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.

     

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.

     

Biochemical basis of winter wheat resistance to the grain aphid, Sitobion avenae

Six winter wheat cultivars with differing degrees of resistance to the grain aphid, Sitobion avenae (F.), were studied under field conditions. Resistance was measured in terms of non-preference and antibiosis on plants at seven growth stages. The varieties Saga and Grana were most resistant in terms of both non-preference and antibiosis to S. avenae at all growth stages examined. The varieties Liwilla and Dana were relatively susceptible to aphid attack. The number of aphids was directly proportional to the total content of free and essential amino acids. The level of resistance showed a similar, but not identical, relationship with the observed concentration of soluble proteins. A higher degree of cultivar resistance was associated with a higher value on a toxicity index, which is the ratio between the free-phenols and free-amino acids content. Obtained results suggest that the resistance of winter wheat cultivars to the grain aphid was based mainly on the mechanism of antibiosis.

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Résumé Six cultivars de blé d'hiver, présentant différents degrés de résistance au puceron des grains, S. avenae, ont été étudiés dans la nature. La résistance a été évaluée en fonction de l'antibiose et de l'absence de préférence de plantes à 7 stades de développement. Les variétés Saga et Grana ont été les plus résistantes, suivant ces deux critères, pour tous les stades de puceron étudiés. Les variétés Liwilla et Dana ont été relativement sensibles. Les effectifs de pucerons étaient proportionnels à la teneur totale en acides aminés libres essentiels. Les concentrations en protéines solubles présentent une relation de même type, mais pas identique, avec le niveau de résistance. Un haut degré de résistance a été associé à une valeur élevée de l'indice de toxicité, rapport entre les phénols libres et la teneur en acides aminés libres. Ces résultats suggèrent une résistance des cultivars de blé d'hiver à S. avenae liée principalement aux mécanismes d'antibiose.

     

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.

     

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.

     

Genetic variation in asexual populations of two aphids in the genus Acyrthosiphon, from an Australian lucerne field

Twelve lines of Acyrthosiphon kondoi Shinji and Acyrthosiphon pisum (Harris) were sampled from a small lucerne field in Australia and tested to assess genetic variation by measuring their responses to three lucerne cultivars. Seven or eight life history traits were assessed for each species. Differences in the responses of these traits to the cultivars revealed that three to seven genetically distinct clones were represented in the samples of 12 lines for each species. We conclude that the populations of these two aphids are variable in Australia, although they were recently introduced and reproduce asexually. The responses of the aphids to the three cultivars are described. Because of genetic variation in host plant responses of the aphids, cultivars with potential aphid resistance must be exposed to a large number of clones to confirm the presence of useful aphid resistance.

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Résumé Douze lignées d'Acyrthosiphon kondoi Shinji et d'A. pisum Harris ont été échantillonnées dans un petit champ de luzerne australien et leur variabilité génétique examinée en comparant les réponses à 3 cultivars de luzerne. De 7 à 8 caractères biologiques avaient été retenus pour chaque espèce. Les différences observées entre les réponses suivant la distribution de ces caractères chez les pucerons, ont montré que 3 à 7 clones génétiquement distincts étaient représentés dans les 12 lignées de chaque espèce. Nous en concluons que les populations de ces deux espèces de pucerons sont polymorphes en Australie, quoiqu'elles se multiplient d'une façon asexuée et aient été récemment introduites. Les réactions des pucerons aux 3 cultivars sont indiquées. Par suite de la variabilité génétique des réactions des plantes hôtes aux pucerons, des cultivars à résistance potentielle élevée devraient être exposés à un grand nombre de clones de pucerons pour confirmer la présence d'une résistance utilisable.

     

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.

     

Effect of secondary plant substances on winter wheat resistance to grain aphid

The association between the concentrations of hydroxamic acids, total phenols, and indole alkoloids in winter wheat cultivars with their antibiotic resistance to the grain aphid Sitobion avenae (F.) (Homoptera: Aphididae) was studied. The antibiosis was measured under field conditions using the intrinsic rate of natural increase (r_m). The content of the studied allelochemicals was estimated in flag leaf at the anthesis growth stage. Highly significant negative correlations were found between the r_m values and the concentrations of hydroxamic acids (r=–0.905) and total phenols (r=–0.946), but not with indole alkaloids (r=–0.380). The contribution of these allelochemicals to the resistance of winter wheat to S. avenae is discussed.

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Résumé Les effets combinés de la concentration en substances allélochimiques des feuilles flétries et de la résistance antibiotique aux pucerons des grains ont été étudiés sur 4 cultivars de blé d'hiver, dont 2 modérément résistants: Saga et Grana et 2 sensibles: Emika et Liwilla. L'antibiose a été évaluée dans les conditions de la nature, aux stades d'épiaison et d'anthèse, en utilisant le taux intrinsèque de croissance r_m. La quantification des substances allélochimiques a été effectuée par colorimétrie.Des corrélations négatives hautement significatives ont été trouvées entre les valeurs de R_m et la concentration en acides hydroxamiques (r=–0,905 pour 10 dl, P<0,01) et la teneur totale en phénols (r=–0,946, pour 10 dl, P<0,01). La teneur en alcaloïdes indols était elle aussi corrélée négativement, mais pas significativement avec r_m (r=–0,380, pour 10 dl, P>0,1). La discussion porte sur la contribution de ces substances allélochimiques à la résistance du blé d'hiver à Sitobion avenae.

     

Effects of dietary sucrose concentration on aphid honeydew carbohydrate levels and rates of excretion

Honeydew droplets freshly excreted by two aphid species, Myzus persicae (Sulz.) and Acyrthosiphon pisum (Harr.), feeding on nutritionally adequate, artificial diets containing 10–40% w/v sucrose, were collected in oil. The volume, frequency of excretion, and carbohydrate content of the droplets were determined by measuring the diameter of the droplets in the oil, by recording the number of droplets excreted per aphid per hour, and by using a quantitative colorimetric method for estimating carbohydrates. Rates for the intake or excretion of fluid, the intake and absorption of sucrose, and the excretion of carbohydrate were consequently calculated for the two species on each dietary sucrose concentration. The percentage of dietary sucrose absorbed by the aphids ranged from 36% on diet with 40% sucrose to 97% on diet with 10% sucrose. Such honeydew/diet relationships may allow one to use honeydew carbohydrate concentrations to estimate the sucrose concentrations of the phloem sap ingested by aphids feeding on host plants.

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Résumé Des gouttelettes de miellat fraîchement excrétées par deux espèces de pucerons, Myzus persicae (Sulz.) et Acyrthosiphon pisum (Harr.), pucerons nourris sur des régimes nutritifs synthétiques contenant 10–40% de saccharose, ont été récupérées dans de l'huile. Le volume des gouttelettes a été déterminé en mesurant leur diamètre individuel dans l'huile, la fréquence d'excrétion établie par le nombre de gouttelettes excrétées par puceron par heure, et la teneur en glucides par une méthode d'analyse colorimétrique quantitative. Les taux d'ingestion et d'excrétion de liquide, d'ingestion et d'absorption de saccharose ainsi que les taux d'excrétion de glucides ont été par la suite calculés pour les deux espèces d'aphides nourris sur les différentes concentrations de saccharose. Le pourcentage de saccharose alimentaire absorbé par les aphides a été de 36% sur le régime contenant 40% de ce glucide, mais s'est élevé à 97% sur le régime ne contenant que 10% de saccharose. D'après ces relations miellat/régime nutritif, et en connaissant la teneur du miellat en glucides, on peut faire une approximation de la concentration du saccharose dans la sève élaborée du phloème ingérée par les aphides.

     

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.

     

2-tridecanone, tomatoes and Heliothis zea: potential incompatibility of plant antibiosis with insecticidal control

The allelochemic, 2-tridecanone, which conditions resistance in the wild tomato Lycopersicon hirsutum f. glabratum to Manduca sexta and plays an important role in the resistance to Leptinotarsa decemlineate is shown to induce an enhanced level of tolerance to the carbamate insecticide carbaryl in a third important insect pest of tomato, Heliothis zea. This phenomenon has important implications regarding the compatibility of using tomato cultivars having 2-tridecanone-mediated insect resistance in conjunction with insecticides to manage the full spectrum of tomato insect pests.

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Résumé Le 2-Tridécanone,est présent dans les extrémités des poils glandulaires des feuilles de Lycopersicon hirsutum et glabratum (PI 134417). On a précédemmment mis en évidence son rôle capital dans la résistance du PI 134417 à Manduca sexta L. et à Leptinotarsa decemlineata Say, mais sa faible importance dans la résistance à Heliothis zea Boddie. Au cours de cette étude, la paralysie temporaire des larves néonates de H. zea par le 2-Tridécanone associé aux feuilles a été observée, mais cette substance induit chez ces larves un système de détoxification qui entraîne, non seulement une récupération apparemment complète, mais provoque une résistance au carbaryl, insecticide au carbamate, 3–4 fois plus élevée.Dans les programmes d'amélioration de la tomate, toute sélection pour une résistance élevée à M. sexta et L. decemlineata attribuable à une forte teneur en 2-Tridécanone, sans sélection parallèle pour la résistance à H. zea, caractère génétique séparé, produirait des lignées de tomates chez lesquelles la protection contre H. zea serait plus difficile par suite de la résistance au carbaryl induite par le 2-Tridécanone.

     

Electrical penetration graphs from Nilaparvata lugens on resistant and susceptible rice varieties

The feeding behaviour of Nilaparvata lugens (Stal.) was electronically monitored on three rice varieties showing different levels of resistance in the Philippines, over an 8 h period, using a DC amplifier and a video-assisted observation method to simultaneously record honeydew production.Six electrical penetration graph (EPG) patterns are described by their frequency and amplitude characteristics. Patterns 4 and 5 were associated with the production of two different types of honeydew; basic honeydew containing amino acids was produced during Pattern 4 and acidic honeydew with no amino acids was produced during Pattern 5. These patterns are thought to indicate phloem and xylem ingestion by N. lugens respectively.Insects produced shorter periods of Pattern 4 on moderately resistant IR46 and resistant IR62 rice varieties than on susceptible IR22, although the time taken to produce the first period of Pattern 4 from the start of EPG recording did not differ between varieties. This suggests that N. lugens has the ability to initiate phloem ingestion on all three varieties, but that resistance mechanisms in IR46 and IR62 prevent sustained phloem ingestion, at least within the first 8 h of contact.

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Résumé Le comportement alimentaire de N. lugens Stahl a été enregistré életroniquement pendant 8 heures aux Philippines sur 3 variétés de riz présentant différents degrés de résistance, en utilisant un amplificateur DC associé à un système vidéo pour enregistrer simultanément la production de miellat.Six types d'enregistrements de pénétration (EPG) sont décrits avec leurs caractéristiques de fréquence et d'amplitude. Les types 4 et 5 sont associés à la production de 2 types différents de miellat; le miellat de base contenant des acides aminés est produit pendant le type 4, et le miellat acide sans acides aminés est produit pendant le type 5. On considére que ces types indiquent respectivement l'ingestion de phloème et xylème par N. lugens.Les périodes de type 4 ont été plus courtes sur les variétés modérément résistante IR46 et résistante IR62 que sur la variété sensible IR22, bien que le temps passé à produire la première période de type 4 depuis le début des enregistrements des EPG ne diffère pas suivant les variétés. Ceci laisse penser que N. lugens a la possibilité de commencer la consommation de phloème sur les trois variétés, mais que les mécanismes de résistance chez IR46 et IR62 empêchent une ingestion soutenue de phloème, au moins pendant les 8 premières heures de contact.

     

Components of resistance to Aphis craccivora in some cowpea cultivars

Experiments were conducted to determine in six cowpea cultivars the modalities of resistance to the cowpea aphid. The resistance modality in IT82D-812 is mainly due to antixenosis, even though reproduction was minimal on this cultivar. Both antixenosis and antibiosis were found to operate in ICV 12, with antibiosis operating in the area of high nymphal mortality and low reproduction. It is suggested that when studying the modality of resistance among crop cultivars, studies of both antixenosis and antibiosis be made in order to determine where the resistance modality lies.

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Résumé Les expériences avaient pour but de découvrir les causes de la résistance de 6 cultivars de niébé à A. craccivora. La résistance du cultivar IT82D-812 est due principalement à une antixénose, bien que la reproduction du puceron ait été minimale sur ce cultivar. Antixénose et antibiose interviennent toutes deux chez le cultivar ICV 12, l'antibiose provoquant une trés forte mortalité larvaire et une reproduction faible. On en déduit que l'étude des modalités de résistance de différents cultivars, doit comprendre l'examen de l'antixénose et de l'antibiose, de façon à déterminer où se situent les causes de la résistance.

     

The effect of age of current-year shoots of Picea glauca on survival, development time, and feeding efficiency of 6th-instar larvae of Choristoneura fumiferana

Diets prepared from lyophilized and powdered current-year (1983) shoots of white spruce Picea glauca (Moench) Voss were offered to 6th-instar larvae of spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clemens) (Lepidoptera: Tortricidae). With increasing age of current-year shoots, time to pupation increased whereas survival, assimilation efficiency, efficiency of conversion of diet to moth biomass, and moth dry weight generally decreased. Sex of the larvae influenced amount ingested, time to pupation, and subsequent moth weight but not survival, assimilation efficiency, and efficiency of conversion of diet to moth biomass.

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Résumé De la poudre lyophilysée de pousses de l'année de Picea glauca a été introduite dans le régime de chenilles du 6ème stade de Choristoneura fumiferana: 20% de poudre de pousses, 1.2% de gélifiant, 78.8% d'eau. Il est ainsi possible de déterminer à 2 mg près la quantité d'aliment consommée par chaque chenille, et, ainsi, de calculer, pour chacune, l'indice alimentaire, dont la prise de nourriture est l'une des variables. Avec de tels régimes préparés à partie de pousses recueillies au cours de 1983, on a constaté que la date de nymphose, la quantité consommée, et le poids ultérieur des papillons dépendaient du sexe de la chenille. En général, les chenilles femelles se nymphosent plus tard, consomment plus et donnent des papillons plus lourds (poids sec) que les chenilles mâles. L'efficacité de l'assimilation et celle de la transformation en biomasse de papillon ne différent pas suivant les sexes, c'est-à-dire qu'ils ont la même aptitude à digérer les pousses. Les taux de survie de chenille à nymphe et de nymphe à imago ne différent donc pas.Cependant, certains de ces paramètres et d'autres changent en fonction de l'âge des pousses annuelles. Quand elles ont été récoltées 7 jours après le débourrement (il a lieu le 20 mai), la survie jusqu'en nymphe est de 93% contre 74% de survie totale; avec des pousses récoltées 52 jours après le débourrement (11 juillet) les taux de survie sont respectivement 7% et 1.4%; avec des pousses récoltées 146 jours après le débourrement (13 octobre) les survies sont 71% et 50%. Des pousses récoltées 28 jours ou plus après le débourrement, retardent la date de nymphose de 25% par rapport à celles récoltées entre 7 et 14 après le débourrement; parallèlement, elles abaissent l'efficacité de l'assimilation de 39%, l'efficacité de conversion de la biomasse de 125%, et le poids des papillons de 54%. Ces changements sont liés à une diminution de la teneur en azote des pousses de 2.1% à environ 1% du poids sec. Cependant la corrélation entre la survie des chenilles et la teneur en azote n'est pas rigoureuse et un facteur encore inconnu est supposé responsable de l'augmentation de la mortalité quand les chenilles consomment (dans leur régime) des pousses récoltées début juillet, 52 jours après le débourrement. Les travaux destinés à identifier ce facteur inconnu sont en cours.

     

Esterase variation and insecticide resistance in Japanese Aphis gossypii

Nine clones of Aphis gossypii Glover (Homoptera: Aphididae) collected from five localities in Japan were tested for esterase activity and resistance to two insecticides. These clones were classified into six types according to esterase pattern and activity detected by electrophoresis. Three clones with very high esterase activity (Type-1) were moderately resistant to malathion and very highly so to pirimicarb. Of six clones with moderate esterase activity one clone (T-4a) was susceptible to malathion but highly resistant to pirimicarb, whereas five clones (T-2, 3a, 3b and 4b) were susceptible to both insecticides. Thus malathion resistance is positively correlated with high esterase activity, whereas pirimicarb resistance is not necessarily so. It is suggested that high esterase activity plays an important role in resistance to these insecticides but that another mechanism is also responsible for resistance to pirimicarb.

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Variations de l'activité estérase et résistance aux insecticides chez des Aphis gossypii japonais

Résumé L'activité estérase et la résistance aux insecticides ont été examinées chez 9 clones de A. gossypii, récoltés dans 5 sites du Japon. Ces clones ont été groupés en 6 types suivant le comportement et l'activité de l'estérase mis en évidence par électrophorèse. 3 clones ont présenté une activité estérase très élevée (type 1) et des résistances, moyenne pour le malathion et très élevée pour le pirimicarbe. Parmi les 6 clones ayant une activité estérase modérée, un clone (T-4a) était sensible au malathion mais très résistant au pirimicarbe, tandis que les 5 autres clones (T-2, 3a, 3b et 4b) étaient très sensibles aux deux insecticides. Ainsi, la résistance au malathion présente une forte corrélation avec une activité estérase élevée, sans qu'il n'en soit nécessairement de même pour la résistance au pirimicarbe. Une hypothèse est émise suivant laquelle l'activité estérase élevée joue un rôle important dans la résistance à ces deux insecticides, mais qu'un autre mécanisme intervient aussi dans la résistance au pirimicarbe.

     

Biological characterization of two biotypes of pea aphid, one susceptible and the other resistant to fungal pathogens, coexisting on lucerne in Australia

In Australia, field infestations of lucerne, Medicago sativa L., by the pea aphid, Acyrthosiphon pisum (Harris), have been found to contain a sub-dominant biotype resistant to some fungal pathogens of the genus, Erynia. Population parameters have been studied in laboratory cultures of the susceptible and resistant biotypes from two localities. Compared with the susceptible one the resistant biotype had a greater intrinsic rate of increase at high temperature and a reduced propensity to form wings in response to a crowding stimulus. As both these characteristics would help to increase the proportion of the resistant biotype in infestations, the continued co-existence of the two biotypes poses an interesting ecological problem.

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Résumé En Australie, quand il y a contamination de la luzerne par Acrythosiphon pisum Harris, on observe un biotype sub-dominant résistant au champignon pathogène Erynia ssp. L'élevage au laboratoire a permis l'étude des paramètres démographiques comprenant le taux de développement, la survie et la fécondité sur les deux types (sensible et résistant) de deux origines géographiques. Le biotype résistant a présenté un taux intrinsèque d'accroissement plus élevé à 24°C; assez pour doubler le nombre de pucerons résistants par rapport aux sensibles en une génération. Le biotype résistant a montré aussi une tendance plus faible à produire des ailés en réponse à des stimulus de surpeuplement. Comme ces deux caractères devraient provoquer l'accroissement du biotype résistant pendant les pullulations, la coexistence continue des deux biotypes pose un problème écologique intéressant.

     

Influence des caractéristiques des glumelles sur la résistance variétale du riz aux insectes des stocks

Des relations sont recherchées entre les caractéristiques des grains de 58 variétés de riz paddy et leur sensibilité aux quatre principaux ravageurs primaires des stocks: Sitophilus oryzae, Sitophilus zeamais, Rhyzoperta dominica et Sitotroga cerealella. L'étude confirme la prépondérance de l'herméticité des glumelles comme facteur de résistance, et établit que les cassures mécaniques des enveloppes sont des voies de pénétration plus régulières que le défaut de coaptation entre lemma et palea. L'égrenage se révèle être un facteur de sensibilité à S. cerealella aussi déterminant que le défaut de fermeture des glumelles, car lié d'une part à la dureté du pédoncule par lequel les larves de cet insecte peuvent pénétrer, d'autre part au taux de casse des enveloppes provoqué par le battage plus ou moins intense qu'il nécéssite. S'agissant de riz non décortiqué, les caractéristiques des enveloppes expliquent pour une très large part la variabilité de la résistance aux insectes étudiés, dont le développement n'est que faiblement influencé par les caractéristiques propres du grain, tels le format ou la teneur en eau.     

Effect of gramine in the resistance of barley seedlings to the aphid Rhopalosiphum padi

Gramine (N,N-Dimethyl-3-aminomethylindole) content in various barley cultivars varied from 0 to 2.6 mmoles/kg fresh weight. Those cultivars which were lacking gramine were the most susceptible to the aphid Rhopalosiphum padi (L.). The population growth rate of R. padi negatively correlated with gramine content in leaves of barley seedlings. In addition, gramine incorporated in artificial diets decreased survival, amount of diet ingested and reproduction of aphids at concentrations similar to those found in plant leaves. Thus, it is suggested that gramine may be one of the factors responsible for the resistance of barley seedlings to R. padi.

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Résumé La teneur de gramine (N,N-dimethyl-3-aminomethyl-indole) dans différentes cultures de seigle présente des variations comprises entre 0 et 2,8 mmoles/Kg (poids frois). Les varietés dépourvues de gramine sont plus sensibles à l'attaque des pucerons. Le taux de croissance de la population des Rhopalosiphum padi a une correlation négative avec la teneur en gramine des feuilles de plantules de seigle. D'ailleurs, la gramine diminue les taux de nourrissement, de survie et de réproduction des pucerons alimentés avec des diètes artificielles contenant des concentrations du produit testé, similaire à celles trouvées pour les feuilles des plantes. Donc, on suggèrent que la gramine peut être un des facteurs responsables de la résistance des plantules de seigle contre l'attaque de Rhopalosiphum padi.

     

The responses of the spotted alfalfa aphid to variation between plants of an aphid-resistant lucerne cultivar

Initial population growth of spotted alfalfa aphid reared on shoots cut from individual lucerne plants, was tested and used as a realistic bioassay of antibiosis. Within cultivars selected for aphid-resistance there was a J-shaped distribution of antibiosis between plants of the crop, the majority being highly resistant, a few apparently susceptible and a proportion partly-resistant. For a given level of antibiosis, reproduction, mortality and thus initial age distribution of aphid populations were generally similar. Vegetative cloning of plants from the range of resistance available in a cultivar has allowed studies of the likely effect of spatial variation of resistance in crops on aphid infestations, using experimental arrays of cut shoots. Simulation of aphid invasion of crops by the placement of adults on all shoots of an array gave results explicable only if the aphids moved through the array to find and breed on the more susceptible plants. A patchy arrangement of these, as might be expected in a field crop, would not hinder the aphids, for although movement off a plant is stimulated by higher resistance (non-preference) levels, it was inferred that aphids will move onto higher resistance plants, eventually to reach lower resistance plants beyond.

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Résumé L'étude de la multiplication initiale des effectifs de T. trifolii, élevés au laboratoire sur pousses de différents pieds de luzerne, a servi de test d'antibiose pour les cultures en plein champ. La distribution de l'antibiose, dans des échantillons importants de plantes appartenant à des cultivars sélectionnés pour leur résistance aux pucerons, a présenté une forme en J, c'est-à-dire que la majorité des plantes était très résistante, quelques unes apparemment sensibles, et un certain nombre intermédiaires entre ces deux extrêmes. Pour un niveau donné d'antibiose, la reproduction, la mortalité et ainsi la distribution initiale en âges dans les populations de pucerons ont été généralement identiques. La multiplication végétative de plantes présentant un gradient de résistance à l'intérieur d'un cultivar et l'utilisation d'un plan de distribution des boutures ont permis l'étude de ce qui semble être l'effet de l'hétérogénéité spatiale sur la résistance des cultures aux attaques de pucerons. La simulation d'une invasion de la culture par les pucerons en plaçant des adulte sur toutes les boutures d'un rang ne pouvait donner une explication de la croissance de la population que si les pucerons se déplacaient le long du rang pour découvrir et exploiter les pieds les plus sensibles. Une distribution par taches, comme on peut l'envisager dans un champ, ne devrait pas gêner les pucerons, car bien que les mouvements d'évasion soient stimulés par les niveaux de résistance élevés (de non-préférence), on peut en déduire que les pucerons se déplaceront sur des plantes très résistantes, eventuellement pour atteindre des plantes moins résistantes placées derriere.

     

Comparative value of four arcelin variants in the development of dry bean lines resistant to the Mexican bean weevil

Wild Phaseolus vulgaris L. accessions containing arcelin codominant alleles 1 through 5 were reconfirmed and characterized for resistance to the Mexican bean weevil, Zabrotes subfasciatus (Boheman) (Coleoptera: Bruchidae). Accession G 02771 (arcelin 5) had the highest level of antibiosis resistance, followed by G 12952 (arcelin 4), G 12882 (arcelin 1) and G 12866 (arcelin 2). Arcelin 3 accessions conferred the lowest levels of resistance. As the presence of arcelin is inherited as a single dominant gene, a backcross breeding program has been used to transfer resistance to the Mexican bean weevil from wild beans to bean cultivars using serological techniques to detect the presence of arcelin and replicated insect feeding tests to measure resistance levels. Progeny containing arcelin 1 showed resistance equal or superior to that of the resistant check. Arcelin 2-deerived lines had intermediate levels of resistance while no resistant progenies were obtained from crosses with arcelin 3 and 4 sources. Results are discussed in relation to the deployment of arcelin alleles in bean cultivars.

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Valeurs comparées de 5 types d'arcéline dans l'obtention de lignées de Phaseolus vulgaris résistantes à Zabrotes subfasciatus

Résumé La résistance à Zabrotes subfasciatus est associée à la présence d'arcéline, une nouvelle protéine des graines, découverte chez quelques populations de Phaseolus vulgaris. 5 types d'arcéline, hérités comme allèles codominants ont été décrits dans la littérature. Nous avons reprécisé les différentes populations contenant différents types d'arcéline et caractérisé leurs résistances à Z. subfasciatus. La population G 02771, correspondant à l'arcéline 5, présente la résistance la plus élevée par antibiose, suivie de G 12952 (arcéline 4), G 12882 (arcéline 1) et G 12866 (arcéline 2). Les populations contenant l'arcéline 3 présentent le moins de résistance à Z. subfasciatus.Un programme de croisements en retour associé à des tests sérologiques pour déceler la présence d'arcéline chez les descendants jeunes et des expériences répétées d'alimentation par les insectes vec BC2F₃ a été réalisé pour transférer la résistance de populations naturelles à des cultivars de haricots. Les lignées, provenant de croisements avec des populations sauvages avec de l'arcéline 1, ont été fortement résistantes à Z. subfasciatus. Les lignées contenant de l'arcéline 2 ont été considérées comme ayant une résistance intermédiaire. Les lignées avec arcélines 3 et 4 étaient sensibles. Les raisons de l'échec du transfert de la résistance élevée des parents contenant de l'arcéline 4, sont inconnues. On a constaté que la concentration de l'arcéline dans les lignées contenant cet allèle était très faible, tandis que la concentration en arcéline 1 restait remarquablement élevée. Les recherches sont poursuivies pour déterminer les raisons de l'absence de transfert de l'arcéline 4 chez les descendants contenant cet allèle. Quoi qu'il en soit, les caractéristiques agronomiques et les qualités des lignées résistantes (codées RAZ) ont été évaluées en vue d'une diffusion pour les programmes nationaux de recherche des pays de basses altitudes intertropicaux ou Zabrotes subfasciatus fait des dégâts importants.