Aphis craccivora settling behaviour and acquisition of cowpea aphid-borne mosaic virus in aphid-resistant cowpea lines

The settling behaviour of Aphis craccivora Koch, the vector of cowpea aphid-borne mosaic virus (CAMV) in cowpea, Vigna unguiculata (L.) Walp., on aphid-resistant, aphid-tolerant and aphid-susceptible cowpea lines was investigated. It was found that although apterae counts on the aphid-susceptible and aphid-tolerant lines were higher than on the aphid-resistant ones, apterae were more widely dispersed among the latter. Whereas there was a positive significant correlation between alatae numbers and incidence of CAMV in the aphid-susceptible and aphid-tolerant lines, this correlation was negative in the aphid-resistant ones. However, the incidence of CAMV was not significantly different from each other in all the lines. This indicated that aphid activity (e.g. wide dispersal) was more important in the spread of CAMV than the absolute number of viruliferous alatae, an effect which was manifested on the aphid-resistant lines.Aphids acquire CAMV more readily from aphid-susceptible and aphid-tolerant source plants than from aphid-resistant ones. The significance of this in relation to secondary spread of CAMV and the effect of noncolonising aphids are discussed.

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Le comportement d'atterissage d'Aphis craccivora et l'acquisition du virus de la mosaïque transmis par puceron chez les variétés de niébe résistantes au puceron

Résumé Le comportement d'atterissage d'Aphis craccivora, vecteur du virus de la mosaique transmis par puceron (CAMV) sur Vigna unguiculata, a été examiné sur des variétés résistantes, sensibles ou tolérantes aux pucerons. On a observé que bien que les dénombrements d'aptères sur variétés sensibles ou tolérantes aient été plus élevés que sur variétés résistantes, les aptères étaient plus largement dispersés sur ces dernières. Tandis qu'il y avait une corrélation positive significative entre les nombres d'ailés et la présence de CAMV sur les variétés sensibles et tolérantes aux pucerons, cette corrélation était négative sur les variétés résistantes. Cependant, la fréquence de CAMV n'était pas significativement différente parmi toutes ces variétés. Ceci a montré l'activité des pucerons (c'est à dire leur dispersion) étail plus importante dans la diffusion du CAMV que le nombre absolu d'ailés virosés, effet qui était manifeste sur les variétés résistantes aux pucerons.Les pucerons contaminés au CAMV le sont plus par des plantes sensibles ou tolérantes aux pucerons que par des plantes résistantes. La discussion porte sur la signification de ceci en relation avec la diffusion secondaire de CAMV, et de l'effet des pucerons non colonisateurs.

     

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

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

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

     

The biology and energetics of the potato aphid Macrosiphum euphorbiae, living in galls of the apple aphids Dysaphis devecta and Aphis pomi

A non-gall-forming aphid, Macrosiphum euphorbiae, was reared within the galls of Dysaphis devecta and Aphis pomi which had been induced in apple seedlings. Similar aphids were also reared on ungalled seedling leaves of a similar age and also on mature leaves and in old galls.There is a weak positive linear relationship between lipid content and pre-reproductive adult dry weight, but aphids living on young galled or ungalled plant tissue have 30% lipid compared to 11% for aphids living on old plant tissue. Adult aphids gradually decline in weight, losing between 24% and 38% of their pre-reproductive biomass before death. The energy content of this loss subsidieses reproduction. Reproduction of aphids feeding in old galls or on mature leaves was negligible, but on younger tissues average fecundity was 31, there being little difference between aphids living on galled and ungalled tissue. There is no simple relationship between pre-reproductive adult embryo content and fecundity.The principal factor mediating honeydew production was aphid size and this factor overrides any variation caused by different feeding sites. Honeydew production averaged 0.43 mg during a life of 30 days. Aphids successfully completing their life cycle have a life-time energy consumption of 30.58 joules of which 18% is lost as heat during respiration (R), 30% is contained in honeydew (F+U), 1% is contained in exuviae (Pe). Larval growth accounts for 17% (Pg), and adult reproduction for 34% (Pr).The P/C ratio for M. euphorbiae is 53% and is broadly comparable with aphids living on herbaceous plants.

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Résumé Un puceron ne formant pas de galles, Macrosiphum euphorbiae, a été élevé dans des galles de Dysaphis devecta et Aphis pomi formées sur semis de pommiers. D'autres M. euphorbiae ont été élevés sur feuilles sans galles du même âge provenent de semis identiques, sur feuilles mûres et sur vieilles galles.Il y a une faible relation positive linéaire entre la teneur en lipides et le poids sec des adultes avant la reproduction, mais les pucerons élevés sur tissus végétaux jeunes avec ou sans galles contiennent 30% de lipides contre 11% pour ceux élevés sur tissus âgés. Le poids des pucerons adultes diminue progressivement, la perte avant la mort se situant entre 24 et 38% de la biomasse avant la reproduction. Le contenu énergétique de ces pertes alimente la reproduction. La reproduction de pucerons consommant les vieilles galles ou les feuilles mûres était négligeable, mais sur jeunes tissus la fécondité moyenne était de 31-avec peu de différences entre pucerons sur galles ou feuilles-. Il n'y a pas de corrélation simple entre le contenu en embryon des adultes avant la reproduction et la fécondité.Le principal paramètre conditionnant la production de miellat est la taille du puceron; ce paramètre surpasse toute variation provoquée par les divers lieux d'alimentation. La production moyenne de miellat est de 0,43-mg pendant une vie de 30 jours. Les pucerons accomplissant leur cycle avec succès utilisent pendant leur vie 30,58 joules, dont 18% sont dissipés sous forme de chaleur pendant la respiration (R); le contenu du miellat (F+U) correspond à 30%, et 1% est contenu dans l'exuvie (Pe). La croissance larvaire (Pg) utilise 17%, et l'activité reproductrice des adultes (Pr) 34% de l'énergie. Le rapport P/C-53% pour M. euphorbiae-est globalement comparable à celui des pucerons vivant sur plantes herbacées.

     

A comparison of energy budgets and growth effeciency for Aphis fabae Scop. Reared on synthetic diets with aphids reared on broad beans

An energy budget was constructed for A. fabae reared on synthetic diets and compared with that published for aphids living on broad bean. Larval aphids living on broad bean utilized 54% of their energy intake for growth, 4% was lost during respiration and 42% was excreted as honeydew. Aphids living on a synthetic diet utilized 26% of their energy intake for growth and 4% was lost during excretion. 76% was excreted as honeydew. The growth efficiency on a synthetic diet was 20% compared with a value of 50% on plants. The value of synthetic diet experiments in furthering our understanding of aphid nutrition is discussed in the light of these results.

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Résumé Les budgets énergétiques d'Aphis fabae élevé sur des aliments artificiels ont été établis. Du ¹⁴C radioactif a été ajouté aux aliments pour faciliter l'évaluation de la quantité ingérée. Au cours des quatre premiers jours de la vie larvaire le puceron utilise pour sa croissance 0.82 Joules de l'énergie absorbée; les exuvies représentent 0.26 Joules, la respiration 0.16 Joules et l'équivalent de 2.97 Joules sont excrétés sous forme de miellat. Le rendement de croissance est de 20% et la croissance larvaire est de 0,037 mg en poids sec/jour. Ces données sont comparées avec celles obtenous pour des aphides vivant sur fève.Ces pucerons élevés sur fève ont un rendement de croissance de 50% et la croissance larvaire est de 0,056 mg en poids sec/jour. Les pucerons élevés sur milieux artificiels montrent donc une diminution appréciable de leur rendement de croissance et de leur vitesse de croissance, ce qui conduit à discuter les implications de ces observations pour les études nutritionnelles des aphides.

     

Effets compares de jeunes intermittents et de periodes equivalentes de subsistance sur des varietes resistantes ou sensibles de pois, Pisum sativum L., sur la croissance, la reproduction et l'excretion du puceron du pois, Acyrthosiphon pisum (Harr.) (Homopteres: Aphidides)

La croissance et la reproduction du puceron du pois, Acyrthosiphon pisum (Harr.), soumis à des jeûnes intermittents ou à des périodes équivalentes de subsistance sur des plantes-hôtes résistantes, (Pisum sativum L., variétés Onward et Melting Sugar), ont été réduites proportionnellement à la durée des traitements. Les larves élevées continuellement sur l'hôte résistant ont atteint un poids moyen équivalent à celui des larves qui jeûnèrent de 10 à 12 hr par jour; celles qui furent placées quotidiennement sur l'hôte résistant de 8 à 14 hr ont atteint un poids moyen équivalent au poids de celles qui jeûnèrent de 4 à 8 hr par jour, le reste du temps étant passé sur un hôte sensible (variété Perfection). La fréquence et le taux d'excrétion des pucerons replacés sur un hôte sensible après un jeûne ont été doublés ou davantage, comparativement aux témoins. Cependant, aucune augmentation dans l'excrétion n'a été observée lorsque les pucerons à la suite d'un jeûne étaient replacés sur un hôte résistant. Ces résultats suggèrent que l'ingestion de la sève par l'insecte peut être accélérée au besoin sur un hôte sensible, mais ne peut pas l'être sur un hôte résistant.

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Summary Growth of the pea aphid, Acyrthosiphon pisum, reared continuously on resistant varieties Melting Sugar and Onward was comparable to that of aphids starved 10 to 12 hr daily. Growth of aphids reared on these varieties 8 to 14 hr daily was comparable to that of aphids starved 4 to 8 hr daily. Aphids not reared continuously on the resistant varieties spent the remaining period of each day on the susceptible variety Perfection. Similar results were obtained when reproduction was measured. Aphid growth and reproduction on resistant hosts were therefore similar to that of aphids subjected to semistarvation. These results do not support the hypothesis that substances toxic to the aphid are present in the resistant host.Following each period of fasting, the frequency and rate of excretion (and ingestion) of aphids placed on a susceptible host were more than doubled, as compared to checks. However, no such increases in excretion were observed when fasted aphids were placed on a resistant host. These results suggest that sap ingestion can be increased when the starved aphid resumes feeding on a susceptible host, but cannot be increased when it resumes feeding on a resistant one. The hypothesis of Banks & Nixon (1958) on the mechanism of sap ingestion by the bean aphid is discussed and appears applicable to the pea aphid feeding on a susceptible host.

     

The growth of Aphis fabae as an indicator of the nutritional advantage of galling to the apple aphid Dysaphis devecta

Galling by Dysaphis devecta benefits groups of Aphis fabae as they are larger both on control and nitrogen-deprived apple plants which have been galled. Presumably D. devecta gains these advantages for itself because it can produce galls.Honeydew from A. fabae feeding on galled and ungalled control apple plants of the same age differs in its amino-acid content. It is thought that the presence of larger amounts of amino acids in the honeydew of aphids feeding on galled plants indicates that they had access to a better supply of these essential nutrients and consequently were able to attain a larger body-size.

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Résumé Le puceron Dysaphis devecta Walker provoque des galles rouges sur les feuilles du pommier. Il n'est pas possible d'évaluer les bénéfices que peuvent offrir à ce puceron cette formation de galles, mais si on élève sur ces mêmes feuilles Aphis fabae Scop. qui lui ne provoque pas de galles, alors on peut constater que la formation de galles est bénéfique pour cette dernière espèce.Deux lots de ces pucerons ont été élevés sur des jeunes pommiers âgés de deux semaines, un lot se composant uniquement de cinq larves d'A. fabae, l'autre comportant quatre larves d'A. fabae et une de D. devecta. La même expérience a été répétée pendant quatre générations avec les descendants de chacun de ces lots de Puceron. Dans toutes les générations la longueur moyenne des pucerons élevés sur les plantes attaquées simultanément par un individu de D. devecta était supérieure à celle des pucerons issus de lots se composant seulement d'A. fabae. En même temps les Aphis fabae des lots mixtes se développaient plus rapidement et moins d'ailés sont apparus.D'autres essais ont été réalisés de la même façon, mais les plantes étaient âgées de cinq semaines et avaient reçu des solutions nutritives complètes ou sans azote. A nouveau, l'influence de d. devecta sur la plante-hôte a entraîné une alimentation plus favorable pour Aphis fabae pendant quelques générations.Le miellat d'A. fabae s'alimentant sur des plantes de même âge, attaquée ou non par D. devecta diffère par sa teneur en acides aminés; celle-ci est plus, élevée dans le miellat des pucerons se nourrissant sur des feuilles portant des galles. La production de galles foliaires par D. devecta favorise donc la production d'acides aminés ce qui est bénéfique pour ce puceron gallicole.

     

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.

     

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

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

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

     

The energetics and growth efficiency of Aphis fabae Scop. Reared on different parts of the broad bean plant (Vicia faba)

Apterous virginoparae of A. fabae were reared on four different parts of broad bean seedlings. The energy channeled into larval growth, exuvia, adult reproduction and excretion was measured throughout the aphid's life. The greatest differences in the energy budgets were during reproductive life when aphids living on young stems fed at a much greater rate and were more fecund than those living on mature stems. There were also considerable differences in energy utilization of aphids reared on young plant growth and mature plant growth but there were few differences between stem and leaf dwellers.

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Résumé Le puceron noir de la fève A. fabae, bien que vivant normalement sur les extrêmités des tiges en croissance des plantes herbacées, peut en fait vivre et se reproduire sur d'autres parties de la plante. Le budget énergétique de cet insecte a été établi comparativement pour des pucerons vivant sur de jeunes tiges sur de jeunes feuilles, sur des tiges et des feuilles pleinement développées de pieds issus de semis. On a mesuré pour des aphides élevés sur chacun de ces sites: l'énergie utilisée pour la croissance pondérale au cours de la croissance larvaire, Pg, l'énergie correspondant aux exuvies larvaires Pe, l'énergie utilisée pour la reproduction de l'adulte Pr, celle correspondant aux excrétions de la larve et de l'adulte. Pour des pucerons vivant sur des feuilles pleinement développées on trouvé: Pg=10% de l'énergie totale consommée, Pr=45%; Pe 1%; R 7% et F+U 37%. Pour des pucerons vivant sur des jeunes feuilles: Pg=7%; Pr 34%; Pe 1%, R 5% et F+U 53%. Pour des pucerons vivant sur des tiges âgées: Pr=18%, Pr 36%; Pe 1%, R 8% et F+U 37%. Pour des pucerons élevés sur jeunes tiges: Pg 9%, Pr 42%; Pe 1%, R 6% et F+U 43%. Les différences les plus significatives s'observent pour des pucerons adultes dont l'énergie utilisée pour la reproduction est sérieusement réduite pour les individus s'alimentant sur des tiges âgées.

     

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

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

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

     

Components of resistance to Aphis fabae in faba bean cultivars

An aphid rate of increase index was used as a comparative measure of antibiotic resistance to Aphis fabae Scopoli (Homoptera: Aphididae) in five faba bean cultivars. The index was measured over a range of bioassays in laboratory and field, with seedlings and older plants, with three different previous aphid hosts and with two different aphid clones. Antixenotic resistance was measured by recording host selection and acceptance of the same cultivars by alate aphids. Cultivars which were antibiotically resistant were also antixenotically resistant. Antibiotic, but not antixenotic resistance, was less effective in the field than in the laboratory. The resistance of cv. Herra was influenced by previous aphid host, aphid clone and plant age but the resistance of Line 14 was more stable. Honeydew production was measured; aphids on resistant cultivars produced less honeydew of lower amino acid concentration than those on susceptible cultivars.

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Résumé L'importance des composantes antibiotique et antixénotique de la résistance de la fève à A. fabae a été évaluée dans différentes conditions au champ et au laboratoire.Un indice de performance du puceron sur des cultivars témoins très voisins du taux intrinsèque d'accroissement naturel a été utilisé pour les mesures comparant la résistance antibiotique. La lignée 14 et le cv. Herra ont été les plus résistants des 5 cultivars examinés. La résistance antibiotique de 14 par comparaison avec les cultivars sensibles n'a pas été modifiée par l'âge de la plante, le clone de puceron ou les cultivars qu'avaient eu précédemment les pucerons dans des expériences de laboiratoire. La résistance de Herra était moins stable. Les différences entre résistances antibiotiques des cultivars était plus faible en champ où aucune différence significative dans les taux de multiplication des pucerons n'a été observée.L'antixénose a été évaluée au laboratoire en mesurant les taux d'installation des ailés sur les cultivars et les taux d'acceptation des ailés quand ils avaient été placés sur les cultivars. La résistance antixénotique a refleté la résistance antibiotique. L'antixénose reste efficace quand aucun cultivar sensible alternatif était disponible. Des observations sur des infestations précoces de pucerons sur parcelles ont laissé penser que l'antixénose était effective aux mêmes niveaux au champ et au laboratoire.Les pucerons s'alimentant sur des cultivars résistants ont produit moins de miellat avec une plus faible concentration en acides aminés.Ces résultats font penser que les efforts dans la sélection pour la résistance à A. fabae devraient être orientés vers l'antixénose pour laquelle un screening rapide en laboratoire pourrait être efficace.

     

Cowpea aphid performance and behaviour on two resistant cowpea lines

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

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

     

Developpement compare de souches Europeennes verte et rose du puceron du pois, Acyrthosiphon pisum sur plantes-hotes et sur regime nutritif

Résumé Des virginopares de souches verte et rose du puceron du pois, Acyrthosiphon pisum (Harris), de provenance française, ont été élevés sur un régime nutritif holidique et sur deux plantes-hôtes, la fève, Vicia faba L., variété Windsor, et le pois, Pisum sativum L., variété Lincoln. Les résultats ont indiqué que les deux formes ont une croissance et une reproduction plus élevées sur la fève que sur le pois, et que la forme verte a mieux réussi que la forme rose, spécialement sur le pois. Cependant, la forme rose a eu une meilleure croissance et reproduction sur le régime nutritif que la forme verte, et ceci durant deux générations successives. La mortalité de la forme rose durant la première génération a été élevée sur le pois mais plutôt faible sur la fève et sur le régime nutritif, tandis que celle de la forme verte a été élevée sur le régime nutritif, mais plus faible sur les deux plantes-hôtes. La performance meilleure sur régime holidique de la forme rose sur la forme verte semble reliée à un taux d'ingestion plus élevé chez la première, résultant peut-être d'une meilleure capacité d'adaptation à la prise de nourriture à travers une membrane de Parafilm. Il est possible également que le régime holidique utilisé satisfasse mieux les besoins nutritifs de la forme rose. Ces résultats démontrent que les disparités biologiques rapportées fréquemment entre des populations du complexe A. pisum relativement à leur performance sur diverses légumineuses peuvent s'observer également sur des régimes nutritifs holidiques en milieu contrôlé.

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Summary Virginoparae of green and pink forms of the pea aphid, Acyrthosiphon pisum (Harris), from France were reared on a holidic diet and on two host-plants, broad beans, Vicia faba L., variety Windsor, and peas, Pisum sativum L., variety Lincoln. The results indicated that both forms grew and reproduced better on broad bean than on pea, and that the green form performed better than the pink one, especially on pea. On the other hand, on the holidic diet, the pink form grew and reproduced better than the green one during two successive generations. Mortality of the pink form during the first generation was highest on peas and lower on broad bean and on the holidic diet, whereas that of the green form was higher on the diet and lower on the host-plants. The better performance of the pink. form over the green one on the holidic diet was related to a higher rate of ingestion, perhaps resulting from a capacity to adapt better to feeding through a Parafilm membrane. It is possible also that the holidic diet is better suited to the pink form than to the green one. It appears from these results that the biological diversity reported frequently between populations of the complex A. pisum as regard their performance on various legume plants can also be encountered on chemically defined diets under controlled conditions.

     

Stylet penetration by two aphid species on susceptible and resistant lettuce

The probing behavior of two aphid species, Myzus persicae (Sulz.) and Nasonovia ribisnigri (Mosley), was electronically monitored on susceptible and resistant lettuce lines using a DC amplifier. A waveform pattern associated with extracellular stylet pathway activities, pattern C, occurred for longer periods when either aphid species probed resistant plants. This pattern is usually regularly interrupted by drops in electrical potential lasting a few seconds, reflecting cell membrane punctures followed by rapid withdrawal of the stylet tips. For M. persicae on resistant lettuce a large increase in pattern C without these potential drops accounted for the increased duration of this pattern. For N. ribisnigri the increase in pathway activity on resistant plants was due to an increase in the more typical pattern C with potential drops, as well as to an increased duration of pattern F, associated with a curious type of stylet penetration within cell walls. Both aphids made more but shorter probes on resistant than on susceptible plants, and these probes led less frequently to periods of sieve element contact and ingestion. The effects of resistance appear to involve both mesophyll and phloem factors. The underlying mechanisms, however, remain unclear. The results indicate which stylet penetration activities or waveform patterns are of interest for further investigation of resistance mechanisms.

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Résumé Le comportement de sondage de variétés sensibles et résistantes de laitues par deux espèces de pucerons, Myzus persicae (Sulz.) et Nasonovia ribisnigri (Mosley), a été enregistré électroniquement en utilisant un amplificateur DC. Les deux espèces de pucerons ont présenté une amplification de l'onde de type C associée au cheminement extracellulaire des stylets lors du sondage des variétés résistantes. Cette onde est normalement interrompue par des chutes de quelques secondes du potentiel électrique, traduisant des ponctions de la membrane cellulaire suivies par un rapide retrait de l'extrémité des stylets. La forte augmentation de l'onde C mais sans chutes de potentiel rend compte de la plus longue durée de cette onde chez M. persicae sur laitue résistante. L'accroissement du cheminement des stylets chez N. ribisnigri sur plantes résistantes est dû à une augmentation de l'onde C typique avec chutes de potentiel, ainsi qu'à une prolongation de l'onde F liée à la pénétration des stylets dans les parois cellulaires. Les deux espèces font des sondages plus brefs et plus nombreux sur variétés résistantes, et ces sondages entraînent des contacts moins fréquents avec les éléments criblés et débouchent moins souvent sur de l'ingestion. Les effects de la résistance semblent impliquer des facteurs liés à la fois au mésophylle et au phloème. Les mécanismes sous-jacents, cependant, ne sont pas encore clairs. Ces résultats Montrent que l'examen des ondes liées à la pénétration des stylets est important pour des études ultérieures sur les mécanismes de résistance.

     

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.

     

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

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

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

     

Relation entre aphides et fourmis dans la production et la récolte du miellat sur oranger

Résumé La fréquence des gouttelettes de miellat excrétées par Toxoptera aurantii (Boyer de F.) augmente en la présence de Tapinoma simrothi Krausse., mais le phénomène est seulement important quand les aphides sont familiarisés avec la visite des fourmis. En présence d'ouvrières pourvoyeuses âgées, le nombre de gouttelettes de miellat excrétées par une colonie d'aphides est multiplié par 4,9. Les meilleures performances sont obtenues avec les larves, qui défèquent plus vite que les adultes. Les jeunes ouvrières âgées de moins de deux semaines et isolées juste avant la naissance, sont capables d'augmenter la production de gouttelettes, et ceci sans apprentissage. Mais l'effet est plutôt faible. Dans tous les cas, le nombre de sollicitations pour la nourriture est plus élevé que le nombre des gouttelettes excrétées. Habituellement, les fourmis collectent le miellat directement sur les aphides. Néanmoins, le miellat restant sur les feuilles peut être ramassé, mais cette récolte n'est pas très importante.

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Summary The frequency of honeydew droplets excreted by Toxoptera aurantii (Boyer de F.) increases in the presence of Tapinoma simrothi Krausse., but the phenomenon is only important when aphids are familiarized with ant-attendance. In presence of old foraging workers, the number of honeydew droplets excreted by an aphid colony is multiplied by 4.9. The best performances are obtained with larvae, which defecate faster than adults. Young workers less than two weeks old and isolated just before birth, are able to increase the droplets production, and this without apprenticeship. But the effect is rather slight. In all cases, the number of food sollicitations is higher than the number of excreted droplets. Usually, ants collect honeydew directly on aphids. Nevertheless, honeydew remaining on leaves can be picked up, but this gathering is not very important.

     

Marking aphids and their parasites with 14C in field studies

Aphids (Brevicoryne brassicae (L.) and Myzus persicae (Sulzer)) were marked with ¹⁴C by feeding them on host plants (rape, Brassica napus L. var. oleifera and kale, Brassica oleracea L. var. acephala (D.C.) Alef.) which had been exposed to ¹⁴CO₂. With concentrations of radioactivity in the leaves of 20–50 Ci per g wet weight, the adult aphids contained 5–10nCi of ¹⁴C after 2 days' feeding. The concentration of activity in the leaves decreased with a halflife of 6–12 days depending on the age of the leaves. The aphids lost much of their activity after removal to an unlabelled plant, retaining 20% of the initial activity after 8 days. The first progeny born had an activity of 3% of the initial activity of the parents, and those born after 8 days, 0.08%. The progeny retained 70% of this activity as adults.Parasites (Diaeretiella rapae (M'Intosh)) contained 2–4 nCi after developing from egg to adult in aphids labelled with 4–30nCi. Adult parasites contained 0.3nCi after feeding on labelled honey dew.In a field trial, marked aphids and parasites were identified amongst insects caught at 0.6 m and 6 m from a labelled plant. Also marked were the hyperparasites Alloxysta brassicae (Ashmead) and Pachyneuron aphidis (Bouché).

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Résumé On a marqué avec du ¹⁴C les pucerons Brevicoryne brassicae (L.) et Myzus persicae (Sulzer) en les nourrissant sur des plantes hôtes Brassica napus L. var. oleifera et Brassica oleracea L. var. acephala (D.C.) Alef. exposées au ¹⁴CO₂.La concentration de radioactivité dans les feuilles diminuait à la longue, la demi-vie biologique de l'isotope étant de 6 jours dans les feuilles jeunes et de 12 jours dans les feuilles mûres. Il n'y avait pas beaucoup de perte de ¹⁴C dans la plante entière pendant 2 mois, ce qui était indiqué par l'activité des pucerons qui se nourrissaient sur la plante à la fin de ce temps.Pour une concentration de radioactivité de 20–50 Ci g^-1 dans les feuilles, l'activité des pucerons adultes était de 5–10 n Ci après 2 jours de nourrissement. Les pucerons perdaient beaucoup de leur activité après avoir été transportés sur une plante non-marquée, retenant 20% de la valeur initiale après 8 jours. Beaucoup d'activité perdue fut retrouvée dans des descendants marqués; ceux qui naquirent les premiers ayant une activité égale à 3% de l'activité initiale des parents; ceux qui naquirent 8 jours plus tard, de 0.08%. Les descendants retenaient 70% de cette activité comme adultes. La reproduction ne fut pas affectée si les parents contenaient 5 n Ci.Des parasites (Diaeretiella rapae (M'Intosh)) furent marqués de 2–4 n Ci après développement d'uf jusqu'à adulte dans des pucerons marqués de 4–30 n Ci. Des parasites adultes furent marqués de 0.3 n Ci en les nourissant du miellat excrété par ces pucerons.Dans un essai sur le terrain, une plante marquée dans le champ fut attaquée par des pucerons des deux espèces. Les insectes furent attrapés dans des pièges à succion placés à des distances de 0.6 m et 6 m de la plante marquée. Des insectes marqués, identifiés par leurs images sur un radiofilm, comprenaient des pucerons et des parasites. Des hyperparasites, Alloxysta brassicae (Ashmead) et Pachyneuron aphidis (Bouché) furent également marqués.

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Reproduction of the aphid Myzus persicae related to the mineral nutrition of potato plants

The fecundity and reproduction rate of caged Myzus persicae on leaves of potato plants growing on nutrient solutions with different anion and cation ratios were measured. The levels of total and soluble N in the leaves and the reproduction rate were found to be positively correlated with the amounts of N in the nutrient solutions. Longevity and reproduction rate were considerably less on 4-week-old plants than on 8-week-old plants; this difference is not correlated with the total N or soluble N-content of the leaves. When comparing aphid development on plants, daily variations in the amounts of N compounds in the leaves could provoke an erroneous basis for assessing the physiological condition of the host plant.

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Résumé Des pucerons Myzus persicae sont élevés individuellement dans des cages sur des feuilles de pommes de terre. Chaque expérience comporte deux groupes de plantes les unes âgées d'un mois, les autres de deux mois. Les plantes sont alimentées avec des solutions nutritives dans lesquelles le rapport d'anions ou cations est différent, mais qui demeurent ioniquement équilibrées.La reproduction de Myzus persicae, sur les plantes du même âge, montre une corrélation avec la quantité de N dans la solution nutritive et avec la teneur des feuilles en N total ou en N soluble.Le taux reproduction sur des plantes âgées de deux mois est en moyenne plus élevé que sur les plantes âgées d'un mois. Cette différence n'est pas en corrélation avec la teneur des feuilles en N total ou N soluble.Sur des plantes âgées de deux mois le nombre de jours productifs par femelle est plus élevé que sur des plantes âgées d'un mois.La teneur des feuilles en composés azotés peut montrer des fluctuations quotidiennes importantes; pendant la durée de l'expérience un échantillonnage fréquent est indispensable à l'obtention de données reproductibles.Le rapport de K/Mg dans les solutions nutritives n'a pas une influence significative sur la fécondité des pucerons.La teneur en eau des feuilles n'est pas influencée par les différentes solutions nutritives ni par l'âge de la plante.Si on permet aux pucerons de se développer librement sur les plantes, on constate que la densité de population est la même sur les différentes solutions nutritives. La nutrition minérale n'influence pas de façon significative les pourcentages de production d'insectes ailés.

     

Changes in phenylalanine and tyrosine content and metabolism in ears of susceptible and aphid resistant winter wheat cultivars upon infestation by Sitobion avenae

Changes in free phenylalanine and tyrosine content and metabolism in the ears of susceptible Bezostaya 1 and relatively resistant Atlas 66 winter wheat varieties after natural infestation by the grain aphid (Sitobion avenae) (F.) were investigated. After infestation the content of phenylalanine and tyrosine in the variety Atlas 66 was higher than in the susceptible cultivar Bezostaya 1. Attack by aphids also brought changes in the metabolism of phenylalanine and tyrosine in the tissues. A higher phenylalanine ammonia-lyase (PAL) and tyrosine ammonia-lyase (TAL) activity was observed in ear tissues of the more resistant variety Atlas 66. The changes in the activity of those lyases in Atlas 66 were strictly correlated with the increase of phenylalanine and tyrosine content after infestation.

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Résumé L'étude a porté sur l'analyse des teneurs en phénylalanine et tyrosine libres et sur le métabolisme des épis de blés d'hiver, — sensible Bezostaya 1 et relativement résistant Atlas 66 —, après une attaque naturelle du puceron des grains, S. avenae F. Les teneurs en phénylalanine et en tyrosine d'Atlas 66 sont alors supérieures à celles de Bezostaya 1. Les attaques de pucerons provoquent des changements dans le métabolisme de la phénylalanine et de la tyrosine des tissus. Des activités phénylalanine ammonialyase (PAL) et tyrosine ammonialyase (TAL) ont été observées dans les tissus des épis de la variété la plus résistante, Atlas 66. Les modifications de l'activité de ces lyases dans les pieds du cultivar résistant Atlas 66 présentent une relation étroite avec l'accroissement des teneurs en phénylalanine et en tyrosine après la contamination.