The suitability of some crops to infestation by the wheat aphid, Schizaphis graminum (Homoptera: Aphididae)

The suitability of some crop cultivars, planted in the Orange Free State province of South Africa, as hosts for the wheat aphid, Schizaphis graminum (Rond.), was examined in the laboratory by giving aphids tethered flight and releasing them on individual plants. Comparisons made between wheat, oats and rye and between differently aged wheat foliage, showed that wheat was more readily infested by alighting aphids than either oats or rye, on which subsequent longevity was moreover adversely affected, and that mature wheat was just as readily infested as young wheat.

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Zusammenfassung Die Eignung einiger im Oranje-Freistaat Südafrikas angebauter Getreide als Wirtspflanzen für die Weizenblattlaus Schizaphis graminum (Rond.) wurde im Laboratorium untersucht, indem flugfähige Blattläuse nach Flug an der Fessel auf den einzelnen Pflanzen freigelassen wurden.Vergleiche zwischen Weizen, Hafer und Reis zeigten, daß Weizen ein attraktiverer Wirt ist als Hafer und Reis, zumindest was die hier geprüften Kultivare anbetrifft. Läuse, die nach einem Flug von 5, 10 oder 60 Minuten auf den genannten Wirtspflanzen freigelassen wurden, zeigten deutliche Unterschiede in ihrem Ansiedlungsverhalten und der ferneren Lebensdauer. Während sich die Mehrzahl der Versuchstiere auf Weizen innerhalb kurzer Zeit für dauernd ansiedelte, waren die auf Hafer und Reis angesetzten ruhelos und verließen diese Wirtspflanzen leicht wieder. Die Annahme der Wirtspflanzen konnte jedoch gesteigert werden durch Verlängerung der vorangehenden Flugdauer, indem sich nach verlängerten Flügen mehr Aphiden ansiedelten als nach kurzen. Obwohl die Geflügelten alle drei Wirte besiedelten und die Produktion von Larven aufnahmen, war ihre lebensdauer auf Hafer und Reis beeinträchtigt, wo sie zwischen 10 und 24 bzw. zwischen 12 und 42 Tagen schwankte, während sie auf Weizen vergleichsweise 22–52 Tage währte. Obwohl infolge Anfangsfruchtbarkeit Weizen nach allen Flugzeiten rascher besiedelt wurde als Hafer oder Reis, so zeigte doch die Gesamtfruchtbarkeit pro angesiedelter Mutterlaus mit 21–71 Larven auf Weizen, 18–73 auf Hafer und 9–70 auf Reis keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Wirten.Beim Vergleich von Versuchsergebnissen über Fruchtbarkeit, Lebensdauer und Probeverhalten der Geflügelten, die an jungen oder reifen Weizenblätten freigelassen wurden, ergaben sich keine signifikanten Unterschiede, mit der Ausnahme, daß die Reproduktionsrate auf den jungen Blättern anfangs höher war. Es ist deshalb zu erwarten, daß die Weizenläuse im Freiland erwachsene Weizenpflanzen ebenso leicht befallen wie junge.

     

Sex pheromone discrimination by male aphids of a biotype of Schizaphis graminum

The ability of male aphids of two different biotypes (C & E) of the greenbug, Schizaphis graminum (Rondani), to distinguish ovipara-produced sex pheromone of their own biotype from that of the other biotype was examined using an arena olfactometer. Biotype E males showed a strong preference for biotype E oviparae; the preference of biotype C males for biotype C oviparae was less marked. These behavioral findings indicate a potential biochemical reproductive isolating mechanism for these biotypes.

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Unterschiedung der weiblichen geschlechtspheromone zweier biotypen der aphide Schizaphis graminum durch die männchen

Zusammenfassung Die Reaktion der Männchen von zwei Biotypen (C & E) der Aphide Schizaphis graminum auf die Geschlechtspheromone der Oviparen ihres eigenen und des anderen Biotyps wurde mit Hilfe einer Olfaktometer-Arena untersucht. Biotyp E Männchen zeigten eine starke Präferenz für Biotyp E Ovipare, während die Präferenz von Biotyp C Männchen für Biotyp C Ovipare weniger stark ausgeprägt war. Diese Resultate deuten auf einen möglichen verhaltensbiologischen Isolationsmechanismus der beiden Biotypen dieser Blattlausart in der Natur hin.

     

Effects of sinigrin on host selection by aphids

The feeding response of six aphid species to sinigrin, a mustard oil glucoside, was investigated. Sinigrin was a powerful phagostimulant for Hyadaphis = (Lipaphis) erysimi and Brevicoryne brassicae, whose host ranges are restricted primarily to the Cruciferae. H. erysimi was induced to feed on ten non-host species when leaves were systemically treated with sinigrin. To a lesser degree, the polyphagous Myzus persicae, which feeds widely among the Cruciferae, was stimulated to feed on sinigrin treated non-host leaves. Two polyphagous species, Aphis fabae and Acyrthosiphon = (Aulacorthum) solani, which are not pests of the Cruciferae, and the oligophagous Acyrthosiphon pisum which is restricted to the Leguminosae, were deterred by sinigrin-treated broadbean leaves, with the latter species showing the greatest response to treatment.Detailed studies with H. erysimi indicate that sinigrin affects several phases of feeding behavior. Initially, water vapor arrests flight activity of alates and incites test probing. Alate aphids detect sinigrin (topically applied to broadbean leaves) during test probes and subsequent behavior is similar to that on host leaves. Evidence from aphid penetration of solutions and electronic monitoring of feeding activities of H. erysimi apterae on systemically treated nonhost leaves suggests that sinigrin acts as a stimulant for stylet penetration and assists location of the phloem sieve elements.

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Zusammenfassung Sinigrin, ein für Cruciferen typisches Senfölglukosid, wirkt phagostimulierend auf Hyadaphis (Lipaphis) erysimi, Brevicoryne brassicae und Myzus persicae, jedoch abschreckend auf Aphis fabae, Acyrthosiphon (Aulacorthum) solani und Acyrthosiphon pisum. Dies erklärt die Tatsache, daß die erste Gruppe häufig, wenn nicht ausschließlich, Cruciferen befällt, die zweite selten oder nie. Auf Nichtwirtsblätter, die mit Sinigrinlösung imbibiert sind, sprechen die oligophagen H. erysimi und B. brassicae bereits bei einer Konzentration von 0.001% an, während die polyphage M. persicae erst bei 1% positiv reagiert. Andererseits ist die oligophage A. pisum empfindlicher gegen Sinigrin als die polyphagen A. fabae und A. solani.Durch systemische Behandlung der Blätter mit 1%-iger Sinigrinlösung konnte H. erysimi auf zehn verschiedenen Nichtwirten zur Nahrungsaufnahme und Larviposition veranlaßt werden. In vier Fällen überlebten die Tiere während mindestens einer Generation. Auf Bohnenblättern konnten auf diese Weise 18 Generationen herangezogen werden, wobei allerdings die Größe der Adulten geringer, ihre Mortalität und Geflügeltenrate aber höher waren als bei der Aufzucht auf Weißen Rüben (Brassica rapa).Die Untersuchung des Wirtswahlverhaltens geflügelter H. erysimi ergab, daß Feuchtigkeit die lokomotorische Aktivität herabsetzt und Probestiche einleitet. Geflügelte Läuse können während der Probestiche (test probes) zwischen Wirten und Nichtwirten unterscheiden. Auf Rübenblättern wandern sie nach der ersten Probe in Richtung der Blattbasis und-unterseite. Auf Bohnenblättern wenden sie sich der Blattspitze zu und fliegen meist innerhalb 5 Minuten wieder weg. Auf sinigrinhaltigen Bohnenblättern verhalten sich die Läuse ähnlich wie auf Rübenblättern. Fütterungsversuche an Parafilmmembranen zeigten, daß die Anwesenheit von Sinigrin in der Nährlösung Tiefstiche begünstigt. In einer 1%-igen Sinigrinlösung wurden fünfmal mehr Speichelscheiden gezählt als im Blindversuch.Durch Registrierung des elektrischen Widerstandes zwischen Blattlaus und Substrat wurde das Eindringen der Stechborsten in pflanzliches Gewebe verfolgt und folgende Interpretation über das Einstechen und die Nahrungsaufnahme gegeben. An Rübenblättern nahm H. erysimi in den meisten Fällen von den Siebröhren Nahrung auf. Bei Bohnenblättern war der Einstich im allgemeinen weniger tief, und eine Nahrungsaufnahme erfolgte immer außerhalb der Siebröhren. Nach Sinigrinbehandlung wurden an Bohnenblättern in 50% der Fälle die Siebröhren erreicht.

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Published with the approval of the Associate Director, Ohio Agricultural Research and Development Center, Journal article no. 103-71.     

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

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

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

     

Measurement of aphid feeding rates on artificial diets using 3H-inulin

The radioactivity of the honeydew droplets excreted by young apterous adults of the green peach aphid, Myzus persicae, fed on an artificial diet containing ³H-inulin was a reliable measure of the volume of food ingested by the insects, since almost none of the ingested inulin was absorbed and retained by the insects.

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Zusammenfassung Junge aptere Adulte von Myzus persicae wurden auf künstlicher Diät mit oder ohne Zugabe von radioktiv markiertem Inulin (³H, 100 Ci pro ml; 84.5 cpm pro nl) gehalten. Die Radioaktivität der Blattläuse und ihrer ausgeschiedenen Honigtautropfen wurde in Zeitintervallen nach der Fütterung bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass Inulin nur in geringer Menge von den Blattläusen absorbiert wird, und, dass die Radioaktivität der ausge schiedenen Honigtautropfen nach Zugabe von ³H-Inulin zur künstlichen Diät ein verlässliches Mass für das Volumen der von ihnen aufgenommenen Nahrung ist.

     

Ecological genetics of host plant exploitation in the green peach aphid, Myzus persicae

The ecological consequences of genetic variability in host plant exploitation of Myzus persicae (Hemiptera, Aphididae) were studied in several agro-ecosystems, differing in crop plant heterogeneity. An analysis of aphid populations sampled from sugar beet, potatoes, and lettuce revealed changes in the frequency distribution of aphid clones according to their respective host plant adaptations. The spatial unit of differentiation was below an average field size of 3–5 hectares and a differentiation could be found in the centre of potato and sugar beet fields but not at the edge of the fields. On a temporal scale, the differentiation of populations is transitory even on a large-scale basis of highly specialized cropping areas. The ecological parameters of differentiation are discussed with special reference to agro-ecosystems and integrated pest management. Increasing the genetic heterogeneity of crop fields may help to reduce population outbreaks.

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Zusammenfassung Die ökologischen Konsequenzen genetischer Variabilität in der Wirtspflanzennutzung von Myzus persicae (Hemiptera, Aphididae) wurden in mehreren Agro-Ökosystemen untersucht, die sich in der Kulturpflanzenheterogenität unterscheiden. Eine Analyse von auf Rüben, Kartoffeln und Salat siedelnden Populationen zeigte eine genetische Differenzierung in Wirtspflanzen-angepaßte Feld-populationen. Die räumliche Einheit solcher Differenzierungen liegt unterhalb einer Feldgröße von 3–5 ha. Eine Differenzierung konnte hier in der Mitte der Felder aber nicht am Rand festgestellt werden. Aus zeitlicher Sicht ist die Differenzierung selbst in großräumigen, spezialisierten Anbaugebieten nur vorübergehend feststellbar. Die ökologischen Parameter der Differenzierung werden besonders in Hinsicht auf die integrierte Schädlingsbekämpfung in Agro-ökosystemen diskutiert. Eine Erhöhung der genetischen Heterogenität von Kulturpflanzenbeständen kann möglicherweise zu einer Verringerung von Blattlaus-Massenvermehrungen beitragen.

     

Foraging patterns of two aphid parasitoids, Lysiphlebus testaceipes and Aphidius colemani on banana

The searching behaviour of two aphid parasitoids, Lysiphlebus testaceipes (Cresson) and Aphidius colemani Viereck (Hymenoptera, Aphidiidae), was analysed. Both species searched banana plants (Musa spec.) infested with the banana aphid Pentalonia nigronervosa Coq. in a different way. L. testaceipes restricted its search to open plant structures and avoided concealed areas. A. colemani partitioned its time spent on the plant between open and concealed areas. This general pattern was independent of aphid colony size and was also observed in the absence of aphids. As a consequence of these searching tactics, the borders of a host patch differed for both parasitoid species. For L. testaceipes, the patch consisted only of aphids feeding on open structures, while it comprised the whole aphid colony for A. colemani. The observed searching patterns resulted in a different exploitation of the aphid colonies.

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Zusammenfassung Eine Analyse des Suchverhaltens der beiden Blattlausparasitoide Lysiphlebus testaceipes (Cresson) and Aphidius colemani Viereck zeigte, daß beide Arten Bananenpflanzen (Musa spec.), die von der Bananenblattlaus Pentalonia nigronervosa Coq. befallen waren, auf unterschiedliche Weise absuchten. L. testaceipes beschränkte seine Wirtssuche auf frei zugängliche Pflanzenteile und vermied ein Eindringen in geschützte Pflanzenstruckturen. Dagegen hielt sich A. colemani gleichermaßen häufig auf offenen und in geschützten Pflanzenteilen auf. Dieses generelle Suchmuster war unabängig von der Blattlauskoloniegröß und wurde auch beim Fehlen von Wirten beobachtet. Als Konsequenz aus diesem unterschiedlichen Suchverhalten ergaben sich verschiedene Patchgrenzen für beide Parasitoide. Für L. testaceipes bestand der Patch nur aus Blattläusen, die an frei zugänglichen Pflanzenstrukturen saugten, während der Patch für A. colemani alle Blattläuse einschließlich der Tiere umfaßte, die sich in geschützten Pflanzenteilen aufhielten. Damit führte dieses unterschiedliche Suchverhalten beider Parasitoidenarten zu einer unterschiedlichen Ausnutzung der Blattlauskolonien.

     

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

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

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

     

Die fluchtreaktionen der ErbsenlausAcyrthosiphon pisum ausgel?st durch Alarmpheromon und zus?tzliche reize

Zusammenfassung Der Duft von (E)--Farnesen veranlaßte in hohen Konzentrationen 84% ungeflügelter Erbsenläuse (Acyrthosiphon pisum (Harris)) innerhalb von 10 Min., die Stechborsten aus dem Blattgewebe zu ziehen. Jedoch verließen nur 12% in 25 Min die Pflanze, die übrigen liefen auf der Pflanze umher und siedelten wieder auf ihr.Das Alarmpheromon konnte in seiner Wirkung gefördert oder gehemmt werden durch zusätzliche, nichtchemische Reize. Bestimmte taktile Reize erhöhten die Wirkung des Siphonensekrets auf 100%. Andererseits verringerten Erschütterungen oder optische Reize die Reaktion. Larven vonCoccinella septempunctata L. beeinflußten die Reaktion der Läuse auf das Farnesen nicht, die Wirkungen durch Feinde und Farnesen erwiesen sich als additiv.(E)--Farnesen scheint nicht die einzige Komponente im Alarmpheromon der Erbsenlaus zu sein, denn der Anteil der Fallreaktionen an der Gesamtreaktion war beim (E)--Farnesen, unabhängig von seiner Konzentration, kleiner als bei Siphonensekret.

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Summary High levels of (E)--farnesene caused 84% of apterous pea aphids to withdraw their stylets from the plant tissue within 10 min. But only 12% left the plant within 25 min, the others were running on the plant and settled down again.The effect of alarm pheromone could be decreased and increased with additional, non-chemical stimuli. Special tactile stimuli increased the effect of siphunculi droplets secretion. On the other hand, vibration or optical stimuli decreased the reaction of the aphids. Larvae ofCoccinella septempunctata L. did not influence the reaction to farnesene, the escape responses to enemies and to farnesene seem to be additive.(E)--farnesene is probably not the only component in the alarm pheromone of the pea aphid as the percentage of reacting aphids showing the falling response was lower with (E)--farnesene —independent of the concentration — than with the siphunculi fluid.

     

Some observations on Acyrthosiphon pisum (harris) and Aphis fabae scop. colonizing sweet peas

Virginoparae of Acyrthosiphon pisum preferred the middle mature leaves of sweet peas whereas virginoparae of Aphis fabae preferred the more senescent leaves. A. pisum showed equal preference for healthy plants and those infected with Common Pea Mosaic Virus. From these observations it is considered that A. pisum is more highly adapted to sweet peas than is A. fabae.

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Zusammenfassung In dieser Arbeit werden Beobachtungen über vier Versuche mit Edelwicken mitgeteit. In drei Experimenten wurde der natürliche Befall mit Blattläusen untersucht. Acyrthosiphon pisum wurde in jedem Fall gefunden, vorzugsweise auf den voll entwickelten, mittleren Blättern. In einem der drei Versuche, der statistisch analysiert werden konnte, wurde nachgewiesen, dass A. pisum gesunde Pflanzen und Pflanzen, die mit dem gewöhnlichen Erbsenmosaik angesteckt waren, in gleicher Weise und ohne Bevorzugung besiedelte. Nur in einem Versuch besiedelte Aphis fabae einige der Pflanzen und zog dabei die älteren Blätter vor.Im vierten Versuch wurden Flügellose von A. pisum auf bestimmte Blätter gesetzt und ihr wieteres Verhalten beobachtet. Es zeigte sich, dass sie auf die voll entwickelten, mittleren Blätter zu wandern pflegten.Diese Resultate werden mit Hinsicht auf die Dualdiscrimination Theorie von Kennedy und Booth besprochen, und es wird gefolgert, dass A. pisum als eine oligophage Blattlaus viel mehr an Edelwicken angepasst ist als die polyphage A. fabae.

     

Studies on the relations of insect and host plant

Brevicoryne brassicae and Myzus persicae were caged on the mature leaves of brussels sprout plants receiving different amounts of nitrogen and potassium. An increase in N or decrease in K resulted in an increase in soluble nitrogen levels in the leaves. The fecundity and reproductive rate of M. persicae were correlated with these changes; B. brassicae showed a markedly lower response to the nutrient treatments. The possible relationships of these results to other contrasts between the two aphids are discussed.

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Zusammenfassung Brevicoryne brassicae (L.) und Myzus persicae (Sulz.) wurden in Käfigen auf mittelalten Blättern von Kohlpflanzen gehalten, die unterschiedlich mit Stickstoff und Kali gedüngt wurden. Erhöhung der Stickstoff- oder Verminderung der Kalidüngung steigerte den Gehalt löslichen Stickstoffs in den Blättern der Pflanze. Nachkommenzahl und Vermehrungsrate von M. persicae wurden durch diese Behandlungen mehr gefördert als die von B. brassicae und waren mit dem Gehalt an löslichem Stickstoff gut korreliert. Es ist möglich, daß sich dieser Unterschied zwischen B. brassicae und M. persicae teilweise auch in anderen Unterschieden zwischen den zwei Arten äußert, z.B. im Verhalten zu Blattalter und Wassermangel in der Pflanze. Eine hohe Kalidüngung hemmt die Vermehrung beider Arten und kann möglicherweise, wenn mit dem Eingriff der natürlichen Feinde integriert, eine nützliche Rolle in der Bekämpfung dieser Blattläuse spielen.

     

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

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

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

     

The performance of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae in relation to plant age and leaf amino acids

With increasing plant age, total soluble nitrogen of Brussels sprout plants decreased after a peak at 6–9 weeks. The plants then became less suitable for Brevicoryne brassicae and Myzus persicae (particularly the latter) as shown by estimates of the mean relative growth rate (RGR) of the aphids in two experiments. This growth statistic was, however, only poorly correlated with total soluble N and this lack of correlation was particularly marked on plants less than 9 weeks old. Multiple regression on the leaf amino acid spectrum indicated that much of the variability in aphid RGR could be assigned to relatively few amino acids. The complex of asparagine and glutamine gave a positive coefficient for both aphids, but otherwise different amino acids were involved in the regression for each aphid. Attention is drawn to the presence in each regression of an amino acid with a negative coefficient; the inverse correlation of M. persicae RGR with amino-butyric acid may be particularly important in the aphid/hostplant relationship.

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Zusammenfassung In einem ersten Versuch zeigte sich, daß der Gehalt an löslichem Stickstoff in den Blättern mit dem Alter der Pflanzen zwischen 8 und 20 Wochen ständig abnahm. Die relative Wachstumsrate (RGR) von Brevicoryne brassicae veränderte sich dabei kaum, jedoch waren die einzelnen Werte der RGR und des löslichen Stickstoffgehalts der entsprechenden Pflanzen gut korreliert. Dagegen reagierte Myzus persicae unmittelbarer auf das Pflanzenalter als auf den Stickstoffgehalt und ihre RGR nahm ab, je älter die Pflanzen wurden.Im zweiten Versuch wurden jüngere Pflanzen benützt. Hier stieg der Gehalt an löslichem Stickstoff bis zu einem Höhepunkt in der neunten Woche an. Unabhängig vom Stickstoffgehalt nahm die RGR bei M. persicae wieder ab, je älter die Pflanzen wurden. In diesem Versuch wurde auch der, Aminosäuregehalt der Blätter analysiert. Die Variabilität der RGR beider Blattlausarten war mit 4 Aminosäuren korreliert. Sowohl Asparagin wie Glutamin zusammen waren dabei für beide Blattlausarten wichtig; daneben erschienen Threonin und Phenylalanin in der Korrelationsgleichung für B. brassicae, Methionin und Aminobuttersäure in der für M. persicae. Für M. persicae konnten so 42% der gesamten Variabilität der RGR durch die Korrelationsgleichung erklärt werden; für B. brassicae nur 21%.Von besonderem Interesse ist 1) daß sich 42% der M. persicae-Variabilität mit der Verfügbarkeit von nur 4 Aminosäuren erklären lassen, 2) daß die Korrelation zwischen Blattlaus-Wachstumsrate und Asparagin + Glutamin vielleicht dem oft nachgewiesenen Zusammenhang zwischen Pflanzenempfindlichkeit und löslichem Stickstoff entspricht, 3) daß die Wachstumsraten der beiden Blattlausarten negativ mit je einer Aminosäure korreliert sind: mit Phenylalanin bei B. brassicae und, sehr wichtig, mit Aminobuttersäure bei M. persicae und 4) daß die Resultate bezüglich M. persicae ziemlich gut mit Resultaten bei küstlichen Ernährungsversuchen anderer Autoren übereinstimmen.

     

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.

     

Genetic variability in host plant adaptation of the green peach aphid, Myzus persicae

The green peach aphid, Myzus persicae (Sulz.), is polyphagous on over 400 plant species in more than 50 families. Phenotypic plasticity of individuals and genetic variability in the population presumably contribute to this polyphagy. The genetic variability in field populations of M. persicae was assessed with respect to their adaptation to sugar beets and potatoes. An analysis of more than 1 000 clones, sampled during 1980, 1981 and 1982 from different host plants in the field, revealed a wide genetic variability in host plant adaptation to sugar beets as well as to potatoes. Both traits seem to be inherited independently from each other and do not correlate with clone-specific host plant preference of apterous adults. The aphid M. persicae can be characterized as a polyphagous insect species with a wide, continuously distributed variability and a broad phenotypic plasticity. A general differentiation of herbivorous species into generalists and specialists tends to ignore the genetic component in the complex of insect-plant relationships.

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Zusammenfassung Die Grüne Pfirsichblattlaus Myzus persicae (Sulz.) lebt polyphag an über 400 Pflanzenarten in mehr als 50 Pflanzenfamilien. Ein breites Nahrungsspektrum einer Art ergibt sich jedoch aus der phänotypischen Plastizität des Individuums oder einer Klonlinie und der genetischen Variabilität der Population. Felpopulationen der Grünen Pfirsichblattlaus wurden auf ihre genetische Variabilität bezüglich der Wirtspflanzenanpassung an Rübe und Kartoffel untersucht. Eine Analyse von mehr als 1 000 Klonen, die über die Jahre 1980, 1981 und 1982 im Rheinland gesammelt wurden, lassen eine breite Variabilität in der Wirtspflanzenanpassung der Population erkennen. Beide Merkmale scheinen unabhängig voneinander vererbt zu werden und zeigen keine Beziehung zum Wirtswahlverhalten adult apterer Läuse der entsprechenden Klone. Die Art M. persicae kann daher charakterisiert werden als eine polyphage Insektenart mit einer breiten genetischen Variabilität und einer grossen phänotypischen Plastizität. Eine generelle Differenzierung von Herbivoren in Generalisten und Spezialisten vernachlässigt die genetische Komponente in der komplexen Beziehung zwischen Insekten un ihren Wirtspflanzen.

     

Aphid feeding deterrency of ellagitannins, their phenolic hydrolysis products and related phenolic derivatives

Feeding deterrent activities of ellagic acid, two ellagitannins, gallic acid, pyrogallol, and several gallic acid derivatives towards three species of aphids were determined. The most sensitive species tested was Schizaphis graminum (Rondani), the least sensitive was Acyrthosiphon pisum (Harris). Myzus persicae (Sulzer) was of intermediate sensitivity. Ellagic acid (ED₅₀=15 ppm) and n-decyl gallate (ED₅₀=16 ppm) were particularly potent against S. graminum, while n-octyl gallate was the most active compound tested against A. pisum (ED₅₀=182 ppm) and M. persicae (ED₅₀=56 ppm). The ellagitannins, geraniin and pedunculagin, were active against S. graminum and M. persicae, but not against A. pisum. Methylation of the free hydroxyl groups of gallic acid resulted in a large decrease in activity, while esterification of its carboxyl group with alkyl chains of increasing length resulted in increasing activity against S. graminum. Against A. pisum and M. persicae, ellagic acid, gallic acid and 3,4,5-trimethoxybenzoic acid were inactive, whereas pyrogallol and the gallate esters were at least moderately active as feeding deterrents.

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Résumé L'examen a porté sur l'action répulsive, lors de l'alimentation de trois espèces de pucerons, de l'acide ellgique, de deux ellagitanins, de l'acide gallique, du pyrogallol et de plusieurs dérivés de l'acide gallique. Schizaphis graminum Rondani a été l'espèce la plus sensible, tandis que Acyrthosiphon pisum. Harris a été la moins sensible; la sensibilité de Myzus persicae Sulzer était intermédiaire. L'acide ellagic (ED₅₀=15 ppm) et le n-décyl gallate (ED₅₀=16 ppm) ont été particulièrement actifs contre S. graminum, tandis que le n-octyl gallate a été le produit le plus actif contre A. pisum (ED₅₀=182 ppm) et M. persicae (ED₅₀=56 ppm). Les ellagitanins, géraniine et pédunculagine ont été actifs contre S. graminum et M. persicae, mais pas contre A. pisum. La méthylation des groupes hydroxyl libres de l'acide gallique a réduit fortement l'activité, tandis qu l'estérification de son groupe carboxyl avec des chaînes alkyl de longuers croissantes a augmenté l'activité contre S. graminum. Les acides ellagique, gallique et 3,4,5-triméthoxybenzoïque ont été inactifs contre A. pisum et M. persicae, tandis que le pyrogallol et les esters de gallate on été pour le moins des répulsifs modérément actifs au cours de l'alimentation.

     

Population parameters, wing production and behaviour in red and greenAcyrthosiphon pisum (Harris) (Homoptera: Aphididae)

A red strain ofA. pisum produced more alatae, was more fecund, and reproduced more rapidly but did not live as long as a green strain; it was also disturbed more easily, responding only to moist, not dry, currents of air, and it was less active in finding the new growth on bean plants.

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Populations-masstäbe, flügelbildung und verhalten bei roten und grünenAcyrthosiphon pisum (Harris) (Homoptera: Aphididae)

Zusammenfassung Ein roter Stamm vonAcyrthosiphon pisum, der in Südengland gesammelt worden war, wurde mit dem grünen Stamm der Insektizid-Abteilung in Rothamsted verglichen. Die Lebensdauer des roten Stammes war nicht so groß wie die des grünen, aber er produzierte an jungenVicia faba-Pflanzen schneller und mehr Larven als der grüne. Er wurde auch sehr viel leichter gestört. Bei der Prüfung mit einem standardisierten Luftstrom ließen sich die roten Erbsenläuse viel leichter als die grünen von der Pflanze herabfallen. Diese Reaktion konnte nur mit feuchter, nicht aber mit trockener Luft hervorgerufen werden. Wenn sich die Läuse unbeeinflußt auf der Bohnenpflanze verteilen konnten, fanden sich die roten weniger häufig am jungen Zuwachs und die grünen wanderten häufiger von den Pflanzen ab. Der rote Stamm brachte mehr Geflügelte hervor als der grüne. Alle diese Unterschiede waren statistisch signifikant. Es wird vermutet, daß die Unterschiede in der Flügelbildung und der Schreckreaktion eine gemeinsame Ursache in den Schwellenwerten der Berührungsempfindlichkeit besitzen.

     

A comparison of the reproduction of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae in relation to soluble nitrogen concentration and leaf age (leaf position) in the brussels sprout plant

Wide variations in total soluble nitrogen occurred in different leaves of Brussels sprout plants. These variations were partly the result of leaf age (leaf position) and partly the result of different fertiliser application to the plants. The fecundity of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae caged on such leaves also varied greatly and was correlated with total soluble nitrogen within leaves of the same age, but not between leaves of different ages. The value of total soluble nitrogen concentrations, based on analysis of leaf tissue, for indicating plant suitability for aphids is discussed as well as the difference in response of the two aphid species to experimental conditions favouring proteolysis in the leaf.

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Ein vergleich der vermehrung von Brevicoryne brassicae und Myzus persicae in beziehung zum gehalt löslichen stickstoffs und dem blattalter von rosenkohlpflanzen

Zusammenfassung Brevicoryne brassicae (L.) und Myzus persicae (Sulz.) wurden an Kohlblättern gekäfigt, die infolge verschiedener physiologischer Ursachen sehr unterschiedliche Mengen löslichen Stickstoffs enthielten. Den Pflanzen wurden zwei Düngerstoffe ((NH₄)₂SO₄ und KCL) verabreicht und die Blattläuse auf jungen, mittelalten und alten Blättern gekäfigt. Dadurch wurde der Gehalt löslichen Stickstoffs in den Blättern zwischen 0,543% und 1,286% variiert. Die Nachkommenzahl der Blattläuse bei diesen Düngungen und auf verschiedenaltrigen Blättern war sehr unterschiedlich (zwischen 7,3 und 30,2 bei B. brassicae; 17,6 und 59,4 bei M. persicae) und konnte in jedem Blattalter mit dem Stickstoffgehalt korreliert werden. Der Befund, daß die Korrelationen zwischen Blattlausnachkommenzahl und Stickstoffgehalt nicht unabhängig vom Blattalter waren, deutet darauf hin, daß der Stickstoffgehalt in physiologisch aktiven Blattgeweben nicht relativ mit dem der Siebröhren übereinstimmt. M. persicae vermochte in höherem Maße als B. brassicae Blätter auszunützen, in denen der Eiweißabbau durch Düngung oder Alter begünstigt war. Dieser Unterschied zwischen den beiden Arten steht möglicherweise mit ihren verschiedenen Nährstoffbedürfnissen in Zusammenhang.

     

A method for hatching the eggs of the aphid Schizaphis graminum

Techniques are described for the collection of fertile eggs of Schizaphis graminum (Rond.) on filter paper, and for the subsequent sterilization and incubation of the eggs under various temperature and photoperiodic conditions.19% of the eggs incubated continuously at 16°C in complete darkness hatched in 81 days after deposition. 45% of the eggs chilled at 6°C for 40 days (starting 10 days after deposition) hatched in 71 days if the postchilling incubation at 16°C was completed in darkness. The results indicate a further enhancement in the percentage egg hatch and a reduction in developmental time when the eggs were subjected to a light-dark regime during the post-chilling incubation.

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Zusammenfassung Es wird eine einfache und effektive Methode beschrieben, die Eier von Schizaphis graminum auf Filterpapier zu sammeln, sie nachfolgend zu sterilisieren und unter verschiedenen Temperatur- und Photoperiodebedingungen bis zum Schlüpfen zu inkubieren.Hierbei wurden folgende Resulate erzielt: (a) Inkubation der Eier in vollkommener Dunkelheit bei 16°C führte zu einem Schlupferfolg von 19% nach einer Entwicklungszeit von im Mittel 81 Tagen; (b) Kühlung der Eier bei 6°C während 40 Tagen (vom 10. Tag nach der Eiablage an) erhöhte die Schlupfrate unter ansonsten gleichen Bedingungen auf 45% und reduzierte die Entwicklungszeit auf 71 Tage; (c) durch einen Licht/Dunkel-Rhythmus, dem die Eier nach der 40-tägigen Kühlung ausgesetzt wurden, konnte eine weitere Steigerung der Schlupfrate und eine Verkürzung der Entwicklungszeit erreicht werden.

     

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.