen Nachkommen gruppenweise mit dieser Diãt aufgezogen.Als sofortige Reaktion auf die Vereinzelung war eine Steigerung der Apteren-Produktion festzustellen. Als Reaktion auf zeitweiser Gruppierung erhöhte sich mit der Dauer dieses Vorganges die Geflügeltenzahl. Die Erhöhung ließ sich über einige Tage nachweisen.Gruppierungsexperimente mit verschiedener Anzahl von Adulten oder für verschieden lange Perioden zeigten, daß schon relativ wenige Kontakte eine Alaten-Produktion förderten.Isolierte Adulte brachten nicht ausschließlich ungeflügelte Nachkommen hervor und ihre Geflügelten-Produktion stieg nach einer Woche Aufenthalt auf der künstlichen Diät darüber hinaus auf 80–90% an, auch wenn sie tãglich von ihrer Nachkommenschaft getrennt wurden.

     

Autoradiography: A sensitive method in dispersal studies with Adoxophyes orana (Lepidoptera: Tortricidae)

By mixing ²²Na and ³²P in artificial diets the adults of A. orana and their subsequent stages were labelled to study their dispersal. The sensitivity of a Geiger-Müller tube and of autoradiography were compared. The latter method was about 70 times more sensitive under our experimental conditions and was therefore preferredto detect the radioactivity in the insects recaptured during the release experiments. As well as the great sensitivity to beta rays of all energies, autoradiography has the advantage that it can be used where little scientific equipment is available. ³²P was a suitable source of radioactivity. The radioactivity of spermatophores and eggclusters of parents labelled with it could be demonstrated easily. In spite of the short half life of ³²P, it was possible to detect radioactivity in a spermatophore extracted from a second generation female, even when modest doses of isotope (200 Ci/800 ml diet) had been used to label the first generation.Field experiments showed that isotopes could be used to show the distance of primary and secondary dispersal of A. orana.

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Zusammenfassung Zur Untersuchung ihrer Ausbreitung wurden erwachsene Adoxophyes orana und ihre Folgegeneration durch Beimischung von ²²Na und ³²P zu künstlichen Diäten der Raupen markiert. Die Empfindlichkeit eines Geiger-Müller-Zählers und der Autoradiographie wurden verglichen. Die letztgenannte Methode erwies sich unter unseren Versuchsbedingungen als 70mal sensitiver und wurde deshalb zum Nachweis der Radioaktivität von Insekten bevorzugt, die bei Freilassungsexperimenten wiedergefangen wurden. Neben der großen Empfindlichkeit gegenüber -Strahlen aller Energiebereiche hat die Autoradiographie den Vorteil, daß sie auch dort benutzt werden kann, wo nur geringe wissenschaftliche Ausrüstung verfügbar ist. ³²P war dafür geeignetes radioaktives Material. Die Radioaktivität der Spermatophoren und Eigelege der mit ³²P markierten Falter konnte leicht nachgewiesen werden. Trotz der kurzen Halbwertszeit von ³²P war es möglich, die Radioaktivität in einer Spermatophore nachzuweisen, die aus einem Weibchen der zweiten Generation entnommen wurde, selbst wenn nur mäßige Dosen des Isotops (200 Ci/800 ml Diät) benutzt worden waren, um die erste Generation zu markieren.Feldversuche zeigten, daß die Isotope dafür benutzt werden können, die Entfernung der primären und sekundären Dispersion von A. orana nachzuweisen.

     

Ein Abwanderungskasten fürMyzus persicae Sulzer zur Vereinfachung der Feststellung der Blattrollvirusresistenz von Kartoffelzuchtmaterial im Laboratorium

Zusammenfassung Die Untersuchung ungeflügelter Pfirsichblattläuse (Myzus persicae) verschiedener Entwicklungsstadien zeigte, daß diese nach einer gewissen Hungerzeit und durch Lichtbehandlung phototaktisch gestimmt werden. In dieser Umstimmung addieren sich Licht und Hunger in ihrer Wirkung. Haben die Blattläuse die Möglichkeit, bei der Wanderung zwischen verschiedenen Lichtintensitäten zu wählen, bevorzugt der größte Teil der Blattläuse höhere Lichtintensitäten, wobei aber nicht die höchste Lichtintensität die größte Anziehung auf die Blattläuse ausübt. Glühfadenlicht, dessen Spektrum durch Filtrierung verändert wurde, wird in der Reihenfolge zunehmenden Transmissionsgrades der Filter für kurzwelliges Licht bevorzugt.Das phototaktische Verhalten der Blattläuse wurde als Grundlage für die Schaffung eines Abwanderungskastens zur einfachen Dosierung der Blattläuse bei Blattrollvirusinfektionen im Rahmen der Prüfung auf Blattrollvirusresistenz von Kartoffelzuchtmaterial im Labor benutzt. Der Abwanderungskasten und die Arbeit damit werden beschrieben.Mit 10 AbbildungenHerrn Prof. Dr.R. Schick zum 60. Geburtstag gewidmet.     

The artificial feeding of phosphamidon to Myzus persicae: II. The effects of phosphamidon on liquid uptake through a parafilm membrane

Studies on liquid uptake through a parafilm membrane showed a direct correlation between time and the amount of liquid taken up by the aphids. The addition of phosphamidon to the diet disrupted this correlation. The dark strain of M. persicae had a significantly higher LT₅₀ value than the light strain, no value being calculable for the Dutch strain. A method is described whereby quantitative evaluations of diet acceptability can be made using the LT₅₀ values and an example using 0.1% neutral red is quoted. Choice chamber experiments showed that the light strain of M. persicae preferentially avoids diets containing phosphamidon in favour of diets lacking phosphamidon, the presence of the insecticide in the diet greatly increasing the number of abortive probes made.

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Zusammenfassung Der Einfluß der Zeit auf die Flüssigkeitsaufnahme durch eine Parafilm-Membran zeigte eine direkte Korrelation zwischen der Zeit und der Flüssigkeitsmenge, die von den Aphiden aufgenommen wurde. Der Zusatz von Phosphamidon zur Diät zerstört diese Beziehung. Der dunkle Stamm von Myzus persicae hat eine signifikant höhere LD 50 als der helle Stamm; für den holländischen Stamm konnte kein Wert errechnet werden. Es wird eine Methode beschrieben, mit der unter Benutzung der LD 50-Werte quantitative Wertungen der Nahrungsannehmbarkeit ausgeführt werden können, und ein Beispiel mit Benutzung der Neutralrot-Methode angeführt. Wahlkammerversuche ergaben, daß der helle Stamm von Myzus persicae bevorzugt Diäten ablehnt, die Phosphamidon enthalten, zugunsten solcher, denen Phosphamidon fehlt; wobei die Gegenwart des Insektizids in der Nahrung die Anzahl der ablehnenden Probestiche erhöht.

     

Plant Proteinase inhibitors: A defense against herbivorous insects?

Using the tomato plant, Lycopersicon esculentum L., and the beet armyworm, Spodoptera exigua (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae), we have demonstrated that insect herbivory induces a rapid decline in plant quality. This decline in plant quality manifests itself by a highly significant reduction in rate of larval growth on a medium containing foliage from insect-damaged as opposed to undamaged tomato plants. The induction of tomato proteinase inhibitors, as a result of larval feeding, is invoked as a factor that systemically reduces leaf quality.

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Zusammenfassung Eine zentrale Theorie in der Erforschung von Insekten-Wirtspflanzen-Wechselbeziehungen ist, dass sich bestimmte natürlich vorkommende Pflanzeninhaltsstoffe in Pflanzen zur Abwehr herbivorer Insekten und anderer Parasiten entwickelt haben. Zur Zeit herrschende Überlegungen beinhalten auch das Konzept, dass herbivore Insekten das Potential besitzen, Veränderungen in der Abwehrund/oder Nahrungsqualität von Wirtspflanzen hervorzurufen, die den herbivoren Insekten schaden. Gegenwärtig is nur wenig über die Ursachen dieser von Insekten induzierten Veränderungen der Wirtspflanzenqualität bekannt. Jedoch werden häufig unterschiedliche Gehalte der Pflanzen an Phenolderivaten, Protein und/oder Proteinaseinhibitoren mit den Abwehrmechanismen in Zusammenhang gebracht. Diese Arbeit untersucht das Potential von Pflanzenproteinaseinhibitoren, als induzierbare Abwehr gegen herbivore Noctuidenlarven zu wirken.Tomatenpflanzen enthalten Proteinaseinhibitoren (PIs), die durch Verletzen der Pflanze induziert werden. Es besteht die Hypothese, dass diese Synthese von PIs einen Abwehrmechanismus gegen blattfressende Insekten darstellt. Diese Hypothese ist niemals angemessen in planta getestet worden und wird von uns anhand von Spodoptera exigua und Tomatenpflanzen, Lycopersicon esculentum, getestet.Wieterhin sollte festgestellt werden, ob eine Beziehung zwischen der PI-Konzentration im Blatt und dem Wachstum von Blattmaterial fressenden Larven besteht. Anstelle lebender Pflanzen wurde dazu eine feste, Blattmaterial enthaltende Diät (15% gefriergetrocknetes Blattmaterial angemischt in Agarlösung und Sorbinsäure) benutzt, was die Verwending einer unverletzten Kontrolle ermöglichte. Diese künstliche Diät wurde S. exigua angeboten. Die Ergebnisse des Fütterungsversuches (Fig. 2) zeigen, dass eine signifikante inverse Beziehung (r²=0.81, p=0.05) zwischen der PI-Konzentration im Blattgewebe und den mittleren Gewichten von Larven von S. exigua besteht. Nicht dargestellt ist die nicht signifikante Korrelation zwischen mittlerem Gewicht der Larven und den Gehalten an Blattprotein (r²=0.47, p>0.25) und Phenolderivaten (r²=0.50, p=0.25).Diese Ergebnisse veranlassen uns zu dem Rückschluss, dass Tomatenproteinaseinhibitoren als systemisch induzierbare antibiotische chemische Abwehr gegen herbivore Insekten wie Noctuidenlarven anzusehen sind, und dass PIs einen Faktor darstellen, der zur systemischen Reduktion der Blattqualität von Tomaten führt.

     

Effects of dietary amino acids on the feeding rate of the aphid Myzus persicae

An investigation was made of the uptake by larval M. persicae of artificial diets from which each of the 20 dietary amino acids was individually omitted, or in the case of methionine, incorporated at different concentrations. Uptake was determined by measuring the weight losses of sachets containing the diets, during 2 consecutive 24-hour periods in which groups of 50, 5–6 day-old larvae were allowed to feed on the sachets. The omission of methionine reduced uptake by about 50%. Reductions of 15–33% were recorded for diets lacking cysteine or histidine. The individual omission of the other dietary amino acids had little or no effect on uptake. A progressive increase in uptake was associated with an increase in methionine concentration from zero to 40 mg/100 ml. No further increase or decrease in uptake was observed when the methionine concentration was progressively increased to 320 mg/100 ml.

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Zusammenfassung Es wurde eine Untersuchung über die Aufnahme künstlicher Diäten durch Myzus persicae-Larven durchgeführt, wobei jeweils eine der 20 in der Diät befindlichen Aminosäuren weggelassen oder, im Falle des Methionins, in verschiedenen Konzentrationen beigefügt war. Die Nahrungsaufnahme wurde am Gewichtsverlust der Parafilm-Täschchen gemessen, welche die Diät enthielten; und zwar in 2 aufeinanderfolgenden 24-stüdigen Perioden, während der Gruppen von 50 fünf bis sechs Tage alten Larven an ihnen saugen konnten. Das Weglassen von Methionin senkte die Aufnahmerate um etwa 50%. Rückgang von 15 bis 33% wurde bei Diäten festgestellt, denen Cystein oder Histidin fehlte. Das Fehlen einzelner der anderen in der Diät befindlichen Aminosäuren hatte keine oder nur geringe Wirkung auf die Aufnahme. Ein zunehmender Anstieg der Nahrungsaufnahme war mit der Steigerung der Methionin-Konzentration von 0 auf 40 mg/100 ml verbunden. Wenn die Methionin-Konzentration weiter bis auf 320 mg/100 ml gesteigert wurde, fand keine weitere Zunahme oder Senkung der Aufnahmerate statt.

     

Probing by aphids in the leaf tissues of resistant and susceptible sugar beet

The probing of Aphis fabae and Myzus persicae in the leaves of sugar beet with inherited resistance or susceptibility to aphids was studied by microscopic examination of samples of whole leaves, prepared after 48 h exposure to adult aphids at approximately three aphids cm^-2.The density of saliva stylet-sheaths left by the aphids (cm^-2) and the proportion reaching phloem differed between sugar beet stocks and were inversely associated. Differences in resistance between stocks could not, however, be related directly to either. All beet stocks examined were probed freely. Seasonal differences in sugar beet grown in the glasshouse affected the proportion of sheaths reaching the phloem, but the differences between beet stocks were similar at all times.The densities of sheaths left by different clones of M. persicae corresponded with the aphids' response to sugar beet as a host plant. Among aphid clones which readily colonize sugar beet, the densities of stylet sheaths which reached phloem suggested that the adults of both A. fabae and M. persicae gained sufficient access to sieve tubes to satisfy their nutritional needs. The phloem of sugar beet from the glasshouse was always within the estimated maximum depth to which the aphids probe; but, in leaves from the field, it appeared that the phloem might be inaccessible to young M. persicae in the sugar beet crop during late summer.

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Zusammenfassung Das Proben von Aphis fabae und Myzus persicae in Blättern von Zuckerrüben mit erblicher Blattlausresistenz bzw.-anfälligkeit wurde untersucht durch mikroskopische Durchmusterung von Speichelscheiden in Proben von ganzen Blatt. Rübenblätter wurden mit genähert drei adulten Läusen cm^-2 besetzt und nach 48 Stunden quergeschnittene Streifen der Blätter in Alkohol fixiert, gefärbt und mit der Unterseite nach oben auf Objektträgern eingeschlossen.23890 Speichelscheiden wurden registriert. Die Dichte der Scheiden von M. persicae (cm^-2) und der Anteil der das Phloem erreichenden Scheiden (SRP) unterschieden sich signifikant zwischen den Rübenstämmen. Bei A. fabae ergaben sich entsprechende, aber nicht gesicherte Unterschiede. Scheidendichte und Prozentsatz SRP waren gegenläufig, zwei Rübenstämme zeigten eine hohe Scheidendichte, zwei andere hatten weniger Scheiden, aber einen höheren Prozentsatz SRP. Diese Gruppierung der Stämme korrespondierte aber nicht mit ihrer Blattlausresistenz. Aus der Scheidendichte ergab sich, dass M. persicae und A. fabae auf allen geprüften Rübenstämmen, resistenten und anfälligen, unbehindert probten, so dass jede Laus das Phloem durchschnittlich etwa viermal am Tag erreichte. Ein Klon von M. persicae, der sich an Rüben nicht entwickelt, hinterliess weniger Scheiden in den Blättern aller Stämme.Der Anteil von SRP war bei Prüfungen im März grösser als im November. Dieser Unterschied war besonders deutlich bei Scheiden von Larven, die im übrigen zu allen Zeiten das Phloem weniger oft erreichten als ihre Eltern. Messungen des Abstandes von der unteren Blattfläche zum Phloem ergaben, dass das Phloem den Läusen in Gewächshaus-Zuckerrüben immer zugänglich war. M. persicae-Larven konnten jedoch in Blättern von Freilandrüben das Phloem nicht erreichen.

     

Effect of protein type and quantity on growth and development of larval Heliothis zea and Spodoptera exigua and the endoparasitoid Hyposoter exiguae

Based on the use of casein, soy protein, and corn gluten in artificial diets, we show that larval growth of Heliothis zea (Boddie) and Spodoptera exigua (Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae) is significantly reduced both by a deficit and surfeit of dietary protein. The optimal level of protein varies with protein type. Similar protein treatments were also used to examine the influence of host diet on growth and development of the endoparasitoid Hyposoter exiguae (Viereck) (Hymenoptera: Ichneumonidae). Dietary protein regimens reducing host larval growth to the greatest extent are most stressful to the parasitoid, irrespective of protein type. Parasitoid growth appeared to be regulated by the nutritional status of the host. The parasitoid required the host to reach ca 20 mg before it could successfully complete its larval development and pupate. This suggests that host hormones may also be involved in parasitoid development. The implications of these findings for theory of tritrophic interactions are discussed.

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Zusammenfassung Mit Hilfe des Gebrauchs von Kasein, Sojaprotein und Maisgluten in künstlicher Diät zeigen wir, dass das Wachstum der Larven von Heliothis zea (Boddie) und Spodoptera exigua (Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae) signifikant reduziert ist durch Defizit oder Überschuss von Protein in der Diät. Der optimale Proteingehalt hängt von der Proteinart ab. Ähnliche Proteindiäten wurden auch benutzt, um den Einfluss von Wirtsdiät auf Wachstum und Entwicklung des Endoparasiten Hyposoter exiguae (Viereck) (Hymenoptera: Icheneumonidae) zu untersuchen. Diejenigen Proteingehaltsstufen, die das Larvenwachstum des Wirts zum grössten Ausmass reduzieren, produzieren den grössten Stress für den Parasiten, unabhängig von der Proteinart. Das Wachstum des Parasiten scheint durch den Ernährungszustand des Wirtes reguliert zu werden. Für die erfolgreiche Larvenentwicklung und Verpuppung des Parasiten war ein Gewicht des Wirtes von ca. 20 mg Voraussetzung. Das deutet auf die Möglichkeit hin, dass Wirtshormone für die Entwicklung des Parasiten eine Rolle spielen können. Schlussfolgerungen aus diesen Ergebnissen für die Theorie tritrophischer Wechselbeziehungen werden diskutiert.

     

Effect of amino acid and sugar concentrations on the food uptake of the aphid Myzus persicae

A difference weighing method applied to sachets of diet on which groups of 40–50 larval Myzus persicae (Sulzer) were allowed to feed for 24 hours gave information on the absolute and relative uptake of different diets in terms of the fluid volume of diet and the amounts of nutrients taken up per aphid per day.The diets tested were in a sucrose concentration series ranging from 0–40% with a 2.4% amino acid level common to the series, and in an amino acid series ranging from 0–4.8% total amino acids with 15% sucrose common to the series. Uptake was found to be markedly affected both by the level of sucrose and by the overall level of the 20 dietary amino acids.Fluid uptake was poor or non-existent on diets having low sucrose (<5%) or low total amino acid (<1%) concentrations. For sucrose, an optimal range of 10–20% was indicated with a progressive decline in fluid uptake with concentrations above 20%. For amino acids, fluid uptake increased with dietary concentrations up to 3% and then decreased slightly.The results are related to growth rates of M. persicae larvae on diets of similar composition, and the ecological significance of the findings is discussed.

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Zusammenfassung Durch Gewichtsverlustbestimmung von Nährlösungssäckchen, an denen Gruppen von 40–50 Myzus persicae-Larven 24 Stunden lang saugen konnten, ließ sich die absolute und relative Aufnahme verschiedener Diäten feststellen, ausgedrückt in dem Betrag des Flüssigkeitsvolumens der Nahrung und damit der Menge an Nährstoffen, die pro Tag und Blattlaus aufgenommen wurden.Die geprüften Diäten enthielten in der einen Serie bei gleichbleibendem Aminosäurespiegel von 2,4% Rohrzuckerkonzentrationen zwischen 0 und 40%, in einer anderen Serie bei konstantem Rohrzuckergehalt von 15% Gesamtaminosäurekonzentrationen von 0 bis 4,8%. Die Nahrungsaufnahme erwies sich als merklich beeinflußt sowohl von der Rohrzuckerkonzentration wie von der Gesamtkonzentration der 20 diätischen Aminosäuren.Die Flüssigkeitsaufnahme war gering oder unterblieb völlig bei Diäten mit niedrigen Rohrzucker-(<5%) oder Gesamtaminosäurekonzentrationen (<1%). Für Rohrzucker zeigte sich ein Optimalgehalt von 10–20% und ein fortschreitendes Absinken der Flüssigkeitsaufnahme bei Konzentrationen über 20%. Bei den Aminosäuren stieg die Flüssigkeitsaufnahme mit der Konzentration an Nährstoffen bis zu 3% und verringerte sich dann schwach.Die Ergebnisse werden in Beziehung gesetzt zu Wachstumsraten von M. persicae-Larven auf Diäten ähnlicher Zusammensetzung. Die ökologische Bedeutung der Befunde wird erörtert.

     

Physical aspects of artificial diets

The physical properties of artificial diets, texture, hardness, homogeneity, and water content are regulated by the addition of cellulose, agar, polysaccharide gums, and other large molecules. These physical aspects are important in promoting good growth and development of insects.The development of the boll weevil, Anthonomus grandis Boheman, was improved by adding more cellulose to the diet. Additional agar did not improve growth. Polysaccharide gums made the diet too viscous and were poor substitutes for agar. This insect developed satisfactorily on diets with moderate ranges of water and nutrient content.The preparation of the diets is also important in regulating physical properties. Heating stops enzyme action in plant products, ruptures cells, and affects solubility of ingredients. The addition of stabilizers protects nutrients and keeps them mixed homogeneously.

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Zusammenfassung Die physikalischen Eigenschaften künstlicher Diäten für Insekten umfassen Struktur, Härte, Homogenität und Wassergehalt sowie Faktoren, die diese beeinflussen. Diese Gründsätze gelten für feste Diäten bei Insekten mit beißenden Mundwerkzeugen.Strukturelle Eigenschaften werden gewöhnlich durch Hinzufügen von Zellulose hervorgerufen, welche die Konsistenz liefert und zum Fraß anregt. In Diäten mit hohem Wassergehalt wird die Konsistenz durch Zugabe von Agar reguliert. Natürliche polysaccharide Gummis verleihen den Diäten Andickung, Stabilisierung, Gelierung und strukturelle Eigenschaften. Diäten für den Baumwollkapselbohrer, Anthonomus grandis Boheman, werden abgewandelt durch Hinzufügen zusätzlicher Zellulosemengen, Agar und Stärke sowie ersatzweise durch Carrageenan, Heuschrecken- Bohnen- Gummi und Guar-Gummi für die Gesamtheit oder Teile des Agars. In den beschriebenen Versuchen verkürzte Zellulose die Entwicklungszeit. Agar und Stärke verursachten wenig Veränderung. Im allgemeinen bildeten die Gummis visköse Gemische und gelierten nicht. Daher ergab sich eine schlechte Entwicklung für den Baumwollkapselkäfer. Carrageenan konnte als teilweiser Ersatz für Agar verwendet werden. Große Moleküle, wie Zellulose, Stärke, Pektin, Phospholipide und Proteine, die in natürlichen Produkten vorkommen, beeinflussen die physikalischen Eigenschaften der Diäten ebenfalls. Diese Eigenschaft der Naturstoffe ist oft übersehen worden, weil die Hauptbedeutung immer in ihrem Nährwert gesehen wurde.Obwohl die Nahrung pflanzenfressender Insekten einen hohen Wassergehalt hat, können viele mit Nahrung sehr unterschiedlicher Wasserkonzentrationen auskommen und einige vermögen trockene Nahrung zu verzehren und Wasser zu trinken. Die Herstellung der Diäten kann ihre physikalischen Eigenschaften ebenfalls beeinflussen. Die Bestandteile der Diät können chemische und enzymatische Veränderungen erfahren, welche die Diät und damit das Insekt beeinflussen. Hitze-Behandlung stoppt die enzymatischen Reaktionen in den Geweben, zerreißt die Zellen und löst ihre Inhaltsstoffe. Polysaccharide Gummis, Phospholipide und gelierende Mittel werden benutzt, um die Bestandteile der Diät in einem beständigen, homogenen Gemisch zu erhalten. Diese Substanzen können auch in flüssigen Diäten verwendet werden, um die Nährstoffe in Suspension zu halten.

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in cooperation with Texas Agricultural Experiment Station Texas A & M University, U.S.A.     

Feeding behavior and transmission of barley yellow dwarf virus by Sitobion avenae on oats

Feeding behavior of Sitobion avenae F. (Homoptera: Aphididae) on oats (Avena sativa cv. Clintland 64) was electronically monitored, and waveforms corresponding to salivation, ingestion, and sieve element penetration described.During 90 min plant access, aphids ingested from phloem for 0–43 min (mean: 8.1 min) and non-phloem for 0–60 min (mean: 19 min). Only 65% of the aphids tested made phloem contact within 90 min, contacting phloem after 18–85 min (mean: 32 min). No significant difference was observed in the feeding behavior of aphids carrying barley yellow dwarf virus (BYDV) from that of non-viruliferous aphids.Penetration of a sieve element was a prerequisite for BYDV transmission but did not insure transmission. Penetration of one sieve element resulted in a 65% chance of transmission independent of the duration of phloem contact. The chance of transmission increased with increasing number of sieve element penetrations.Inoculation of oat seedlings with single, viruliferous aphids for 90 min is estimated to cause 54% of the plants to be infected. Also, it is estimated that no transmission can occur with plant access periods shorter than 17 min.

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Zusammenfassung Das Probeverhalten von Sitobion avenae F. (Homoptera: Aphididae) auf Hafer (Sorte Clintland 64) wurden elektronisch verfolgt. Drei Wellenformen (S=Speichelfluss, X-das Eindringen in ein Siebelement, I=Nahrungsaufname) wurden registriert. In histologischen Untersuchungen wurden diese Wellenformen mit der Position der Stechborsten korreliert. Wenn X-Wellen oder eine X-I-Folge registriert wurden, war die Stechborste immer im Phloëm; bei S-Wellen oder bei einer S-I-Folge, war die Stechborste nie im Phloëm.Die Blattläuse wurden auf gesunden, fünf Tage alten Pflanzen während 90 Min beobachtet. 65% der Blattläuse erreichten nach 18–85 Min (Durchschnitt 32 Min) das Phloëm. Innerhalb 90 Min nahmen die Blattläuse während 0–43 Min (Durchschnitt 8.1 Min) Saft aus dem Phloem und während 0–60 Min (Durchschnitt 19 Min) Saft aus dem Mesophyll auf. Keine signifikanten Unterschiede im Probeverhalten wurden bei Blattläusen mit und ohne Barley Yellow Dwarf Virus (BYDV) festgestellt.Blattläuse, die innerhalb 24 Stunden BYDV übermitteln können, wurden für Übertragungsversuche verwendet. Das Probeverhalten dieser Blattläuser wurde manipuliert, und die Leistungsfähigkeit der Übertragung mit einer immunologischen Technik (ELISA) untersucht. Um BYDV zu übertragen mussten die Blattläuse mit einem Siebelement in Kontakt kommen. Nach der Stechborstenpenetration in ein Siebelement wurden 65% der Pflanzen mit BYDV infiziert. Der Prozentsatz infizierter Pflanzen und der Virusiter in den infizierten Pflanzen waren mit der Dauer der Siebelement-penetration (Anzahl von X-Wellen) nicht proportional. Wenn die Blattläuse mit zwei oder drei Siebelementen in Kontakt kamen, wurde der Prozentsatz infizierter Pflanzen signifikant erhöht, während der Virustiter nich verändert wurde. Infektionsprozente niedriger als 100% nach Siebelement-penetration sind möglicherweise das Resultat von Unterschieden in den Siebelementen.Es wird geschätzt dass 50% Infektion eintritt, wenn Pflanzen während ungefähr 83 Min von einer einzelnen infizierten Blattlaus besogen werden. Keine Übertragung von BYDV kann eintreten, wenn die Probezeit weniger als 17 Minuten beträgt.

     

Interspecific differences in the biology of aphids (homoptera: Aphididae) on leaves of Vicia faba I. Feeding behaviour

Aphids of six species settled on the undersurface of bean leaves in characteristic patterns. Some species, e.g. Aphis fabae, settled wholly on veins. In others, e.g. Myzus spp. a considerable proportion settled away from veins, especially on the leaf margin. Microscopic studies showed that the probes of A. fabae were directed to the phloem in the veins as were those probes of Myzus spp. which entered the veins. Many probes of Myzus passed into spongy mesophyll alone. This apparently offered an alternative food source to them. The interspecific differences, which were matched by differences between age groups within species, are explained in terms of the differing proportions of the aphid populations exploiting the alternative food sources and of preferences for veins of a particular size.

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Zusammenfassung Blattläuse sechs verschiedener Arten, die sich ungehindert auf reifen Blättern von Vicia faba ansiedeln konnten, bildeten arttypische Verteilungen. Auf diese Weise wurde eine Übergangsreihe von Arteigentümlichkeiten deutlich zwischen Aphis fabae und Megoura viciae, die sich an den großen Adern ansiedelten, und Myzus ornatus, welche sich auf den Blatträndern außerhalb der Adern häufte. Die Ernährungsweise von A. fabae, Myzus persicae und M. ornatus wurde durch mikroskopische Suche nach Speichelscheiden in ganzen, aufgehellten Blättern sowie an Schnittserien untersucht. A. fabae saugt am Phloem der Blattadern, M. persicae jedoch zum Teil und M. ornatus fast völlig am Schwammparenchym.Es wird angenommen, daß dieses Gewebe neben dem Phloem eine weitere Nahrungsquelle darstellte welche von gewissen Blattläusen in unterschiedlichem Ausmaße ausgenutzt zu werden vermag. Unterschiede sowohl im Anteil der am Mesophyll saugenden Population wie in dem bevorzugten Gefäßdurchmesser der von den Blattläusen besogenen Adern sind ursächlich mit den artcharakteristischen Ansiedlungsweisen verbunden. Unterschiede in beiden Richtunger werden zwischen den Arten deutlich, und ähnliche Unterschiede treten zwischen den Alters-gruppen einiger Aphidenarten häufig auf. Dem Auftreten wechselweise nutzbarer Nahrungsquellen, die in etwas verschiedener Weise ausgebeutet werden können, wird potentielle Bedeutung im Hinblick auf die Virusübertragung sowie auf die Wirksamkeit systemischer Insektizide beigemessen.

     

Toxicity of Nicotiana gossei domin to Myzus persicae (Sulzer)

Resistance in Nicotiana species to the green peach aphid appears to result from the production of a toxic material produced by the aerial parts of the plant. Materials exuded from the leaf hairs which are transferred to glass micro-beakers are toxic to several species of aphids. The symptoms of such poisoning resemble those of nicotine poisoning, but resistance does not appear to be correlated with the amount of nicotine in the leaf.

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Zusammenfassung Nicotiana-Arten erzeugen einen Stoff, der für die grüne Pfirsichlaus, Myzus persicae und verschiedene andere Blattlausarten giftig ist. Dieser Giftstoff scheint von den Haaren der Pflanzen ausgeschieden zu werden. Er wird von den Blattläusen aufgenommen, während sie über die Pflanzen laufen, und vermutlich durch die Kutikula absorbiert. Wenn man diese Exsudate mit Kamelhaarpinseln von den Blättern resistenter Pflanzen in Mikrobecher überträgt, werden die Blattläuse verschiedener Art getötet, sobald sie in diese Becher gesetzt werden. Die von N. gossei, einer hoch resistenten Art, übertragene Substanz blieb in diesen Behältern wenigstens 28 Tage lang toxisch.Das erste Symptom der Vergiftigung ist eine Lähmung der Hinterbeine. Die beiden anderen Beinpaare werden kurz danach betroffen, sodass sich die Blattläuse nicht mehr aufrecht halten können. Die Endsymptome bestehen in ziemlich raschen, jedoch nicht heftigen Zuckungen der Beine und Antenne. Es scheint keinerlei Beziehung zwischen der Anfälligkeit der Nicotiana-Arten und der Nicotiana tabacum-Sorten durch die Grüne Pfirsichlaus und dem Nikotingehalt der Blätter zu bestehen. Reziproke interspezifische Pfropfungen zwischen resistenten und anfälligen Nicotiana-Arten verursachen keinerlei Veränderungen in der Resistenz von Unterlagen und Reissern.

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The investigation reported in this paper is in connection with a project of the Kentucky Agricultural Experiment Station and is published with the approval of the Director.