Growth, food consumption and mortality of Heliothis zea larvae on foliage of the wild tomato Lycopersicon hirsutum f. glabratum and the cultivated tomato, L. esculentum

Larvae of Heliothis zea (Boddie) were fed foliage of the resistant wild tomato Lycopersicon hirsutum f. glabratum C. H. Mull (PI 134417) and susceptible L. esculentum (cultivar Walter), either with the glandular trichomes removed or with the trichomes intact. Response variables measured included larval mortality, larval weight, consumption rate (CR), and efficiency of conversion of ingested material (ECI). Resistant foliage was found to contain factors in both the trichomes and leaf lamellae which increased larval mortality, reduced larval weight, reduced CR, and, except in second instars, reduced ECI. Susceptible foliage also contained trichome-based factors which increased larval mortality and decreased weight, as well as CR of second instars and ECI of fifth instars. Implications of these findings for breeding resistant tomato cultivars are discussed.

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Résumé La tomate sauvage, Lycopersicon hirsutum f. glabratum C. H. Mull (PI 134417) est fortement résistant à Heliothis zea. Les études préalables ont indiqués que la résistance est associée avec la présence de 2-tridécanone dans les extrémités des poils glandulaires de la tomate sauvage, et que les facteurs dans la lamelle des feuilles sont peut-être impliqués. À déterminer la présence des facteurs lamellaires et à caractériser de plus les facteurs de résistance dans les extrémités des poils glandulaires aussi, nous nourrissions les larves du feuillage résistant de PI 134417 et du feuillage susceptible L. esculentum (lignée Walter) les deux avec les extrémités des poils glandulaires enlèvés ou avec les extrémités des poils glandulaires intacts. Nous mesurions la mortalité des larves, les poids des larves, la taux de consommation relative et l'efficacité de conversion de matière mangé.On se trouvait le feuillage résistant à contenir les facteurs, tous deux dans le feuillage lamellaire et dans les extrémités des poils glandulaires, qui causaient l'augmentation de mortalité, les poids plus basses, la taux de consommation relative plus basse, et, hormis dans le cas des larves en phase deuxième, l'efficacité de conversion réduite. Le feuillage susceptible contenait aussi les facteurs dans les extrémités des poils glandulaires qui augmentaient la mortalité, diminuaient les poids et la taux de consommation relative des larves en phase deuxième, et diminuaient l'efficacité de conversion des larves en phase cinquième. Cettes conclusions indiquent la présence des facteurs de résistance en outre de 2-tridécanone et peuvent fournir les indices à l'identité de ces facteurs.

     

Does immunization of cucumber against anthracnose by Colletotrichum lagenarium affect host suitability for arthropods?

Restricted infection of a lower leaf of cucumber,Cucumis sativus L., with the anthracnose fungusColletotrichum lagenarium has been previously shown by others to induce persistent, systemic resistance to the same fungus and to at least 12 other diverse plant pathogens. The non-specificity of pathogen-induced resistance has fueled speculation that it might also affect arthropod herbivores. However, we found that immunization of cucumber withC. lagenarium had no effect on population growth of twospotted spider mites,Tetranychus urticae Koch, reared on foliage for which induced resistance to the same pathogen was confirmed. Similarly, immunization withC. lagenarium had no systemic effect on weight gain, duration of development, or pupal weight of fall armyworms, or on progeny production by melon aphids. In reciprocal tests, previous feeding injury from spider mites or fall armyworms did not induce systemic resistance toC. lagenarium. These results indicate that, at least for cucumber, pathogen-activated induced resistance is specific to plant pathogens, suggesting separate mechanisms of induced resistance to pathogens or herbivores.

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Résumé Dans une étude de résistance induite, l'infection basale des feuilles du concombre,Cucumis sativus L., avecColletotrichum lagenarium, le champignon de l'anthracnose, a généré une induction systémique et persistante, non seulement au même champignon, mais aussi et surtout à l'égard de douze autres. La nature non-spécifique de cette résistance a dès lors engendré une hypothèse, celle de savoir si cette non-spécificité pourrait s'entendre au niveau d'arthropodes phytophages. Cependant, nos travaux ont démontré que l'immunité vis-à-vis deC. lagenarium n'affecte ni la population de tétraniques,Tetranychus urticae Koch, élevée sur des feuilles résistantes de concombre; ni le gain pondéral, ni la durée de développement, ni le poids nymphal deSpodoptera frugiperda, ou la fertilité des aphides de melon. De ces résultats, il peut-être déduit que, au moins chez le concombre, l'induction de résistance due àC. lagenarium démeure spécifique aux champignons saprophytes, c'est à dire qu'il existe des mécanismes séparés pour la résistance, soit aux champignons, soit aux arthropodes phytophages.

     

Increase in feeding stimulants as the primary mechanism by which SO2 enhances performance of Mexican bean beetle on soybean

Relative consumption rate (RCR) and relative growth rate (RGR) were significantly higher for larvae of the Mexican bean beetle fed leaves from plants fumigated with SO₂. The insects grew faster primarily because they ate faster, rather than as a result of change in nutritional value of affected host tissue. Soluble carbohydrate content of fumigated or glutathione-treated leaves was much higher than that of corresponding control leaves, and concentrations of sucrose, fructose, and glucose, major feeding stimulants for this insect, were increased 40–50% by the treatments; soluble protein was unchanged (fumigated leaves) or significantly lower (glutathione-treated leaves) than controls. Feeding choice assays using filter-paper discs demonstrated that the beetles can discriminate clearly and respond to differences in sugar content of the magnitude produced by exposure to the pollutant. Thus, the primary mechanism by which SO₂ increases performance of Mexican bean beetle on soybean appears to be increase in foliar concentration of stimulatory sugars, which, at least in part, would be a consequence of the pollutant interfering with phloem loading and translocation of sugar from affected leaves.

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Résumé Les taux de consommation relative (RCR) et de croissance relative (RGR) sont significativement supérieurs chez les larves d'E. varivestis après fumigation des feuilles de soja par SO₂. L'étude de la relation entre RCR et RGR a révélé que les insectes se sont développés davantage, avant tout parce qu'ils ont consommé plus, et non pas par modification de la valeur nutritive des tissus de l'hôte. La teneur en carbohydrates solubles des feuilles traitées au glutathion on ayant subi une fumigation était bien supérieure à celle des témoins; les concentrations de sucrose, fructose et glucose, principaux phagostimulants de cet insecte avaient augmenté de 40 à 50%; la teneur en protéine soluble était inchangée (cas de la fumigation) ou significativement réduite (cas des feuilles traitées au glutathion). Des expériences de choix avec des disques de papier filtre ont montré que les insectes pouvaient distinguer nettement des différences de concentration en sucres, du même ordre d'importance que celles provoquées par le polluant, et y répondre. Ainsi, la cause primaire par laquelle SO₂ augmente les performances d'E. varivestis sur soja semble être l'augmentation de la concentration foliaire en sucres stimulateurs, ce qui serait, au moins en partie, la conséquence de l'interférence du polluant avec la charge du phloème et le transfert du sucre à partir des feuilles atteintes.

     

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.

     

Comparative constitutive resistance in soybean lines to Mexican bean beetle

Constitutive (i.e., preformed) parameters of Mexican bean beetle (MBB) resistance were demonstrated in PI 227687 soybeans grown under highly controlled and reproducible biotron environmental conditions which favored optimal plant growth and development. Constitutive antifeedants in PI 227687 against the beetle were variously soluble in hexane, ethyl acetate and 100% methanol. Antifeedants also remained in the aqueous residue after the sequential organic extractions. PI 227687 and MBB-susceptible Davis soybean lines each showed characteristic temporal patterns of L-phenylalanine ammonia-lyase activity. Healthy PI 227687, but not healthy Davis, also showed a characteristic temporal pattern of L-tyrosine ammonia-lyase activity. Activities of the above two enzymes are positively correlated with plant phenylpropanoid metabolism. PI 227687 and Davis leaves did not differ in content of total phenols. Products from phenylpropanoid metabolism apparently contribute to PI 227687 resistance to MBB feeding.

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Résumé Les paramètres de la résistance spontanée (c.a.d. non induite) du soja à E. varivestis ont été examinés sur des PI 227687 cultivés dans des conditions contrôlées et reproductibles d'un phytotron assurant une croissance et un développement optimaux. Les antiappétants de PI 227687 contre E. varivestris présentaient différentes solubilités dans l'hexane, l'acétate, d'éthyle et le méthanol à 100%. Les produits du métabolisme phénylpropanoïde des plantes, y compris les phytoalexines, sont fortement solubles dans un ou plusieurs de ces solvants. Les antiappétants sont restés dans le résidu aqueux après les extractions organiques séquentielles. Les PI 227687 sains, ainsi que les Davis susceptibles ont présenté les caractéristiques temporelles de l'activité tyrosine-amonia lyase. Les niveaux d'activité de ces deux enzymes sont très significativement corrélés avec le métabolisme phenylpropanoïde de la plante. Les teneurs en phénols totax de PI 227687 et Davis ne présentaient pas de différences. Les résultats semblent compatibles avec la présence des produits aglycônes du métabolisme phénylpropanoïde comme paramètres spontanés principaux de la résistance de PI 227687 à E. varivestis.

     

Compensatory increases in food consumption and utilization efficiencies by velvetbean caterpillars mitigate impact of diluted diets on growth

Fresh weight (fw) food consumption by caterpillars of Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepidoptera: Noctuidae) increased almost 2-fold as the nutrients in an artificial diet were increasingly diluted with water (diets contained 65, 79, 86 or 89% fw water). Nonetheless, dry weight (dw) relative consumption rate (RCR) declined with diet dilution. The efficiency at which the consumed food is digested and assimilated (approximate digestibility, AD) increased on the 3 diluted diets, and the efficiency at which digested food is converted to biomass (ECD) increased on the 79 and 86% fw diets. As a consequence, dw gained and relative growth rate (RGR), which is the product of RCR x AD x ECD, on the 79% fw diet were similar to those on the 65% fw diet, but they declined on the more diluted diets. Relative nitrogen consumption rate also declined with dietary dilution, but this was compensated by an increase in nitrogen utilization efficiency such that the product of these, relative nitrogen accumulation rate, was similar on all four diets. Insect lipid content declined from 32% on the undiluted diet to 13% dw on the most diluted diet, and was primarily responsible for the decline in RGR. The increases in fw consumption and AD, while not preventing a decline in RGR on the two most diluted diets, mitigated the impact of dietary dilution (e.g., without these increases, RGR on the most diluted diet would have been only 43% of that attained). These results indicate that the consumption and utilization of food are dynamic processes, and that caterpillars of A. gemmatalis, like many other insects, exhibit compensatory responses to changes in dietary quality.

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Résumé Peu de travaux ont examiné l'aptitude des insectes à modifier leur consommation et l'utilisation des aliments en fonction des variations qualitatives et quantitatives connues de l'aliment. On a rarement examiné si ces modifications sont adaptatives, si elles maintiennent le taux de croissance et le niveau des ressources, ou si elles limitent au moins les effets nuisibles du changement d'aliment. En utilisant une technique gravimétrique, nous avons mesuré le gain des poids, l'aliment consommé et les excréments produits par des chenilles de A. gemmatalis Hübn. (Lep, Noctuidea), important ravageur du soja aux USA.La consommation en poids frais (fw) a augmenté presque 2 fois quand le régime artificiel a été dilué progressivement avec de l'eau (65, 79, 86 ou 89% d'eau); le poids sec (dw) et le taux de consommation relative (RCR) ont diminué néanmoins avec la dilution. L'efficacité de digestion et d'assimilation de l'aliment consommé (digestibilité approchée, AD) a augmenté pour les trois dilutions, l'efficacité de conversion en biomasse de l'aliment digéré (ECD) a augmenté dans les dilutions à 79 et 85%, mais a diminué pour les régimes plus dilués. Par conséquent, le gain dw et le RGR, — produit de RCR x AD x ECD-, étaient identiques avec le régime à 79% fw à ceux de 65% fw, mais ont diminué pour les régimes plus dilués. Le taux relatif d'efficacité de consommation d'azote a diminué aussi avec la dilution, mais il a été compensé par un accroissement de l'efficacité de l'utilisation de l'azole tel, que le produit,-taux relatif d'accumulation de l'azote-, était le même pour les quatre régimes. La teneur en lipides des insectes a diminué, de 32% pour le régime sans dilution, à 13% pour le régime le plus dilué; elle a été le principal responsable de la diminution de RGR. L'accroissement de la consommation fw et de AD, tout en n'empêchant pas la diminution de RGR pour les deux régimes les plus dilués, a limité l'effet de la dilution (sans ces accroissements, le RGR du régime le plus dilué n'aurait été que 43% du RGR obtenu).Ces résultats indiquent que la consommation et l'utilisation d'aliments constituent un processus dynamique, et que les chenilles de A. gemmatalis comme beaucoup d'autres insectes, présentent des réactions compensatrices au changement de qualité de l'aliment. De telles variations dans la consommation d'aliments ont des conséquences écologiques (consommation accrue de substances allélochimiques potentiellement toxiques et exposition accrue aux causes biologiques de mortalité pendant l'alimentation), et intéressent l'organisation de la protection contre les insectes:-en permettant la manipulation de l'alimentation des insectes pour augmenter la consommation à court terme d'agents bioactifs, et, par ce moyen, réduire la consommation totale,-en permettant d'améliorer la modélisation des dégâts alimentaires prévisibles, qui, pour être efficace, devrait inclure les variations de l'alimentation en fonction de la qualité alimentaire de la plante cultiveé.

     

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.

     

Foliage consumption and larval development of parasitized and unparasitized soybean looper,Pseudoplusia includens [Lep.: Noctuidae], reared on a resistant soybean genotype and effects on an associated parasitoid,Compidosoma truncatellum [Hym.: Encyrtidae]

Field grown foliage from the resistant soybean [Glycine max (L.) Merrill] breeding line GAT “81–327” and the susceptible cultivar “Ransom” was used to rear unparasitized larvae of the soybean looper (SBL),Pseudoplusia includens (Walker), and larvae parasitized byCopidosoma truncatellum (Dalman). SBL larvae, whether parasitized or not, consumed more foliage when fed “Ransom”. Unparasitized larvae reared on “81–327” had longer developmental times and suffered greater mortality than unparasitized larvae reared on “Ransom”. Parasitization of SBL larvae byC. truncatellum increased total foliage consumption of both soybean lines. Parasitized larvae reared on the resistant “81–327” weighed less and yielded fewer parasitoid adults.

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Résumé Des larves dePseudoplusia includens (Walker) parasitées ou non parCopidosoma truncatellum (Dalman) ont été nourries des feuilles de deux lignées de soja [Glycine max (L.) Merrill] l'une, GAT “81–327” résistante et l'autre, “Ransom” sensible. Les larves deP. includens qu'elles soient parasitées ou non consommaient plus de feuillage lorsqu'elles étaient nourries de la lignée “Ransom”. Les larves non parasitées élevées sur “81–327” avaient un cycle de développement beaucoup plus long et un taux de mortalité beaucoup plus élevé que les larves non parasitées élevées comparativement sur feuilles de “Ransom”. Par contre, les larves parasitées manifestaient une consommation accrue du feuillage des deux lignées de soja. Les larves parasitées élevées sur les feuilles de la variété résistante GAT “81–327” pesaient moins et produisaient moins également de parasites adultes.

     

Leaf disc size and insect feeding preference: implications for assays and studies on induction of plant defense

The size of cottonwood (Populus deltoides L. Bartr.) leaf discs used in insect feeding preference trials with the chrysomelid beetle, Plagiodera versicoloraLaich., was shown to affect behavior, and the outcome of the feeding trial. It is suggested that disc size has an effect because it alters the ratio of chemical signals from the cut leaf edge to those of the intact leaf center. The implications of this finding to the design of bioassays; to previously noted differences in feeding behavior for insects on discs versus leaves; and to the study of feeding preference and induction of plant defense are discussed.

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Résumé Plagiodera versicolora Laich (Coléo., Chrysomelidae) a préféré significativement consommer les grandes rondelles (diamètre 17 mm) de Populus deltoides préalablement exposées à l'ozone ambiant, aux témoins exposés à de l'air filtré sur charbon de bois. Cependant, quand le diamètre a été réduit à 10 mm, les insectes n'ont plus préféré les feuilles soumises à l'ozone. Les préférences alimentaires de cet insecte consommant le centre des feuilles ont probablement changé parceque les signaux chimiques de la coupure ont surpassé ou masqué ceux des petits disques. Ainsi, le rapport périmètre sur surface du disque est un critère important de la procédure expérimentale. L'influence de la taille du disque dépend vraisemblablement du fait que l'insecte consomme le centre ou la pourtour de la feuille, de la taille de l'insecte et du type d'expérience. Nous en avons déduit que l'effet de la taille du disque est fréquent particulièrement chez les insectes consommant le centre des feuilles.Les modificatons du choix des insectes lorsque les plantes avaient été présentées sous forme de rondelles au lieu de feuilles ou plantes entières, peuvent être expliqués aussi par le changement des signaux provoqué par le découpage des rondelles, plutôt que par l'induction de modifications chimiques dues à la cueillette, comme cela a été précédemment indiqué par différents auteurs. Par ailleurs, dans les conditions naturelles, des changements dans les signaux chimiques des feuilles dus à une consommation antérieure par des insectes, peuvent être aussi importants dans le comportement alimentaire des insectes que n'importe quel changement chimique induit dans les feuilles par les dégâts.

     

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.

     

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

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

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

     

The effects of starvation on development and reproductive potential of apterous virginoparae of vetch aphid, Megoura viciae

Apterous virginoparae of Megoura viciae Buckton starved during the fourth instar lost weight but nevertheless completed their development, showing that growth and development could proceed independently. Their weight at the end of starvation was a function of initial weight. Aphids used considerable amounts of lipid during starvation, and if allowed to feed on becoming adult showed a delayed onset to reproduction. Starvation in the fourth instar arrested embryogenesis, and in small aphids resulted in degeneration of gonadal and somatic tissues.

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Résumé Des virginipares de M. viciae Buckton, privées de nourriture à partir de la mue au quatrième stade, achèvent leur développement et muent en adulte en perdant du poids; elles montrent que croissance et développement peuvent être indépendants. Le jeûne pendant le quatrième stade provoque en moyenne la perte de 84% des réserves lipidiques. Le poids à la mue imaginale dépend significativement du poids lors de la mue du quatrième stade: de petits pucerons achèvent leur développement plus lentement que les gros. Le jeûne pendant le 4ème stade interrompt l'ovulation et le développement des gonades; lorsque les adultes peuvent se réalimenter après ce jeûne, la période précédant la ponte est plus longue. L'examen histologique montre que les pucerons les plus petits subissent une régression somatique et gonadale plus importante que les plus lourds: la dégenérescence des gonades apparaît chez les petits pucerons après le jeûne au 4ème stade, tandis que les plus gros voient leur potentiel reproductif réduit par un arrêt de l'embryogenèse.

     

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.     

Cowpea aphid performance and behaviour on two resistant cowpea lines

In a series of laboratory and climate chamber tests we compared the growth and behaviour of Aphis craccivora on one susceptible (ICV-1) and two aphid-resistant (ICV-11 and ICV-12) cowpea lines. The aphids' growth rates were much lower on the resistant cowpea lines than on the susceptible one, indicating strong antibiosis. In addition, the aphids invariably settled in higher numbers on the susceptible line than on either of the resistant. Compared to ICV-1, damaged leaves of the resistant line ICV-12 were settled upon to a higher degree than undamaged leaves, and leaf discs from the same line were even less resistant.On resistant lines individual aphids waited a significantly longer time before making their first test probe. Total probing time as well as the time preceding a decision to stay or leave was also longer.These results are discussed in relation to the possible mechanisms involved, and we also consider the effects of previous leaf feeding on the expression of resistance in the field.

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Résumé Au cours d'expériences au laboratoire et en chambres climatisées nous avons comparé la croissance et le comportement de A. craccivora sur une lignée sensible (ICV-1) et deux lignées résistantes (ICV-11 et ICV-12) de V. unguiculata. Les vitesses de croissance des pucerons ont été beaucoup plus lentes sur les lignées résistantes que sur la lignée sensible, ce qui révèle une forte antibiose. De plus, les pucerons atterrissent invariablement en plus grand nombre sur la variété sensible. Par comparaison avec ICV-1, les atterrissages sur lignée résistante ICV-12 étaient plus nombreux sur les feuilles endommagées que sur les feuilles intactes; les disques de feuilles de cette même lignée étaient encore moins résistants.Les pucerons ont séjourné individuellement un temps plus long sur les lignées résistantes avant de faire leur premier sondage. Le temps consacré aux sondages ainsi que le temps précédant de choix entre départ ou maintien sur la feuille étaient plus longs avec les lignées résistantes.Ces résultats ont été discutés en fonction des mécanismes impliqués. Nous avons aussi examiné les effets de la consommation antérieure sur les manifestations de la résistance dans la nature.

     

The mechanisms of resistance in common beans to the leafhopper Empoasca kraemeri

Greenhouse and field studies were conducted to determine the mechanisms of resistance (tolerance, antibiosis and antixenosis) in common beans Phaseolus vulgaris L. to the leafhopper Empoasca kraemeri Ross & Moore (Homoptera: Cicadellidae). No antibiosis effects were detected in any of the bean lines investigated. However, in both free choice and no choice tests in the greenhouse, ovipositional antixenosis was detected, and appeared to increase with increasing plant age in resistant bean lines. The results of the field study were similar to those obtained in the greenhouse and suggested that bean line EMP 81 possessed only tolerance as a mechanism of resistance to leafhoppers, while EMP 89, EMP 94, EMP 97 and EMP 82 were non-preferred by ovipositing leafhoppers.

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Résumé Des expériences en serres et en champ ont servi à analyser la résistance de P. vulgaris à E. kraemeri. L'importance de l'antibiose dans la résistance à E. kraemeri a été examinée en serre avec 5 variétés résistantes: EMP 81, EMP 82, EMP 89, EMP 94, EMP 97 et un témoin sensible BAT 41, 7 jours après le semis (cotylédons épanouis) et 20–25 j (2 à 3 feuilles). L'examen de la mortalité embryonnaire, du développement larvaire et du poids des larves de 5è stade n'a permis de déceler aucune manifestation d'antibiose sur les différentes variétés.Les préférences pour les lieux de ponte et d'alimentation ont été examinées avec des expériences avec des ou sans choix. Aucune variété n'a été plus rejetée que BAT 41 à 7 et 20–25 j pour l'alimentation. Par contre avec un choix libre, EMP 89 et EMP 97 ont reçu moins de pontes à 7 j que les autres variétés. A 25 j, EMP 89, EMP 94 et EMP 97 portaient moins de larves que BAT 41, EMP 81 ou EMP 82. Cette dernière cependant en l'absence de choix portait moins d'oeufs que BAT 41. L'antixénose de la ponte semble croître avec le développement de la plante pour EMP 89 et EMP 94, bien que la résistance à la ponte ait été plus stable aux fortes populations de E. kraemeri avec EMP 94 que EMP 89.Les résultats en champs, semblables à ceux des serres, ont suggéré que EMP 81 ne présente que la tolérance comme moyen de résistance à E. kraemeri tandis que EMP 89, EMP 94, EMP 97 et EMP 82 n'étaient pas préférentiellement choisis pour la ponte.

     

Variation in feeding behaviour of Nilaparvata lugens on resistant and susceptible rice varieties

The feeding behaviour of Nilaparavata lugens was monitored on three rice varieties showing different levels of resistance in the Philippines, using a video-assisted observation method. N. lugens made more frequent, shorter probes on the moderately resistant IR46 and resistant IR62 rice varieties than on the susceptible IR22. Honeydew production was significantly lower on the resistant varieties though insect weight gains in 24 h were similar on IR46 and IR22, both being significantly greater than on the highly resistant variety.Population development, growth index and damage ratings were low on IR62 indicating antibiosis and/or non preference. When IR46 plants were infested as seedlings population increase, growth index and damage ratings were similar to those on the susceptible IR22. When infested at a later stage of plant growth the damage rating showed a moderate level of resistance though some population development was maintained, indicating antibiosis and tolerance. N. lugens started probing less frequently after surface exploration on both resistant varieties than on IR22 suggesting the presence of a resistance factor associated with the surface waxes of these varieties.

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Résumé Le comportement alimentaire de Nilaparvata lugens sur variétés de riz, sensible (IR22), partiellement résistante (IR46) et fortement résistante (IR62), a été contrôlé avec une méthode associant la vidéo à l'observation. N. lugens faisait des piqûres plus fréquentes et plus brèves sur IR46 et IR62, que sur la variété sensible. La production de miellat était significativement plus faible sur les variétés résistantes, bien que les gains de poids des insectes aient été les mêmes en 24 h sur IR46 et IR22, les deux étant significativement supérieurs à celui sur IR62.La croissance de la population, l'indice de croissance et le taux de dégâts étaient tous plus faibles sur IR62, ce qui révèle une antibiose et/ou une absence de préférence. Quand la contamination des IR46 a au lieu au stade semis, la croissance de population, l'indice de croissance et le taux de dégâts étaient semblables à ceux de la variété sensible IR22. Quand la contamination avait lieu à un stade ultérieur, le laux de dégâts révélait un niveau modéré de résistance bien qu'une certaine croissance de population se soit maintenue, ce qui révèle antibiose et tolérance.Après exploration de la surface des feuilles des deux variétés résistantes, N. lugens sondait moins fréquemment que sur IR22, ce qui laisse présumer un facteur de résistance associé aux cires superficielles de ces variétés.

     

Effect of host ligation and starvation on the development and emergence of the parasitoid Campoletis sonorensis

The development of some parasitoids is coordinated by their hosts, via endocrine head or thoracic factors. Ligation of these hosts disrupts parasitoid development. To determine if host ligation affects the solitary, larval endoparasitoid Campoletis sonorensis (Cameron) (Ichneumonidae: Hymenoptera), Heliothis virescens (F.) (Noctuidae: Lepidoptera) larvae were parasitized by C. sonorensis and ligated or starved at various times after parasitization. Ligation and starvation increased parasitoid developmental time and the time of ligation or starvation affected parasitoid emergence. However, ligation and starvation had similar effects on parasitoid development and emergence. Based on our data, C. sonorensis development does not appear to be closely coordinated by hormonal factors produced by the host head and/or thorax.

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Résumé Le développement de certains parasitoïdes est coordonné avec celui de leur hôte, via les centres endocrines de la tête et du thorax. La ligature de ces hôtes interrompt le développement du parasitoïde. Pour déterminer si la ligature de l'hôte affecte l'endoparasite larvaire solitaire, C. sonorensis, des chenilles d'Heliothis virescens ont été parasitées par C. sonorensis, et ensuite ligaturées ou mises à jeûner à des temps variables après avoir été parasitées.Tant les chenilles parasitées avec succès que les autres ont présenté une croissance réduite (Fig. 1), mais, 3 jours après avoir été parasitées sans succès l'augmentation de poids a été plus rapide et a pu être distinguée de l'augmentation de poids des chenilles parasitées avec succès. La nymphose des témoins parasités sans succès était retardée par rapport à la nymphose des véritables témoins. La ligature et le jeûne ont eu des effets identiques sur l'émergence des parasitoïdes (Fig. 2), le pourcentage de parasitisme avec succès augmentant avec la durée du délai entre le parasitisme et le traitement (ligature ou jeûne). Les durées de développement des hôtes ligaturés ou mis à jeûner (Fig. 3) étaient toutes significativement plus longues que les durées de développement des témoins. Cependant, les durées de développement des parasitoïdes n'ont pas été modifiées par le traitement des hôtes, le sexe du parasitoïde et le moment du traitement. Le poids des cocons des parasitoïdes (Fig. 4) était lié linéairement avec le jour du traitement, mais sans modification significative par le sexe du parasitoïde ou le traitement de l'hôte.D'après nos travaux, C. sonorensis ne synchronise apparemment pas sa mue et son émergence avec son hôte, H. virescens. La ligature n'empêche pas complètement le développement ou l'émergence de C. sonorensis bien que le pourcentage d'émergence soit réduit par une ligature dans les 7 jours après le parasitisme. De plus, l'effet du jeûne est semblable sur le pourcentage d'émergences. Le pourcentage réduit d'émergence d'hôtes ligaturés ou mis à jeûner était lié significativement avec le moment du traitement, suggérant la responsabilité éventuelle de l'alimentation réduite de l'hôte. Des hôtes parasités ont continué de s'alimenter et de prendre du poids pendant 5 à 7 jours après la ponte, bien que d'une façon bien inférieure aux témoins non parasités, et cette prise d'aliments par l'hôte peut être nécessaire au succès du développement et à la croissance des parasitoïdes. Ligature et jeûne retardent de la mème façon le développement du parasitoïde; ce retard n'est pas lié au moment de la ligature ou du début du jeûne; ainsi, la réduction de la prise d'aliments peut ne pas être la cause première. L'émergence retardée peut être provoquée par un stress général plutôt que par un ou des facteurs céphaliques ou thoraciques spécifiques.

     

2-Undecanone, a pupal mortality factor in Heliothis zea: sensitive larval stage and in planta activity in Lycopersicon hirsutum f. glabratum

2-Undecanone, a compound found in the tips of the Type VI glandular trichomes of the wild tomato species Lycopersicon hirsutum f. glabratum C. H. Mull (accession PI 134417), when incorporated in artificial diet, was previously shown to cause pupal deformity and mortality among Heliothis zea (Boddie). In the present study, the developmental stage of H. zea sensitive to the effects of dietary 2-undecanone was determined by rearing larvae through the fourth instar on diet with or without 2-undecanone, then transferring them to new diet either with or without 2-undecanone. Dietary levels of 2-undecanone (0.055% wet wt) were representative of concentrations found in PI 134417 foliage. Ingestion of 2-undecanone during the fifth instar was both necessary and sufficient to cause pupal mortality. Rearing fifth instar H. zea on PI 134417 foliage with glandular trichomes intact (2-undecanone present at 0.084±0.026% wt wt) or with the trichomes, and hence 2-undecanone, removed indicated that these effects occur in planta. Potential implications of these findings for using 2-undecanone-mediated resistance for insect pest management are discussed.

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Résumé Il a été démontré précédemment que l'undécanone-2, présente dans les extrémités des trichomes glandulaires de type VI de la tomate sauvage Lycopersicon hirsutum glabratum C. H. Mull (accession PI 134417), provoque déformations et mortalité chez les chrysalides de Heliothis zea (Boddie) lorsqu'elle est incorporée dans une nourriture artificielle. Dans cette étude, le stade de développement de H. zea sensible aux effets de l'undécanone-2 a été déterminé en élevant les larves jusqu'au 4e stade sur une diète contenant ou non de l'undécanone-2, puis en les transférant sur une nouvelle diète avec ou sans undécanone-2. Les concentrations en undécanone-2 utilisées (0.055% du poids frais) étaient comparables aux concentrations présentes dans les feuilles du PI 134417. L'ingestion de l'undécanone-2 durant le 5e stade s'est avérée nécessaire et suffisante pour provoquer une mortalité au stade chrysalide. L'élevage du 5e stade de H. zea sur des feuilles de PI 134417 dont les trichomes sont intacts (l'undécanone-2 est présente à la concentration de 0.084±0.025% du poids frais) ou sur des feuilles dont les trichomes, et par conséquent l'undécanone-2, ont été éliminés, a démontré que les effets toxiques se produisent in planta.L'undécanone-2 pourrait être un facteur de résistance efficace des tomates, mais probablement uniquement dans les régions où H. zea est polyvoltime sur la tomate et où les premiéres générations se développent sur le feuillage pendant toute la période larvaire avant la maturation des fruits. Normalement, les premiers stades larvaires de H. zea se nourrissent de feuilles et les derniers stades des fruits. Les fruits ne contenant pas d'undécanone-2, les chenilles qui se développeraient sur les plants en fructification pourraient échapper aux effets toxiques.

     

Pattern and process in insect feeding behaviour: A quantitative analysis of the Mexican bean beetle, Epilachna varivestis

No-choice feeding trials and automatic feeding detector studies were used in a quantitative analysis of the feeding behaviour of adult Mexican bean beetles on their host-plant. Different chemical stimuli and physiological factors gave clearly distinguishable patterns in the feeding process. Compared to controls: age had no marked effect; starvation synchronised and reduced the time of initiating feeding, increased consumption rates, increased feeding duration, but did not alter the number of meals; sucrose increased consumption rates over the same feeding duration as controls, and reduced the number of meals; phenolic compounds decreased consumption rates, feeding durations and number of meals. The methodology produces quantitative indices of specific feeding behaviours from the measurement of cumulative consumption/time data, while being sufficiently rapid for screening plant materials and chemicals. The methods are considered generally applicable to laboratory bioassays with phytophagous insects, and are being used to generate a predictive model for the Mexican bean beetle.

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Résumé Des expériences sans choix et des études avec un enregistreur automatique de l'alimentation ont été utilisées pour une analyse quantitative du comportement alimentaire des adultes d'Epilachna varivestis sur leur plante hôte.La consommation cumulée à partir de données temporelles d'insectes isolés a permis de déterminer les courbes temporellement cumulées de la consommation moyenne, les surfaces recouvertes par ces courbes, un rapport entre les aires des courbes expérimentales et témoin, le moment du début du repas, le nombre et la durée des périodes de jeûne et de repas et les taux de consommation pendant les repas. Les témoins ont été comparés aux résultats avec des stimuli physiologiques et chimiques variés.L'âge n'a pas d'effet sensible, peut être parce qu'il s'agit d'un insecte à longévité élevée. La privation d'aliment synchronise et réduit le temps de latence avant le repas, accroît les taux de consommation et les périodes de repas, mais augmente les taux de consommation pour les périodes d'alimentation identiques par rapport aux témoins; le nombre de périodes de repas et le nombre et la durée des périodes de jeûne diminuent. Quelques composés phénologes augmentent le temps avant le repas tandis que d'autres ne le font pas. Beaucoup de composés phénologes diminuent les taux de consommation, les durées et le nombre de repas, tandis qu'ils augmentent la durée des périodes de jeûne et diminuent leur nombre.Cette méthodologie fournit des indices quantitatifs des comportements alimentaires spécifiques et est suffisamment rapide pour tester des végétaux et des substances chimiques. Ces méthodes paraissent applicables à la majorité des essais en laboratoire avec des insectes phytophages, et ont été utilisées pour construire un modèle prédictif sur Epilachna varivestis.

     

Effect of larval density on development and induction of reproductive diapause in Bruchidius atrolineatus

In Bruschidius atrolineatus (Pic), an increase in larval density inside the seed led to a reduction in the survival rate during post-embryonic development, with only a limited decrease in the weight of adults. A high larval density increased the proportion of adults in reproductive diapause under certain thermoperiodic conditions. Under other conditions that already promote the emergence of a high proportion of diapausing beetles, an increase in larval density had no effect on diapause.There was no correlation between the larval developmental time and the weights of adults in a strain with a very low incidence of diapause. However, such a correlation was observed when both sexuallyactive and diapausing beetles emerged. This correlation was explained by the longer developmental times and lower weights of diapausing beetles.

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Résumé Chez Bruchidius atrolineatus, l'accroissement de la densité larvaire à l'intérieur de la graine entraîne une augmentation de la mortalité alors que la réduction de poids des individus à l'émergence est relativement limitée. L'accroissement de la densité larvaire provoque une augmentation du taux d'adultes en diapause reproductrice, dans certaines conditions thermopériodiques. Dans d'autres conditions, permenttant l'émergence d'un fort taux d'adultes diapausants, l'effet de la densité larvaire est nul. Lorsque l'on analyse l'effet de la densité chez les individus d'une souche ne présentant pas de phénomène de diapause, il n'y a pas de corrélation entre la durée de développement et le poids des adultes. Par contre, lorsqu'il y a émergence d'adultes sexuellement actifs et diapausants, il existe une corrélation entre la durée de développement et le poids des adultes émergeants. Cette corrélation est due au fait que les adultes diapausants, qui présentent les durées de développement les plus longues, sont ceux qui ont les poids les plus faibles.