Antibiosis to the tobacco hornworm (Manduca sexta) in wild species of Nicotiana

Four wild species of Nicotiana were examined in field experiments for antibiosis toward larvae of the tobacco hornworm, Manduca sexta (L.). The species examined were N. excelsior Black, N. gossei Domin., N. plumbaginifolia Viviani, and N. stocktonii Brandegee. Feeding, growth, and mortality rates were used as physiological indicators of plant defense compounds in a four day bioassay procedure. The magnitude of the resistance in Nicotiana stocktonii was consistently greater by all criteria measured. The mechanisms of resistance appeared to be different among the species tested. In addition, inferences on the mode of action of the resistance factors in the species and the best candidate for a breeding program are discussed.Résumé La resistance aux chenilles de M. sexta a été examinée chez quatre espèces sauvages: Nicotani excelsior Black, N. gossei Domin, N. plumbaginifolia Viviani, et N. stocktonii Brandagee. L'alimentation, la croissance et la mortalité pendant quatre jours d'expérience ont servi d'indices physiologiques de l'action des substances chimiques de la plante. Pour tous les critères utilisés, la résistance de N. stockonii était significativement supérieure. Les méchanismes de la résistance se sont révélés différents pour les quatre espèces examinées. La discussion concerne l'influence du mode d'action des facteurs de résistance et l'espèce présentant le plus de potentialités pour la sélection.     

Foodplant selection and induction of feeding preference among host and non-host plants in larvae of the tobacco hornworm Manduca sexta

Ten host plant (Solanaceae) and twelve non-host plant species were tested as foodplants for first instar larvae of the tobacco hornworm, Manduca sexta. Only nine host and three non-host plant species elicited feeding and supported growth up to fifth instar. The range of acceptability suggested that plants be divided into hosts, acceptable non-hosts, and unacceptable non-hosts. Using the two-choice feeding preference test we found that the initial preference for hosts was preserved when larvae were reared on hosts, but was less strong or absent for larvae reared on acceptable non-hosts. Thus oligophagy in the tobacco hornworm is not induced, but must be inherited.Newly-hatched first instar larvae and fifth instar larvae showed a preference hierarchy among both hosts and non-hosts. Fifth instar larvae reared separately on two different host species showed slightly different preference hierarchies among hosts. The preference for the rearing plant was increased and also two other host species changed positions in hierarchies.Feeding preferences of larvae reared on hosts or acceptable non-hosts were determined using plant combinations of host vs. host, host vs. acceptable non-host, and acceptable non-host vs. acceptable non-host. Induction of feeding preference was found in all three of these categories. This shows that induction of feeding preference in the tobacco hornworm is not restricted to host plant species.The degree to which feeding preferences were induced ranged from very strong to undetectable and dependend on the plant species paired. The strength of induction in the tobacco hornworm was found to correlate inversely with taxonomic relatedness of the plant species paired. Analysis of induction data from the literature revealed a similar correlation for other lepidopteran species.

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Résumé Vingt-deux espèces de plantes, dont 10 planteshôtes (Solanées), ont été testés comme plantes alimentaires pour des chenilles de ler stade de Manduca sexta. Sur cet ensemble, seulement 12 plantes (dont 9 plantes hôtes) induisaient la prise de nourriture et permettaient la croissance jusqu'au 5ème stade. La diversité des résultats suggère que les plantes pouvaient être classées en hôtes, non-hôtes acceptables et non-hôtes refusés. En utilisant le test du choix alimentaire préférentiel entre deux rondelles de feuilles, les chenilles néonates de ler stade ont préféré nettement les plantes-hôtes aux autres. Cette préférence initiale pour les plantes-hôtes était préservée quand les cheniles étaient élevées sur plantes-hôtes, mais devenait moins nette ou disparaissait pour des chenilles élevées sur d'autres plantes acceptées. Ainsi l'oligophagie ches M. sexta n'est pas induite, mais doit être héritée.Les chenilles néonates, aussi bien que celles de 5ème stade, présentent des préférences hiérarchisées parmi les plantes hôtes ou non. La seule frontiere nette observée était entre espèces de plantes acceptables ou non. Les hiérarchies préférentielles des chenilles du 5ème stade différaient légèrement lors-qu'elles avaient été élevées sur deux plantes-hôtes différentes. La différence essentielle était l'observation d'une préférence accrue pour l'espèce ayant servi à l'élevage, mais deux autres plantes-hôtes changaient aussi de position hiérarchique.La cause de ces changements de préférence a été approfondie, les chenilles étant élevées sur des feuilles de chaque espèce acceptable (hôte ou non). Leurs préférences alimentaires ont été définies en utilisant des combinaisons diverses (hôte x hôte, hôte x non-hôte acceptable, non-hôte acceptable x non-hôte acceptable). L'induction de la préférence alimentaires a été obtenue dans ces trois associations. Ceci montre que l'induction des choix alimentaires chez M. sexta n'est pas limitée aux plantes-hôtes. Le degré d'induction de la préférence alimentaire variait de très fort à indécelable; il dépendait de l'association examinée. La source de la variabilité de cette induction a été examinée en fonction de la relation entre la force de l'induction et les rapports taxonomiques des plantes associées. La relation obervée était inversée pour M. sexta. L'examen des données de la littérature ont révélé une relation du même type pour les autres espèces de Lépidoptères.

     

Resistance in the wild crop relatives Avena macrostachya and Hordeum bogdani to the aphid Rhopalosiphum padi

In previous screening tests the two wild crop relatives Avena macrostachya (Bal., ex Coss. et Dur.) and Hordeum bogdani (Wil.) demonstrated a high degree of resistance to the aphid Rhopalosiphum padi (L.). In a choice situation using wild and cultivated oats and barley, alate aphids settled in lower numbers on the wild species. The results were, however, variable in the Avena combination. Nymph production was significantly higher, development time shorter and adult weight higher on the cultivated varieties. From the third instar and onwards the excretion of honeydew was significantly lower on the resistant plants. In general the honeydew contained less than 1% free amino acids although excreta from H. vulgare contained 3.5%. The percentage of free amino acids found in the honeydew was similar for all plant species (5.2–7.6%) except for H. vulgare, on which the aphids excreted 22% of the amounts ingested. Amino acids excreted in high proportions on all plants included asparagine, -aminobutyric acid, glutamic acid, and glycine. Tissue sectioning did not reveal any obvious mechanical barriers to stylet penetration. The potential use of these wild species as sources for aphid resistance breeding in oats and barley is considered.

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Résumè Lors d'examens systématiques antérieurs, Avena macrostachya (Bal. ex Coss. & Dur.) et Hordeum bogdani (Wil.) ont présenté une résistance élevée au puceron Rhopalosiphum padi (L.). Lorsqu'ils avaient un choix comprenant de l'avoine et de l'orge cultivés, les pucerons ailés ont atterri en nombres moins importants sur les espèces sauvages. Les résultats étaient cependant variables dans le complexe avoine. La production de nymphes et le poids des adultes étaient plus élevés sur espèces cultivées, ainsi que la durée du développement était plus longue sur les espèces sauvages. A partir du troisième stade, l'excrétion de miellat a été significativement plus faible sur les espèces résistantes. En général, le miellat y contenait moins de 1% d'acides aminés bien que sur H. vulgare il en contînt 3,5%. Les pourcentages d'acides aminés libres du miellat étaient semblables sur toutes les plantes (5,2–7,6%), à l'exception de H. vulgare sur lequel les pucerons excrétaient 22% des taux ingérés. Les acides aminés excrétés en fortes quantités sur les différentes plantes, comprenaient l'asparagine, l'acide -aminobutyrique, l'acide glutamique et la glycine. Des coupes de tissus n'ont révélé aucun obstacle mécanique clair à la pénétration des stylets. Les possibilités d'utiliser ces espèces sauvages comme source de résistance aux pucerons dans la sélection de l'avoine et de l'orge ont été examinées.

     

Relationship of leaf lamellar-based resistance toLeptinotarsa decemlineata andHeliothis zea in a wild tomato,Lycopersicon hirsutum f.glabratum, PI 134417

Segregating populations of hybrids of the insect-resistant wild tomato,Lycopersicon hirsutum f.glabratum, C.H. Mull, PI 134417, and the susceptible tomato cultivar ofL. esculentum Mill, Walter, were screened by bioassays with the Colorado potato beetle,Leptinotarsa decemlineata (Say) and tomato fruitwormHeliothis zea (Boddie). Plant lines with a range of levels of resistance toH. zea were selected from one group of hybrids; plants with a range of resistance levels toL. decemlineata, from another group. The response of both insect species to both groups of plants was evaluated. Resistance to each of these species is under separate genetic control and apparently involves distinct mechanistic components, although it remains possible that at least some factors are important in conditioning resistance to both species.

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Résumé La tomate sauvage,L. hirsutum f.glabratum C.H. Mull, n⁰ PI134417, présente des lamelles foliaires qui lui confèrent une résistance au doryphore,L. decemlineata Say et àH. zea Bodie. Cette étude a voulu préciser si ces résistances étaient héritées ensemble dans des populations d'hybrides entre PI 134417 et la tomate cultivée,L. esculentum Mill. Des lignées de plantes présentant une gamme de résistance àH. zea ont été sélectionnées à partir d'une population hyrbide. De même, des lignées de plantes ayant une gamme de résistance àL. decemlineata ont été sélectionnées à partir d'un second groupe d'hybrides. Les réactions des 2 insectes aux 2 groupes de plantes ont été estimées.Les résistances àH. zea et àL. decemlineata n'étaient pas corrélées nettement. Certaines lignées sont résistantes aux 2 espèces, mais d'autres ne sont résistantes qu'à une espèce. Ainsi, les résistances à chacune de ces espèces ont probablement des déterminismes génétiques différents. Différentes composantes mécaniques sont vraisemblablement impliquées dans ces résistances, bien qu'il soit possible qu'au moins quelques facteurs aient un rôle important dans le conditionnement de la résistance. La création de cultivars de tomates avec une résistance liée aux lamelles foliaires sera compliquée par le besoin d'une sélection en fonction des réponses aux 2 espèces..

     

Suitability of eight Yponomeuta-species as hosts of Diadegma armillata

The suitability as a host of Diadegma armillata (Gravenhorst) (Hymenoptera, Ichneumonidae) was determined for eight West-European representatives of the genus Yponomeuta Latreille (Lepidoptera, Yponomeutidae) by dissecting and rearing parasitized larvae under controlled conditions.The suitability of the various species differed considerably, and dissection showed that this was mainly due to the ability of the host species to encapsulate the parasitoid eggs.Encapsulation by Yponomeuta-species corresponded fairly well to the differences between the parasitoid complexes concerning D. armillata.Classifying the Yponomeuta-species into three categories according to their suitability, showed a remarkable parallelism with the phylogenetic relationships as determined by allozyme comparison: species showing high encapsulation rates are those that have diverged early in the evolution of the genus, whereas the more recently evolved species showed an intermediate percentage or were not able to encapsulate eggs of D. armillata.

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Résumé L'étude a porté sur la valeur de 8 représentants européens du genre Yponomeuta (Lep., Yponomeutidae) comme hôtes pour Diadegma armillata (Hym., Ichneumonidae). La présence, l'état du parasitoïde, le nombre de chenilles contenant un hyménoptère et la mortalité des chenilles on été examinés par dissection et par élevage des chenilles attaquées en conditions contrôlées. Pour examiner si la mortalité des chenilles saines et parasitées diffèrent, des chenilles non contaminées par l'ichneumonide ont été utilisées comme témoins. De plus, des chenilles provenant de différentes parties des Pays-Bas et d'Allemagne ont été disséquées pour connaître leur taux de parasitisme par D. armillata.La valeur des diverses espèces diffère considérablement. Les dissections montrent que cela provient de différentes aptitudes à l'encapsulation des ufs du parasite. La comparaison des taux observés par la dissection des chenilles des différentes parties des Pays-Bas et d'Allemagne montre une surprenante uniformité pour les populations d'origines géographiques différentes.Les observations sur l'encapsulation par les différentes espèces d'yponomeutes correspondent assez bien aux différences observées parmi les divers complexes parasitaires dans lesquels D. armillata intervient. Certains éléments montrent cependant que le taux d'attaques victorieuses (sans tenir compte d'une éventuelle encapsulation ultérieure) contribue aussi aux différences observées entre les complexes parasitaires.Le classement des espèces d'yponomeutes en 3 catégories, d'après leur valeur comme hôte, montre un remarquable parallélisme avec les relations phylogéniques mises en évidence par analyse des allozymes: les espèces présentant une forte proportion d'encapsulation sont celles qui ont divergé précocement au cours de l'évolution du genre, tandis que les espèces ayant divergé le plus récemment présentent un pourcentage intermédiaire ou sont incapables d'encapsuler les ufs de D. armillata.

     

The relative insensitivity of Manduca sexta larvae to non-host plant secondary compounds

We tested the deterrent effects of non-host plant secondary compounds on Manduca sexta Johan. larvae, in choice tests. Treatment chemicals were applied, at approximately natural concentrations to either glass fiber or tobacco leaf disks. Of 30 compounds tested on glass fiber disks, with artificial diet reared larvae, 6 were deterrent. When the 6 deterrent chemicals were tested on tobacco leaf disks only one was still deterrent. No deterrent effects were observed when tobacco reared larvae were tested with chemicals applied to tobacco leaf disks. The results suggest that maintenance of restricted host range in M. sexta larvae relies not on avoidance of non-hosts due to deterrence but on attraction and stimulation to feed on hosts.

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Résumé Nous avons examiné au moyen des expériences de choix, les effects dissuasifs des composés secondaires de plantes non-hôtes des chenilles de M. sexta Johan. Des disques de fibres de verre ou des rondelles de feuilles de tabac ont été traités chimiquement, aux concentrations à peu près naturelles. Sur les 30 substances examinées sur les disques de fibres de verre, 6 ont été répulsives pour des chenilles élvées sur aliment artificiel. Quand l'examen est effectué avec des rondelles de feuilles de tabac, seul un produit est encore répulsif. Aucun effet répulsif n'est observé quand des chenilles élevées sur tabac sont mises en présence de substances associées à des rondelles de feuille de tabac. Ces résultats suggèrent que le maintien d'un spectre d'hôtes limité chez les chenilles de M. sexta ne repose pas sur l'évitement des plantes non-hôtes par suite de leurs substantes dissuasives, mais sur l'attraction et la stimulation provoquées par les hôtes.

     

The ability of Zabrotes subfasciatus to attack cowpeas

The biological and behavioural responses of two strains of Zabrotes subfasciatus (Boh.) to beans and cowpeas were compared. One strain was collected from beans in Colombia and the other from cowpeas in Uganda. The two strains irrespective of their geographical or nutritional histories laid eggs on both types of seed and the distribution over time of egg laying for the two strains was found to be similar on each commodity. Both strains fed and developed on the two types of seed and no significant differences were found between the numbers of progeny developing on each.Competition between Z. subfasciatus and Callosobruchus maculatus was investigated using replacement series experiments at high and low population densities. Competition coefficients were calculated for the two species and at both densities neither species had a clear competitive advantage over the other. It is concluded that Z. subfascicatus should be regarded as a potential cosmopolitan pest of stored cowpeas.

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Résumé Le Zabrotes subfasciatus est un parasite cosmopolite des haricots stockés (Phaseolus vulgaris). Il s'est installé dans des zones restreintes en tant que parasite des pois sauvages (Vigna unguiculata). Des spécimens de Z. subfasciatus ont été recueillis dans des haricots infestés en Colombie et dans les pois sauvages infestés d'Ouganda afin de comparer leurs réactions biologiques et leur comportement vis-à-vis des haricots et des pois sauvages. Les deux variétés, indépendamment de leurs passés géographique ou alimentaires, ont pondu des oeufs sur les deux types de graines et al répartition dans le temps de la ponte des oeufs s'est révélée être similaire pour les deux variétés sur chaque denrée. Les deux variétés se sont nourries et développées sur les deux types de graines, et aucune différence significative entre les deux variétés n'a été constatée dans l'importance de la progéniture se développant sur chacun des deux types de graines.Une concurrence entre le Z. subfasciatus et le Callosobruchus maculatus (un parasite cosmopolite courant des pois sauvages) a été étudiée en effectuant des expériences en série de substitutions. Des mélanges d'adultes des deux espèces ont été mis sur des pois sauvages, les proportions des deux espèces étant différentes dans les divers traitements. Les coefficients de concurrence, basés sur l'importance de la progéniture de chaque espèce provenant des divers mélanges, ont été calculés et il a été constaté qu'aucune des espèces n'avait un advantage de concurrence évident par rapport à l'autre.On en a conclu que le Z. subfasciatus devait être considéré comme un parasite cosmopolite éventuel des pois sauvages stockés.

     

Repellency of pheromones released by females of Heliothis armigera and H. zea to females of both species

An olfactometer was used to determine the effect of pheromones released by females of the bollworms Heliothis armigera (Hübner) and H. zea (Boddie) on females of the same species. Four combinations of virgin and mated females were tested for repellency of one to the other. Evidence is presented that females of the two bollworms were repelled by females of the same species. In addition, extracts of virgin female abdomens of each species repelled virgin females of the other species.

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Résumé L'examen en olfactomètre a porté sur les réactions face à d'autres femelles de la même espèce, de femelles vierges ou ayant copulé d'Heliothis armigera Hübner et H. zea Boddie. Le lot comprenait 8 femelles, vierges ou ayant copulé en présence d'une femelle vierge ou ayant copulé. Les 4 combinaisons possibles de femelles vierges et de femelles ayant copulé ont été examinées avec 12 répétitions pour chaque espèce. Un extrait de l'extrémité de l'abdomen de femelles vierges d'une espèce a été présenté aux femelles de l'autre espèce pour examiner les possibilités de réactions interspécifiques aux phéromones.Pour chaque espèce, les réactions interspécifiques de répulsion entre femelles ont été hautement significatives par rapport aux témoins, à l'exception toutefois des réactions de femelle ayant copulé face à des femelles ayant elles aussi copulé. Les répulsions moyennes chez H. armigera et H. zea pour les 8 femelles de chaque expérience ont été: a) vierges en présence d'une vierge: 7,33 et 7,66; b) vierges en présence d'une femelles ayant copulé: 5,76 et 5,58; c) femelles ayant copulé en présence d'une vierge: 4,67 et 4,83. Les différences sont hautement significatives entre chaque paire de moyennes et entre chaque paire et le lot témoin; 3,17; 3,17; 3,42; 4,00 pour H. armigera; 3,17; 3,50; 2,83 et 3,75 pour H. zea.Les femelles vierges des deux espèces, H. armigera et H. zea ont présenté une réaction de répulsion en présence d'un extrait de l'abdomen de l'autre espèce; les répulsions moyennes étant respectivement 5,53 et 5,33 contre 3,83 et 3,58 pour le lot trémoin.On peut en conclure que ces répulsions doivent entraîner une tendance à la répartition uniforme.

     

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

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

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

     

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.

     

Response of females of the braconid parasitoid Microplitis demolitor to frass of larvae of the Noctoids, Heliothis zea and Trichoplusia ni and to 13-methylhentriacontane

Microplitis demolitor Wilkinson, a solitary larval parasitoid of several species of Noctuidae, has been imported into the United States from Australia. A closely related species, Microplitis croceipes (Cresson), is native to the United States. The host-selection behavior of M. demolitor females is similar to that of M. croceipes in that it is stimulated by kairomones (including 13-methylhentriacontane) in the frass of Heliothis zea (Boddie) larvae, larval diet affects the kairomonal activity of the frass, and exposure to frass prior to release stimulates host-selection behavior. M. demolitor females also respond to frass from Trichoplusia ni (Hübner) larvae that had fed on Pink Eye Purple Hull Cowpea cotyledons.

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Réponse de femelles de Microplitis demolitor sur la nourriture de chenilles de noctuelles et sur 13-methylhentriacontane

Résumé Microplitis demolitor, un parasitoïde solitaire de plusieurs espèces de chenilles de noctuelles, a été introduit d'Australie aux Etats-Unis comme agent potentiel de contrôle biologique. Les fèces des chenilles d'Heliothis zea et Trichoplusia ni élevées sur des cotyledons de pois (Pink Eye Purple Hull Cowpea) stimulent les femelles à sélectionner un hôte, mais les fèces des chenilles des deux espèces élevées sur diète CSM ne possèdent pas cette activité. Un extrait hexanique des fèces des chenilles de H. zea élevées sur cotyledons de pois stimule également ce comportement, de même que le 13-methylhentriacontane, substance présente dans les fèces des chenilles de H. zea (Jones et al., 1971). Les femelles de M. demolitor exposées immédiatement avant leur lâcher en serre aux fèces des chenilles de H. zea, nourries de cotyledons de pois, parasitent un plus fort pourcentage (41.7%) de chenilles de H. zea que cells qui n'ont pas été exposées aux fèces (13.9%).Le comportement de sélection de l'hôte des femelles de M. demolitor est donc semblable à celui des femelles de Microplitis croceipes, un parasitoïde étroitement apparenté indigène des Etats-U-nis. La femelle, par exemple, est stimulée par une kairomone des fèces des larves de H. zea nourries sur des cotyledons de pois (incluant le 13-methyl-hentriacontane), la diète affecte l'activité kairomonale des fèces, et une exposition préalable aux fèces avant le lâcher stimule le comportement de sélection de l'hôte.La stimulation du comportement de sélection de l'hôte, au moment du lâcher peut être utilisée pour améliorer l'efficacité des lâchers des parasitoïdes dans les programmes de contrôle biologique.

     

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

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

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

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

     

Differences in learning between wild and laboratory Ceratitis capitata flies

Laboratory-reared and wild-collected adult female Mediterranean fruit flies, Ceratitis capitata Wiedemann, were exposed to two host fruit species, sweet orange (Citrus sinensis L.) and mock orange (Murraya paniculata Jack: Rutaceae). The effect of experience with a fruit species on acceptance of these fruit species (i.e., learning) differed between lab and wild females, but only for flies that were exposed to mock orange. Similar differences in fruit acceptance between lab and wild females were observed when individuals experienced with one fruit species were exposed to the other fruit species (i.e., switching). Finally, when each group was exposed to sweet orange, wild flies subsequently deprived of host fruit retained the effect of exposure on acceptance of mock orange 1 day longer than did lab flies subsequently deprived of host fruit. An hypothesis is presented by which selection under artificial culture gave rise to these differences.

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Résumé Des Ceratitis capitata femelles, élevées au laboratoire ou obtenues dans la nature à partir d'Eriobotrya japonica, ont été mises en présence de Citrus sinensis et de Murraya paniculata. L'effet de l'accoutumance à une espèce de fruit sur l'acceptation ultérieure des fruits d'une espèce déterminée (c'est-à-dire l'apprentissage) n'était pas le même pour les mouches sauvages et pour les mouches de laboratoire accoutumées à M. paniculata. Les mouches sauvages accoutumées à M. paniculata tentent de pondre dans C. sinensis beaucoup moins fréquemment que dans M. paniculata. Par contre, les mouches de laboratoire accoutumées à M. paniculata tentent de pondre dans M. paniculata aussi souvent que dans C. sinensis. Des différences du même type entre mouches sauvages et mouches du laboratoire ont été observées quand les individus mis en expérience avec une espèce de fruit ont été ensuite exposés à l'autre espèce, c'est-à-dire lors de réapprentissage. L'acceptation finale par les mouches de laboratoire dépend un peu plus de l'exposition à C. sinensis et un peu moins à celle de M. paniculata que lors de l'acceptation finale par des mouches sauvages. Enfin, des mouches sauvages accoutumées à C. sinensis et privées de leurs fruits, conservent un jour de plus l'effet de l'accoutumance, lors de l'acceptation de M. paniculata, que les mouches de laboratoire placées dans les mêmes conditions.Nous émettons l'hypothèse qu'une sélection due aux conditions d'élevage est à l'origine de ces différences. L'élevage dans de grandes bouteilles de polyéthylène peut sélectionner des mouches qui apprennent plus difficilement en présence de petits fruits comme M. paniculata et qui conservent l'influence de l'expérience pendant un temps plus bref.

     

Host discrimination in two species of ichneumonid wasps, Diadegma spp., attacking larvae of Plutella xylostella

Host discrimination was investigated in two related species of ichneumonid wasps: Diadegma eucerophaga Horst. and D. fenestralis (Holmgr.) attacking a common host, the diamond-back moth Plutella xylostella (L.). In the laboratory, I studied: (1) the relative amounts of time spent between patches containing unparasitized or parasitized hosts, (2) the results of parasitoid encounters with parasitized and unparasitized hosts, (3) dissections to reveal whether or not the wasps preferred to oviposit in unparasitized hosts. D. eucerophaga showed discrimination by (1) avoiding patches containing parasitized hosts and by (2) preference to oviposit in unparasitized larvae. No discrimination was detected for D. fenestralis at any of the three levels.In the field, a population consisting primarity of D. eucerophaga was presented to plants containin either unparasitized or previously-parasitized larvae. Although superparasitism occurred, the wasps preferred to oviposit in the unparasitized larvae.

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Résumé La sélection a été examinée sur P. xylostella attaqué par deux espèces voisines Diadegma eucerophaga et D. fenestralis. La sélection a été examinée examinée à 3 niveaux au laboratoire: (1) par la comparaison des temps passés sur feuilles portant des chenilles parasitées ou non; (2) par l'analyse des résultats des rencontres avec chenilles parasitées ou non; (3) par des dissections pour examiner dans quel type la ponte a lieu de préférence. Les résultats prouvent une sélection chez D. eucerophaga qui évite les feuilles portant des chenilles parasitées, et pond de préférence dans les chenilles non parasitées. Les chenilles parasitées sont autant attaquées que les saines (insertion de la tarière), ce qui suggère peut-être un signal interne et l'aptitude à ne pas pondre après sa détection. Aucune preuve de sélection à ces trois niveaux n'a pu être apportée pour D. fenestralis. Une explication est suggérée.La sélection par une population naturelle de D. eucerophaga a aussi été étudiée dans la nature en lui présentant des chenilles parasitées ou non. Bien qu'il y ait eu un superparasitisme, les ichneumonides ont préféré pondre dans les chenilles non parasitées.

     

(Z)-11-Hexadecenyl compounds as attractants for male microlepidoptera of the subfamilies Argyresthiinae, Glyphipteryginae, and Crambinae

Traps baited with Z11-16:Ac, Z11-16:Ald, Z11-16:OH, and Z13-18:Ac, singly or in mixtures, were tested for their attractivity for males of microlepidoptera in an apple orchard, a mixed deciduous forest, and a coniferous forest. In particular, Z11-16:Ac and Z11-16: Ald attracted some Crambinae, one Glyphipteryx species, and several species of Argyresthia, including the injurous species A. fundella (on fir), A. conjugella (on apple), A. pruniella (on cherry), and A. thuiella (on Thuja).

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Attraction sexuelle de microlépidoptères des sous-familles Argyresthiinae, Glyphipteryginae et Crambinae par des hexadécènes 11Z

Résumé L'attraction de microlépidoptères par des hexadécènes 11Z a été examinée en 1982 et 1983 à l'aide de pièges sexuels placés dans différents biotopes de Hollande. Ces pièges contenaient différents mélanges synthétiques d'acétoxy-1-hexadécènes 11Z (Z11-16:Ac), d'hexadécènal 11Z (Z11-16:Ald), d'hexadécénol 11Z (Z11-16:OH) et d'acétoxyl-1-octadécène 13Z (Z13-18:Ac). Les pièges étaient placés dans un verger de pommiers, dans un bois de feuillus aux essences diverses et dans un bois de résineux. Des mâles de 10 espèces de lépidoptères ont été capturés avec ces mélanges, parmi lesquels ceux de 3 espèces de Pyralidae, d'une espèce du genre Glyphipteryx et de 6 espèces du genre Argyresthia. Parmi les Argyresthia, certaines espèces sont considérées comme des déprédateurs: A. fundella sur sapin (Abies), A. conjugella sur pommier (Malus), A. pruniella sur cerisier (Prunus) et A. thuiella sur Thuja. Enfin, un tableau fournit 28 produits contenant des hexadécènes Z11 actuellement connus comme attractifs sexuels de microlépidoptères; la majorité des espèces appartient aux sous-familles Crambinae, Argyresthiinae, Glyphipteryginae et Acrolepiinae.

     

Control of Muscidae on cattle by flucythrinate ear-tags, the behaviour of these flies on cattle and the effects on fly-dislodging behaviour

In two trials using diary heifers, in the south of England, ear-tags, containing flucythrinate, completely controlled Haematobia irritans (L). Musca autumnalis De Geer on the face were reduced by 41% using one tag and by 76% using two tags per heifer. A single ear-tag reduced numbers of Hydrotaea irritans (Fallén) on the body by 90% and on the teats by more than 55%. Other minor pestering flies were similarly controlled. Control was sustained over the entire 14 weeks duration of the trials which effectively encompassed the fly season of the three main pests.Ear-flicks by the heifers were related to dislodging M. autumnalis from the face, and tail flicks to dislodging Hy. irritans from the belly. These are the two commonest species of nuisance flies and are known to carry pathogenic bacteria.A management plan intended to maximise effective use of insecticidal ear-tags while minimising risks of insecticide resistance is described.

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Résumé Des boucles, contenant du flucythrinate, ont protégé totalement des génisses pour la production de lait contre Haematobia irritans L. lors de deux traitements expérimentaux dans le sud de l'Angleterre.Les effectifs de Musca autumnalis De Geer sur la face des génisses ont été réduits de 41% en utilisant un boucles et de 76% en utilisant deux. Un seul boucles réduit les effectifs d'Hydrotaea irritans Fallén de 90% sur le corps et de plus de 55% sur les pis. Les effectifs d'autres mouches nuisibles de moindre intérêt ont été réduits eux aussi. L'efficacité a été maintenue pendant les 14 semaines du traitement ce qui déborde efficacement le période de vol des 3 principales espèces de mouches nuisibles. Les battements d'oreille des génisses sont destinés à chasser M. autumnalis du visage, et les coups de queue à chasser H. irritans du ventre.Ce sont les deux principales espèces de mouches nuisibles connues comme vecteurs de bactéries pathogènes.Un programme est proposé pour optimaliser l'efficacité des boucles, tout en limitant les risques de résistance aux insecticides.

     

Parasitization of granulosis-virus infected and noninfectedAgrotis segetum larvae and the virus transmission by three hymenopteran parasitoids

Apanteles telengai Tobias,Aleiodes gasteratus (Jurine) andCampoletis annulata Tschek parasitized significantly more healthy than granulosis virus (GV)-infectedAgrotis segetum D. & Schiff. larvae. Females of the three parasitoid species that had oviposited previously in GV-infectedA. segetum larvae transmitted the virus to healthyA. segetum larvae in subsequent oviposition.A. telengai andA. gasteratus females also transmitted the GV on unsuccessful oviposition attempts. Male parasites did not transmit the GV.

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Résumé Apanteles telengai, Aleiodes gasteratus etCampoletis annulata parasitent significativement plus les chenilles saines d'A. segetum que les chenilles infectées par le virus de la granulose. Les femelles des 3 espèces ayant pondu préalablement dans des chenilles contaminées par le virus ont transmis le virus à des chenilles saines lors de pontes ultérieures. Les femelles deA. telengai etA. gasteratus transmettent le virus lors de perforations d'hôtes non suivies de pontes. Les mâles ne transmettent pas le virus.

     

Damage and performance of the green spruce aphid, Elatobium abietinum on twenty spruce species

Field and laboratory observations of the relationships between the performance of Elatobium abietinum (Walker), Homoptera, Aphididae, and various species of spruce were undertaken from January 1980 to April 1981. The study included sampling for aphids in established field plots of spruce during May and June respectively before and after the migration period in spring. The aphid's performance (weight and mean relative growth rate) at different seasons on pot grown plants of selected spruce species was monitored, covering, in all, 20 species of spruce.Aphid performance was greatest on the North American spruces, especially Picea sitchensis (Bong) Carr and P. mexicana Martinez; the Asian spruces were the least favoured, especially P. glehnii (Schmidt) Mast. Between these two geographical groups the Eurasian spruce species (sensu Wright, 1955) demonstrated an intermediate aphid performance.

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Résumé Les observations dans la nature et au laboratoire sur les performances d'E. abietinum Walker et différentes espèces d'épicéas ont été effectuées de janvier 1980 à avril 1981. Les observations dans la nature comprenaient des prélèvements de pousses d'épicéa pour dénombrer les pucerons avant (mai) et après (juin) la période de migration du printemps. Les performances des pucerons (poids et taux moyen de croissance relative) ont été examinées à différentes saisons sur des plantes en pot sur un total de 20 espèches sélectionnées d'épicéas.Les performances du puceron ont été supérieures sur les espèces d'épicéa de l'Amérique du nord Picea sitchensis et P. mexicana; les espèces asiatiques étaient les moins favorables, particulièrement P. glehnii. Entre ces deux groups géographiques, les espèces eurasiennes (sensu Wright, 1955) ont permis des performances intermédiares chez les pucerons.

     

Decision to superparasitize based on larval survival: competition between aphid parasitoids Aphidius ervi and Aphidius smithi

Oviposition by a parasitoid wasp in an already parasitized host (= superparasitism) may result in larval competition and the loss of offspring. Consequently, in solitary species, the decision to superparasitize should be based on the probability of offspring survival. Females of Aphidius ervi Haliday and A. smithi Sharma & Subba Rao (Hymenoptera: Aphidiidae), two parasitoids of the pea aphid, discriminated between conspecific-and heterospecific-parasitized hosts. Both species showed partial preference for aphids previously attacked by A. smithi, a result predicted from the fact that A. ervi is superior to A. smithi in larval competition under most conditions. Females of A. smithi selectively attacked conspecific-parasitized pea aphids when given a choice between these and self-parasitized hosts. Results indicated that females of both species responded to an external pheromone-like marker to discriminate between selfconspecific-and heterospecific-parasitized aphids. In addition, A. smithi may use internal cues to recognize, and avoid oviposition in, aphids previously parasitized by A. ervi.

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Résumé L'oviposition par une guêpe parasite dans un hôte qui a déjà été parasité (= superparasitisme) pourrait conduire à une compétition entre larves et à une perte de progéniture. Par conséquent, dans les espèces solitaires, la décision de superparasiter devrait être basée sur la probabilité de survie de la progéniture. Les femelles de Aphidius ervi Haliday et de A. smithi Sharma & Subba Rao (Hymenoptera: Aphidiidae), deux parasites du puceron du pois, ont discriminé entre les hôtes parasités par des individus de la même espèce et ceux parasités par des individus d'une espèce différente. Les deux espèces de parasite ont montré une préférence partielle pour les pucerons préalablement parasités par A. smithi, résultat qui était prévisible du fait que, dans la majorité des cas, A. ervi est supérieur à A. smithi dans la compétition entre larves. Les femelles de A. smithi ont sélectivement attaqué les pucerons parasités par un individu de la même espèce lorsqu'il leur était donné de choisir parmi ceux-ci et ceux parasités par les même individu. Les résultats indiquaient que les femelles des deux espèces répondaient à une sorte de phéromone externe pour distinguer les pucerons parasités par le même individu de ceux parasités par un individu de la même espèce et ceux parasités d'une autre espèce. En plus, A. smithi pourrait utiliser des signaux internes pour reconnaître et éviter l'oviposition dans les pucerons préalablement parasités par A. ervi.

     

Growth and development of two polyphagous lepidopterans fed high- and low-tannin sericea lespedeza

The biological impact of consumption of sericea lespedeza (Lespedeza cuneata (Dumont) G. Don) genotypes varying in tannin content was examined for two generalist insect herbivores, Heliothis zea Boddie and Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae). Foliage of high- and lowtannin genotypes did not substantially affect the growth and development of either species when incorporated into meridic diet except at large concentrations where a diet containing high tanin genotypes reduced larval weight and delayed pupation of both species. Fresh foliage of sericea lespedeza with varying levels of tannin did not adversely affect larval growth and development of S. frugiperda. All genotypes were a poor host for H. zea in that most larvae died before pupation. Initial larval weight of H. zea was not consistently different between high- and low-tannin genotypes. Except for one low-tannin genotype having a greater efficiency of conversion of digested diet than the other genotypes, foliage tannin content had little effect on diet assimilation and utilization and larval developmental and consumption rates of stages 6 and 7 H. zea larvae. H. zea neonates also did not show a significant preference for any genotypes. Therefore, tannin content of sericea lespedeza had relatively little effect on the growth and development of these generalist insect defoliators which suggests that low-tannin genotypes of sericea lespedeza will not be substantially more susceptible to defoliation by these species. The poor performance of H. zea on all L. cuneata genotypes suggests that the plant may contain factors other than tannin that inhibit the growth and development of this species or that sericea lespedeza lacks essential nutrients for proper development of H. zea.

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Résumé Les effets de la consommation de phénotypes de la légumineuse S. lespedeza (Lespedeza cuneata) (Dumont) (G. Don) dont les teneurs en tanin diffèrent, ont été examinés sur 2 insectes généralistes; Heliothis zea Boddie et Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lep.: Noctuidae). Le feuillage de phénotypes à teneur élevée ou basse en tanin n'a pas affecté considérablement la croissance et le développement des 2 espèces, quand il a été incorporé dans un régime méridique, sauf aux fortes concentrations où un régime contenant le phénotype riche en tanin a réduit le poids larvaire et retardé la nymphose des 2 espèces. Le feuillage frais de S. lespedeza avec différentes teneurs en tanin n'a pas nui au développement et à la croissance larvaire de S. frugiperda. Tous les phénotypes ont constitué un hôte désavantageux pour H. zea dont toutes les chenilles sont mortes avant la nymphose. Les poids initiaux des chenilles de H. zea ne différaient pas significativement suivant la pauvreté ou la richesse en tanin des phénotypes. A l'exception d'un phénotype pauvre en tanin ayant une plus grande efficacité de transformation lors de la digestion, la teneur en tanin du feuillage a eu peu d'effet sur l'assimilation du repas, son utilisation, les taux de consommation et le développement larvaire des stades 6 et 7 des chenilles d'H. zea. Les chenilles néonates de H. zea n'ont présenté aucune préférence significative pour l'un des phénotypes. Par conséquent, la teneur en tanin de S. lespedeza a eu relativement peu d'effet sur la croissance et le développement de ces deux généralistes défoliateurs, ce qui suggère que les phénotypes de S. lespedeza pauvres en tanin ne sont pas nettement plus susceptibles de défoliation par ces espèces. Les faibles performances de H. zea sur tous les phénotypes de S. lespedeza suggèrent que cette plante peut contenir des facteurs autres que les tanins qui inhibent la croissance et le développement de cette espèce ou que S. lespedeza manque de certains éléments nécessaires au développement de H. zea.