Morphological characteristics of sugarcane and insect resistance

Physiological, chemical and morphological make-up of the different sugarcane clones have a great impact on the resistance to various insect pests.Resistance to internode borer (Proceras indicus) has been found associated with the girth and the length of the top 1 to 5/6 immature internodes.A low number of stomata per unit has been associated with the resistance character of varieties to sugarcane scale (Melanaspis glomerata).Similar several morphological characters in sugarcane varieties have been found associated with resistance to moth borer (Diatraea saccharalis), whitefly (Aleurolobus barodensis), pyrilla (Pyrilla perpusilla), Mite (Oligonychus indicus), eriophyid mite and black bug (Macropes excavatus).

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Zusammenfassung Die physiologische, chemische und morphologische Ausstattung der verschiedenen Zuckerrohr-Klone hat eine große Bedeutung für die Resistenz gegenüber verschiedenen Insekten.Die Resistenz gegen den Internodienbohrer (Proceras indicus) ist nachweislich mit Umfang und Länge der oberen 5–6 Internodien verbunden.Eine geringe Spaltöffnungszahl steht in Beziehung zu den Resistenzeigenschaften der Sorten gegen die Zuckerrohr-Schildlaus (Melanaspis glomerata).Verschiedene ähnliche morphologische Eigenschaften der Zuckerrohr-Sorten erwiesen sich als verknüpft mit ihrer Resistenz gegen den Zuckerrohrbohrer (Diatraea saccharalis), die Mottenschildlaus (Aleurolobus barodensis), die Zikade Pyrilla perpusilla, die Spinnmilbe Oligonychus indicus, eine Gallmilbe und die Schwarze Wanze (Macropes excavatus).

     

Genetics of resistance to organophosphorus compounds and low ali-esterase activity in the housefly

The relation between low ali-esterase activity and organophosphate resistance was studied in a malathion and a diazinon resistant strain of houseflies by a system of repeated back-crosses with a susceptible strain. In the malathion resistant strain G, low ali-esterase activity and resistance are dependent on one and the same autosomal gene. In the diazinon resistant strain F one gene is responsible for the low esterase activity and part of the resistance, whereas at least one other resistance factor is present not affecting the esterase activity. Two subcolonies were obtained, one which is called F_a with only the gene for low ali-esterase activity, the other, called F_b, without this gene but with another resistance factor. Since Nguy and Busvine found a single gene to be responsible for resistance in three other strains, a total of five strains has now been found to have an important gene for low esterase activity and resistance to phosphate compounds. These genes, which differ in the degree or specificity of the resistance they confer to the strains, are probably all alleles. It is concluded that physiologically closely related defence mechanisms must be responsible for these different kinds of resistance.

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Zusamenfassung Der Zusammenhang zwischen niedriger Aliesterase-Aktivität und Phosphorester-Resistenz wurde in einem gegen Malathion und einem gegen Diazinon resistenten Stamm von Musca domestica mit Hilfe eines Systems wiederholter Rückkreuzungen mit einem normalsensiblen Stamm studiert. In dem Malathion-resistenten Stamm sind niedrige Aliesterase-Aktivität und Resistenz von ein und demselben autosomalen Gen abhängig. In dem Diazinon-resistenten Stamm F ist ein Gen für niedrige Esterase-Aktivität und einen Teil der Resistenz verantwortlich, während mindestens ein weiterer Faktor für Resistenz ohne Einfluß auf die Esterase-Aktivität vorhanden ist. Zwei Stämme wurden gezüchtet: einer, F_a genannt, nur mit dem Gen für niedrige Esterase-Aktivität, und der andere, F_b ohne dieses Gen, aber mit einem anderen Resistenzfaktor.Da Nguy und Busvine in drei Stämmen je ein einziges für die Resistenz verantwortliches Gen gefunden haben, sind nun insgesamt fünf Stämme mit einem wichtigen Gen für niedrige Esterase-Aktivität und Phosphorester-Resistenz beschrieben worden. Diese Gene, die sich nach dem Grade und der Spezifität der Resistenz, die sie bewirken, unterscheiden, sind wahrscheinlich alle Allele. Es wird daraus geschlossen, daß für diese verschiedenen Arten von Resistenz physiologisch nahe verwandte Abwehr-Mechanismen verantwortlich sein müssen.

     

Linkage relationships of several insecticide resistance factors in the house fly (Musca domestica L.)

Summary Strains of the house fly resistant to parathion, malathion, Isolan, and DDT were crossed with a susceptible strain which carried the recessive marker, stubby-wing (stw). F₁ populations were composed of normal-winged insecticide-resistant flies. When the F_1's were backcrossed to the stw parent, the resultant normal-winged progeny were resistant and the stw progeny were susceptible. Thus the major factors for resistance in the strains studied were all located on the same chromosome.Similar cross-over ratios were observed with parathion and malathion-resistant strains and populations of resistant stw flies were established. Low ali-esterase, characteristic of the parent resistant strains, was also present in the resistant stw strains.No crossing-over occurred between stw and DDT-resistance. Resistance to DDT, present in the malathion-resistant strain, was not introduced with malathion-resistance into the stw strain. Therefore, the factors for DDT and malathion resistance, although linked, are genetically distinct.

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Zusammenfassung Stubenfliegenstämme, die Resistenzfaktoren gegen Parathion, Malathion, Isolan^R (1-isopropyl-3-methyl-5-pyrazolyl dimethylcarbamate) und DDT tragen, wurden mit einem anfälligen Stamm gekreuzt, der das rezessive Markierungsgen, stummelflügelig (stw), aufweist. Die F₁-Populationen jeder Kreuzung bestanden aus normalflügeligen, insektizidresistenten Fliegen. Wenn die F₁-Fliegen mit den stw-Eltern rückgekreuzt wurden, waren die normalflügeligen Nachkommen resistent gegen alle Insektizide und die stw-Nachkommen anfällig. Also sind die Hauptresistenzfaktoren der untersuchten Stämme alle in dem gleichen Chromosom lokalisiert.Für die Faktoren, welche die Resistenz gene Parathion und Malathion kontrollieren, wurden ähnliche crossing over-Verhältnisse beobachtet, und es wurden Populationen von stw-Fliegen aufgebaut, die resistent gegen diese Insektizide sind. Niedrige Ali-Esterase-Aktivität, die für die parathion- und malathionresistenten Ausgangsstämme charakteristisch ist, war auch in den resistenten stw-Stämmen vorhanden, so daß das Gen für niedrige Ali-Esterase-Aktivität identisch oder eng mit den Resistenzgenen verbunden ist.Eine unzulängliche Trennung zwischen anfälligen und isolanresistenten Fliegen schloß die Möglichkeit der crossing over-Messung des Faktors für Isolanresistenz aus. Zwischen stw und DDT-Resistenz wurde kein crossing over beobachtet. Hohe Kreuzungsresistenz gegen DDT, die in einem malathionresistenten Stamm vorhanden ist, wurde mit dem Faktor für Malathionresistenz nicht in den stw-Stamm eingeführt. Die Faktoren für die Resistenz gegen DDT und Malathion sind demnach genetisch unterschiedlich.

     

Enige Bemerkungen zu der Nematodenresistenz der ArtenS. multidissectum Hawk.,S. kurtzianum Bitt. et Wittm. undS. juzepczukii Buk

Zusammenfassung Es wurde das Vorkommen von Nematodenresistenz in den ArtenS. kurtzianum, S. multidissectum sowie in den Bastardpopulationen auf 2x- und 4x-Basis bestätigt.Es konnte jedoch beiS. kurtzianum wie auch beiS. multidissectum nur eine Resistenz gegen eine Normalpopulation (A) festgestellt werden.Es ist somit wahrescheinlich, daß die Bog Hall-Rasse (2) aus Großbritannien und unsere Normalpopulation (A) weitgehend identisch sind.Dieser Feststellung stehen die Ergebnisse vonDunnett entgegen, der beiS. multidissectum wohl Resistenz gegen die Rasse 1 (Duddingston), aber Anfälligkeit gegen die Rasse 2 (Bog Hall) vertritt.BeiS. juzepczukii — als Bastard geprüft — ließ sich Resistenz weder gegen die Rasse A noch gegen die Rasse B nachweisen.Es wird die Ansicht der zitierten Autoren geteilt, daß vermutlich eine Gen: Gen-Korrespondenz zwischen den pathogenen Rassen und den Resistenzgenen aus den verschiedenen Spezies und Genotypen besteht.Es erschient deshalb angebracht, die Nematodenresistenzzüchtung auf eine genetisch möglichst breite Basis zu stellen. Es sollen die Resistenzgene der verschiedenen Arten in kulturwürdigeS. tuberosum-Bastarde eingebaut werden, auch wenn sich im Augenblick nur Resistenz gegen die Normalrasse A nachweisen läßt.Herrn Prof. Dr.R. Schick zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Glandular trichome exudate is the critical factor in geranium resistance to foxglove aphid

Resistance to the foxglove-aphid (Acyrthosiphon solani Kaltenbach) has been demonstrated in some inbred geranium lines (Pelargonium Xhortorum Bailey). To establish more definitively the cause/effect relationship between tall glandular trichome exudate and resistance, an intact plant bioassay was performed comparing a resistant plant line, a resistant plant line from which the tall glandular trichome exudate had been removed using a basic buffer solution, a susceptible line and a susceptible line treated with the buffer wash. After 5 days of isolation on the respective surfaces, the number of surviving adult aphids as well as the number of nymphs produced and remaining alive were determined. Aphids on the buffer washed, resistant line exhibited mortality and fecundity which was not significantly different from that produced by the susceptible line. In contrast, the untreated resistance line was clearly resistant with lower adult survival and fewer living nymphs. The tall glandular trichome exudate must therefore be a critical factor in geranium resistance to the foxglove aphid.

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Zusammenfassung Widerstandsfähigkeit dem Fingerhut-Blattlaus (Acyrthosiphon solani Kaltenbach) gegenüber wurde in einigen durch Inzucht erzeugten Pelargonie-Linien (Pelargonium Xhortorum Bailey) gezeigt. Um das Verhältnis von Ursache und Wirkung zwischen dem hochgewachsenen glandulären Trichom-Exudat und Widerstandsfähigkeit genauer zu bestimmen, wurde eine Bio-Untersuchung an intakten Pflanzen unternommen. Dabei wurden eine widerstandsfähige Pflanzenlinie, eine widerstandsfähige Pflanzenlinie, von der das hochgewachsene glanduläre Trichom-Exudat durch eine basische Pufferlösung entfernt worden war, eine anfällige Linie und eine mit Pufferlösung behandelte Linie verglichen. Zwei erwachsene weibliche Blattläuse wurden fünf Tage durch ein engmaschiges Netz auf den zu untersuchenden dritten und vierten Knotenblättern eingesperrt. Bei jeder Pflanze wurde die Untersuchung an einem nichtbehandelten Blatt und an einem Blat, von dem das Exudat durch Waschen mit der Pufferlösung entfernt worden war, durchgeführt. Für jede Linie wurden fünf Pflanzen gebraucht, und der ganze Versuch wurde sechsmal wiederholt. Nach einer fünftägigen Isolierung auf den jeweiligen Oberflächen wurden die Blätter von der Pflanze entfernt, und sowohl die Zahl der überlebenden erwachsenen Blattläuse wie auch die der produzierten und noch am Leben gebliebenen Nymphen festgestellt. Mit einer niedrigeren Überlebensrate der Erwachsenen und weniger noch lebenden Nymphen war die nichtbehandelte widerstandsfähige Linie deutlich widerstandsfähig. Im Gegensatz dazu zeigten die Blattläuse auf der mit Puffer gewaschenen widerstandsfähigen Linie eine Sterblichkeit und Fruchtbarkeit, die nicht erheblich höher waren, als die auf der anfälligen Linie, was beweist, daß das Waschen mit der Pufferlösung den Widerstandsfaktor entfernt hatte. Das hochgewachsene glanduläre Trichom-Exudat muß deshalb ein kritischer Faktor in der Widerstandsfähigkeit gegen Pelargonie-Schädlinge sein.

     

Artbastarde zwischen Zuckerrüben undBeta patellaris Moq.

Zusammenfassung Es wird über gelungene Kreuzungen von Zuckerrüben mitBeta patellaris und die F₁ und F₂ dieser Kreuzungen berichtet. Es wurden zwei Typen von Zuckerrüben, diploide und tetraploide, mitBeta patellaris gekreuzt. Die F₁-Bastarde aus diesen Kreuzungen zeigten 27 und 36 Chromosomen. Die meisten Sämlinge aus diesen Kreuzungen überdauerten das Sämlingsstadium nicht, weil sie keine sekundären Wurzeln bildeten. Vier Individuen, zwei 27-chromosomige und zwei 36-chromosomige, entwickelten sich ohne Pfropfung und auf eigenen Wurzeln normal und gaben Schoßtriebe.Der Bastardcharakter dieser Pflanzen hat sich im Habitus geäußert. Während der Meiose wurden Anomalien festgestellt, die zu starker Pollen-Sterilität führten. Der Samenansatz war sehr gering. Die zwei 27-chromosomigen F₁-Bastarde haben 46 Knäuel gegeben und von diesen sind nur 5 F₂-Pflanzen ausgekeimt.Von zwei 36-chromosomigen Bastarden wurden 207 Knäuel gesammelt, die nach der Keimung 88 F₂-Pflanzen erbrachten. Die Pflanzen der F₂-Generation zeigten einen sehr verschiedenen Grad von Lebensfähigkeit und sehr große Variabilität im karyologischen und morphologischen Charakter.Die F₁-Pflanzen wurden nach Abschneiden der Triebe für weitere Untersuchungen vegetative vermehrt. Die F₂-Pflanzen werden auf Resistenz gegen Mosaik-Virus sowie gegen Nematoden mittels künstlicher Infektion untersucht. Diese Untersuchungen sind im Gange.Mit 6 Abbildungen     

Non-stable resistance to demeton-methyl in a strain of Myzus persicae

The progeny of one viviparous aptera from a strain of Myzus persicae which appeared to have become resistant to organophosphorus insecticides, were bred asexually in an environment free from these materials. At approximately the 7th generation, the clone when compared with a susceptible strain had a 25-fold resistance to demeton-methyl. With subsequent generations the resistance gradually declined and within 30 generations from its establishment the clone was no longer resistant.

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Zusammenfassung Die Nachkommen einer viviparen Aptera von Myzus persicae, die offenbar resistent gegen organische Phosphorverbindungen geworden waren, wurden in einer insektizidfreien Umwelt geschlechtslos vermehrt. Ungefähr in der siebenten Generation, wenn der Klon mit einem normalen Stamm verglichen wurde, hatte er eine 25-fache Resistenz gegen Demeton-methyl. Mit weiteren Generationen nahm die Resistenz allmählich ab und 30 Generationen nach seiner Gründung war der Klon überhaupt nicht mehr resistent.

     

Plant Proteinase inhibitors: A defense against herbivorous insects?

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

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

     

Veränderungen an Pflanzen hervorgerufen durch Entfernung der Blüten

Zusammenfassung Die Untersuchungen haben gezeigt, wie mannigfaltig die Wirkung der Verhinderung des Blühens durch die Entfernung von Blütenknospen auf die Pflanze sein kann. BeiMirabilis Jalapa beobachtet mau an Pflanzen, die aus Samen gezogen worden waren und denen die Blütenknospen kontinuierlich abgenommen wurden, Vergrößerung der parenchymatischen Zellen im Mark der Internodien wie auch des Blattstiels und Vergrößerung der Blätter und der Knollen gegenüber den unbehandelten Pflanzen. An der ganzen Pflanze kamen Seitentriebe zur Entwicklung, was bei den normalen Pflanzen nicht in diesem Ausmaße der Fall war.BeiZinnia elegans undAgeratum mexicanum veränderte sich durch die Wegnahme der Blütenknospen bei einer Anzahl von Exemplaren der ganze Habitus. Die Vergrößerung einzelner Gewebsteile ist am Stengelquerschnitte schon makroskopisch festzustellen. Besonders ist das Auftreten von Holzsubstanz an Gewebsteilen, an denen sie bei diesen Arten normalerweise während der einjährigen Vegetationszeit nicht nachzuweisen ist, hervorzuheben. An den der Blüten beraubten Pflanzen vonZinnia elegans undAgeratum mexicanum war Phellogenbildung feststellbar. Im Anschlüsse an die Untersuchungen Sehoutes wurde eine Endodermis mit Casparyschem Streifen beiZinnia elegans undAgeratum konstatiert; bei letzteren Pflanzen tritt sie durch das Abschneiden der Blütenknospen deutlicher zum Vorsehein.     

Two types of sesamex-suppressible resistance in the housefly

In a resistant strain of housefly, Fc, derived from a Danish strain, DDT resistance and most of the diazinon resistance are under the control of the third chromosome. Resistance to both compounds is suppressed by sesamex. These two facts indicate that there is a single mechanism responsible for resistance to these (and many other) compounds. It appears that in this strain DDT is rapidly metabolized and that water soluble products are excreted. This metabolism is blocked by sesamex.A Dutch strain with high resistance to dithion did not show the low aliesterase activity characteristic of most organophosphate-resistant strains. Therefore a resistance mechanism different from that in most other strains was expected. The fact that sesamex can suppress the dithion resistance indicates that a detoxication mechanism that can be blocked by this synergist is responsible for the resistance. The gene for this resistance is on the fifth chromosome.

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Zusammenfassung In einem resistenten Stubenfliegenstamm, Fc, der aus einem dänischen Stamm hervorgegangen ist, wird die DDT-Resistenz und der grösste Teil der Diazinon-Resistenz von dem dritten Chromosom kontrolliert. Die Resistenz gegen beide Verbindungen wird durch Sesamex verringert. Diese beiden Tatsachen zeigen, dass für die Resistenz gegen diese (und viele andere) Stoffe ein einziger Mechanismus verantwortlich ist. Es ergibt sich, dass in diesem Stamm DDT schnell abgebaut wird und dass wasserlösliche Produkte ausgeschieden werden. Dieser Abbau wird durch Sesamex blockiert.Ein holländischer Stamm mit hoher Resistenz gegen Dithion zeigt die für die meisten organophosphatresistenten Stämme charakteristische niedrige Aliesterase-Aktivität nicht. Daher wurde ein anderer Resistenzmechanismus als in den meisten anderen Stämmen erwartet. Die Tatsache, dass Sesamex die Dithionresistenz senken kann, zeigt, dass ein Mechanismus für die Resistenz verantwortlich ist, der durch diesen Synergisten blockiert werden kann. Das Gen für diese Resistenz befindet sich auf dem fünften Chromosom.

     

Versuch einer genetischen Analyse von Resistenz und Anfälligkeit am Beispiel des Tabaks

Zusammenfassung Eine Mutation in einem Genort hat die Disposition der Tabaksorte Virgin A für die beiden Krankheitserreger Y Virus undPeronospora tabacina verändert, und zwar wurde die Resistenz gegen Y Virus extrem erhöht, die Resistenz gegenPeronospora aber extrem erniedrigt. Es wurde nun der Versuch gemacht, den direkten Zusammenhang zwischen der Dispositionsänderung und der Änderung im Genort aufzudecken, wobei die Erwägungen auf der Voraussetzung basieren, daß eine Mutation den Verlust eines Fermentes bedeutet.Y Virus-Anfälligkeit undPeronospora-Resistenz setzen beide die Fähigkeit in der Wirtspflanze voraus, physiologische Kräfte zu aktivieren, denn sowohl um das Virus zu vermehren als auch um dem Pilz zu widerstehen, muß die Pflanze eigene Energien bereitstellen. Kann sie das nicht, so bleibt sie frei vom Y Virus, wird aber befallen vom Pilz. Es wird nun angenommen, daß der Verlust des Fermentes in der Mutante zugleich ein Verlust der Fähigkeit zu Energie verbrauchenden Prozessen ist, so daß die Mutante damit gegenüber ihrer Ausgangsform Virgin A eine erhöhte Resistenz gegen Y Virus, aber verminderte Resistenz gegenPeronospora besitzt.

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Summary A mutation in one gene locus has changed the predisposition of the tobacco variety Virgin A: resistance to Y Virus was extremely increased, resistance toPeronospora tabacina was extremely decreased. In trying to detect the connection between this change of predisposition and the change in the gene locus a hypothesis was established, which is based upon the presupposition, that any event of mutation is equivalent to the loss of an enzyme.Multiplying of virus and resisting to fungus demand an activation of physiological energy in the host plant. If the plant is unable to make this energy available, it will remain free from Y Virus but will be attacked byPeronospora. It is now supposed that the loss of a certain enzyme in the mutant is concomitant with the loss of an energy performing capacity. Thus the mutant is diminished in resistance toPeronospora and intensified in resistance to Y Virus.

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Mit 1 Abbildung     

Relation between growth pattern and resistance to Aphis fabae Scopoli in three varieties of field bean (Vicia faba L.)

Three varieties of Field (Spring) Bean were compared in a small plot trial: Rastatt (known to be relatively resistant to Aphis fabae), Schlanstedt (very susceptible) and an English Tick Bean. Records were kept of the growth of the plants and of the day-to-day incidence of winged Aphis fabae and Acyrthosiphon pisum, with periodic aphicidal spraying to minimize damage to the plants.Schlanstedt was the first to flower and fruit, Rastatt intermediate and Tick last with the most shoots, leaves and flowers. Yields were about the same from Schlanstedt and Rastatt and somewhat lower from Tick. The relative incidence of A. fabae both among the organs of one variety and between varieties was correlated with growth pattern. The smaller number of aphids on Rastatt compared with both Schlanstedt and Tick was associated with the compromise growth pattern of Rastatt, wherein growth was more equally divided between shoots and fruits, and apparently less vigorous in the individual organs, during the critical weeks.These observations, together with the contrasted behaviour of A. pisum and previous work on phloem sap composition in relation to plant growth and aphid nutrition, suggest that the sap may have been least nutritious for aphids in Rastatt, and that the resistance of Rastatt to A. fabae may have been due to the winged migrants responding to some superficial plant features associated with growth pattern and sap composition. Possible practical implications are briefly mentioned.

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Zusammenfassung In einem kleinen Parzellenversuch wurden drei Ackerbohnensorten verglichen: Rastatter (bekannt als relativ resistent gegen Aphis fabae), Schlanstedter (sehr anfällig) und eine englische Tick Bohne. Das Wachstum der Pflanzen und der tägliche Befall mit geflügelten Aphis fabae und Acyrthosiphon pisum wurden aufgezeichnet (protokolliert), dabei hielten periodische Spritzungen mit Aphidiciden die Schädigung der Pflanzen möglichst niedrig.Schlanstedter blühte und fruchtete als erste, danach Rastatter (intermediär) und Tick mit den meisten Trieben, Blättern und Blüten zuletzt. Die Erträge von Schlanstedter und Rastatter waren annähernd die gleichen, die von Tick etwas niedriger. Der relative Befall mit Aphis fabae stand sowohl auf den Organen einer Sorte wie zwischen den Sorten in Beziehung zur Wuchsform. Die geringere Anzahl der Blattläuse auf Rastatter im Vergleich sowohl mit Schlanstedter wie mit Tick war mit dem Kompromiß-Wachstum der Rastatter verbunden, wobei das Wachstum während der kritischen Wochen zwischen Trieben und Früchten gleichmäßiger verteilt und offensichtlich bei den einzelnen Organen weniger kräftig ist.Zusammen mit dem gegensätzlichen Verhalten von A. pisum und früheren Arbeiten über die Phloemsaftzusammensetzung in Beziehung zu Pflanzenwuchs und Aphidenernährung weisen diese Beobachtungen darauf hin, daß der Phloemsaft für die Blattläuse bei der Rastatter am wenigsten nahrhaft sein dürfte und daß die Resistenz der Rastatter gegen Aphis fabae auf der Reaktion der geflügelten Migranten auf einige oberflächliche Pflanzeneigenschaften beruhen könnte, die mit Wachstumseigentümlichkeiten und der Saftzusammensetzung verbunden sind. Mögliche praktische Folgerungen werden kurz erwähnt.

     

Alkaloid secretion by trichomes of Nicotiana species and resistance to aphids

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

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

     

Host plant preference of the soybean pod borer, Grapholitha glicinivorella matsumura (Lep., Eucosmidae)

The host plant preference of the soybean pod borer, an important factor in the resistance of the soybean plant, was studied in the field, using four varieties, two hairy and two glabrous. It was found that there was a considerable difference in the number of eggs laid on the hairy and glabrous varieties, and also in the place where eggs were laid. These differences were observed when the hairy varieties were planted alternately with the glabrous ones. However, the difference in the number of eggs laid was not found when all pods of the soybean plants were removed. This treatment of the hairy varieties caused a great decrease in the number of eggs laid, while on the glabrous varieties this was not the case. These observations suggest that two factors operate (a) varietal preference (b) site preference within plants, e.g. the. hairy pod is the most attractive oviposition site.

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Zusammenfassung Die Wirtspflanzenpräferenz des Sojabohnenbohrers, eine wichtige Erscheinung hinsichtlich der Resistenz der Sojabohnenpflanze, wurde im Freiland unter Benutzung von je zwei Varietäten behaarter und unbehaarter Sojabohnen untersucht. Es zeigte sich, daß sowohl hinsichtlich der Anzahl als auch der Lokalisation der abgelegten Eier zwischen den haarigen und unbehaarten Varietäten der Bohnen ein beträchtlicher Unterschied besteht. Diese beiden Unterschiede wurden auch dann festgestellt, wenn die haarigen Varietäten im Wechsel mit den haarlosen gepflanzt worden waren. Als jedoch sämtliche Schoten aller Sojabohnenpflanzen künstlich entfernt wurden, konnte kein Unterschied in der Anzahl der abgelegten Eier mehr gefunden werden. Diese Behandlung verursachte bei den haarigen Varietäten eine übermäßige. Verminderung der Eizahl, während dies bei den haarlosen nicht der Fall was.Diese Beobachtungen zeigen offenbar, daß es hinsichtlich dieses Gegenstandes zwei Haupterscheinungen gibt, nähmlich Inter-und Intravarietätenpräferenz, und daß die erstere stark von der Anwesenheit der haarigen Hülse beeinflußt wird, dieals die anziehendste Eiablagestelle zu gelten hat.

     

Zur osmotischen Resistenz von Diatomeen der Gezeitenzone

Zusammenfassung Diatomeen der Gezeitenzone bzw. des Brackwassers wurden auf ihr Ver-halten gegenüber hypertonischen und hypotonischen Seewasserkonzentra-tionen geprüft; alle drei zeigen eine hohe Resistenz gegenüber plötzlichem Konzentrationswechsel.In Übereinstimmung mit früheren Befunden an anderen Diatomeen ver-einigen die Zellen bei Konzentrationssteigerung eine Erhöhung des osmoti-schen Wertes mit einer mehr oder weniger großen Plasmolyseresistenz. Auch die Herabsetzung der Außenkonzentration dürfte zu einer Senkung des osmotischen Wertes führen; fürMelosira moniliformis wurde die Anpas-sung an herauf- und herabgesetzte Außenkonzentrationen nachgewiesen.Die untersuchten Diatomeen haben wie viele andere Bewohner des Salz-wassers hohe Resistenz gegen Hypertonie wie gegen Hypotonie; durch die leichte Salzendosmose und -exosmose sowie durch ihre Fähigkeit, dadurch hervorgerufene Schwankungen ihres osmotischen Wertes zu ertragen, sind die Zellen den Lebensbedingungen am Standort ausgezeichnet angepaßt.Dem Direktor der Biologischen Station Roscoff, Herrn Professor Dok-tor G. Teissier, und seinen Mitarbeitern danke ich sehr herzlich für die gastfreundliche Aufnahme und ihre vielseitige Hilfe.Herrn Professor Dr. Karl Höfler zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Die Ertragsleistung rostresistenter 44- und 42-chromosomiger Weizenquecken-Bastarde

Zusammenfassung Es wurden 44-chromosomige Weizenqueckenbastarde hergestellt, in denen dasAgropyrum-Chromosom, welches umfassende Resistenz gegen die Rassen des Braun-und Gelbrostes enthält, disom an den Weizenchromosomensatz addiert ist.Die Wirkung dieses Chromosoms auf die Ertragsleistung wurde im Feldanbau geprüft (Drillversuch und Einzelkornversuch) und in Vergleich gesetzt zu genetisch gleichem Material ohneAgropyrum-Chromosom.DasAgropyrum-Chromosom bewirkt eine Minderung der Vitalität der Pflanzen (schlechtere Keimung, langsamere Entwicklung, geringere Halmzahl), die aber vorteilhaft kompensiert wird durch eine Förderung der Kornausbildung. Die mehr oder weniger günstige Kombinationseignung der Elternpflanzen kann diesenAgropyrum-Einfluß aber ganz überdecken, so daß in guten Ertragstypen die Leistung der 44-chromosomigen derjenigen der 42-chromosomigen anfälligen entspricht. Es gelang die Selektion von Linien, deren Ertrag über dem des Standards lag. Die Wirkung desAgropyrum-Chromosoms auf die Leistung scheint günstiger zu sein, wenn der Chromosomenarm, der die Gelbrostresistenz trägt, fehlt.Es wurden vier 42-chromosomige Linien hergestellt, in denen ein Chromosomenpaar des Weizens (I und II, zwei weitere noch nicht identifiziert) durch dasAgropyrum-Resistenz-Chromosom substituiert ist. Die Ertragswerte der bisher geprüften Linien liegen im Bereich derjenigen der 44-chromosomigen Linien. Die Wirkung desAgropyrum-Chromosoms auf die einzelnen Ertragskomponenten wird überdeckt durch den Einfluß, den das Fehlen des Weizenchromosomenpaares verursacht.Mit 7 AbbildungenHerrn ProfessorOehlkers zum 70. Geburtstag.     

Die Aktivität der Polyphenoloxydase bei einer Y-Virus anfälligen Tabaksorte und ihrer resistenten Mutante

Zusammenfassung Vergleichende Untersuchungen ergaben Unterschiede in der Aktivität der Polyphenoloxydase von Y-Virus anfälligen und resistenten Tabaken. Um den physiologischen Einfluß der Infektion als solcher vom genetisch bedingten Unterschied der Disposition zu trennen, wurden in mehreren Serien je eine gesund gebliebene anfällige, eine erkrankte anfällige und eine gesunde resistente Pflanze untersucht und die Meßwerte ihrer Blätter miteinander verglichen.Die erkrankten Anfälligen sowohl wie auch die gesunden Resistenten haben eine signifikant höhere Polyphenoloxydase-Aktivität als die gesund gebliebenen Anfälligen. Der Unterschied in der Fermentaktivität zwischen den befallenen und nicht befallenen Pflanzen der anfälligen Sorte fällt in das rein phytopathologische Interessengebiet. Der Unterschied in der Fermentaktivität zwischen den Resistenten und den gesund gebliebenen Pflanzen der anfälligen Sorte dagegen muß auf einem genetischen Unterschied beruhen.Es wird die Frage diskutiert, ob die Aktivität der Polyphenoloxydase in direktem Zusammenhang mit der genetischen Disposition für Resistenz stehen kann.

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Summary Trials about the activity of polyphenoloxidase showed a significant difference between Y-Virus susceptible and resistant tobacco plants. In order to separate the effect of virus infection from that of genetical disposition a series of non infected plants of the susceptible variety was compared with infected ones of the same variety and with resistant plants.The polyphenoloxidase activity of infected plants of the susceptible variety as well as that of the non infected resistant plants proved to be higher than that of the non infected plants in the susceptible variety.The difference in the polyphenoloxidase activity between infected and non infected plants of the susceptible variety shows the importance of this enzyme in the physiology of infection.The difference between the non infected resistant and the non infected susceptible plants is a genetical problem. The question is discussed in how far the polyphenoloxidase may be associated with the genetical disposition for resistance.

     

Toxicity of Nicotiana gossei domin to Myzus persicae (Sulzer)

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

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

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

Zellsaft-Analysen zum Problem der Serpentinvegetation

Zusammenfassung Vergleichende Zellsaftanalysen an bodenvagen Arten von Serpentin und Kalk bzw. Dolomit haben ergeben, daß Pflanzen von Serpentin im Zellsaft mehr Mg enthalten als jene kalkreicher Böden, die wieder reicher an Ca sind. Das Verhältnis Mg: Ca im Zellsaft von Serpentinpflanzen liegt in der Mehrzahl der Fälle wesentlich über 1.Die Mengen an Gesamtsäure, der Mg-Gehalt und der Gesamtkationen in Lösung sind in Pflanzen auf Serpentin in der Regel höher als in jenen auf Kalk und es scheint die Produktion der organischen Säuren durch die akkumulierten Mengen des Mg stimuliert zu werden, was beiTunica saxifraga besonders deutlich wird.Unter den häufigen Serpentinbewohnern vermögen manche Pflanzen die Aufnahme des Ca und Mg zu steuern, andere entziehen wahllos beide Elemente dem Boden, was von manchen Arten unbeschadet ertragen wird, für andere aber der Hauptgrund ihres Fehlens auf dieser Unterlage sein dürfte.Unter mehr oder weniger ausgesprochenen Serpentinpflanzen sind Arten mit geringen Ansprüchen an Ca häufig, doch kommen unter ihnen auch calciotrophe Typen vor, die aus dem kalkarmen Serpentin große Mengen dieses Elements aufnehmen. So wird letzten Endes das erfolgreiche Fortkommen der einzelnen Arten auf dieser Unterlage durch ihre physiologische Konstitution bedingt.     

Zur Frage des Zusammenhanges zwischen Austrocknungsresistenz und Frosthärte bei Immergrünen

Zusammenfassung Im Gegensatz zu den immergrünen Coniferen und Ericaceen der Waldgrenze und zum Efeu vertragen die Blätter des Ölbaums (Olea europaea) im Sommer und Winter gleiches Maß von Austrocknung, aber verschieden große Kälte (s. Abb. 2); daher gehen Austrocknungs- und Kälteresistenz beiOlea nicht parallel.Das hängt zweifellos damit zusammen, daß Ölbaumblätter auch im Winter, wenn sie ohne Schaden um 4 bis 5° C tiefere Temperaturen überleben als im Sommer, gegen Eisbildung im Gewebe empfindlich bleiben. Sie sind im Winter nur deshalb gegen Kälte resistenter, weil ihr Gefrierpunkt tiefer sinkt. Der Jahresgang der Kälteresistenz vonOlea ist also eigentlich ein Jahresgang des Gewebegefrierpunktes (Abb. 4). Echte Frosthärte, nämlich die Fähigkeit, Eisbildung in den Geweben zu überstehen, erwerben die Ölbaumblätter nie; diese ist offenbar den Immergrünen kälterer Regionen vorbehalten. Deren Blätter sind zwar im Sommer ebenso eisempfindlich wie Ölbaumblätter, im Herbst aber entwickelt sich zunehmend eine Eisbeständigkeit, die die Zellen auch bei großer Kälte vor Schaden schützt. Der Gefrierpunkt der Blätter indessen bleibt bei den periodisch eisresistenten Pflanzen das ganze Jahr über ziemlich konstant (Abb. 4 und 5).Wenn wir voraussetzen, daß das im Gewebe ausfrierende Eis die Zellen vielleicht mechanisch, vor allem aber durch den plötzlichen und intensiven Wasserentzug schädigt, müssen wir annehmen, daß das Protoplasma im eisbeständigen Zustand gegen Wasserentzug widerstandsfähig wird. Dann ist es nicht verwunderlich, wenn periodisch eisresistente Immergrüne einen gleichläufigen Periodismus der Austrocknungsresistenz aufweisen und wenn ganzjährig eisempfindlichen Immergrünen ein solcher fehlt. Ein Zusammenhang zwischen Austrocknungs- und Kälteresistenz darf somit nur erwartet werden, wo die Kälteresistenz auf echter Frosthärte, d. h. Eisbeständigkeit beruht.