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

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

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

     

Discriminative behavioral responses by aphids to various plant matrix polysaccharides

Three species of aphids, Schizaphis graminum (Rondani) (the greenbug), Acyrthosiphon pisum (Harris) (the pea aphid) and Myzus persicae (Sulzer) (the green peach aphid), showed significantly different behavioral responses to various plant mono- or polysaccharides incorporated within thin (<200 m) films of agar overlaying artificial diets. Thirteen polysaccharides (i.e.: polygalacturonic acid, low methoxy pectin, high methoxy pectin, arabinogalactan, xylan, galactan, cellulose, starch, amylose, laminarin, dextran, 2,3-diacetyl pectin and trifluoroacetyl pectin) and 5 monosaccharides (arabinose, xylose, galactose, glucose and galacturonic acid) were tested in paired choices against a control overlay containing only agar. Glucose, dextran and laminarin were the only compounds that all three species of aphids responded to similarly (viz., glucose stimulated, dextran had no effect and laminarin deterred ingestion of underlying diets). None of the aphids exhibited negative responses to the monosaccharides tested. These monosaccharides either had no significant effect or were stimulatory. The polysaccharides tested induced a variation of unaltered, stimulatory or inhibitory behavioral responses in the 3 species of aphids. The behavioral responses of both greenbugs and pea aphids, which are oligophagous, were significantly affected by 6 out of 7 plant matrix polysaccharides tested. Feeding behavior by green peach aphids was affected by only one of these polysaccharides.Electronic monitoring of aphid probing showed that aphids salivated in and test probed the overlays prior to inserting their stylets into and ingesting from the underlying diets. Recorded responses of aphids probing overlays containing inhibitory polysaccharides resembled the recorded behavioral responses of aphids on resistant or nonhost plants (i.e., numerous short probes with either a lack of or a prolonged period prior to ingestion). The differential behavioral responses of the aphids to the various polysaccharides supports the view that plant matrix polysaccharides play a role in the chemical basis of aphid — plant interactions.

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Zusammenfassung Drei Blattlausarten, Schizaphis graminum, Acyrthosiphon pisum and Myzus persicae, zeigten deutliche Unterschiede in ihrem Probeverhalten auf künstlichen Nährmedien, die mit dünnen (<200 m), verschiedene Mono- und Polysaccharide enthaltenden Agarschichten bedeckt waren.Die in den Agarschichten enthaltenen Monosaccharide bewirkten bei allen drei Arten eine deutliche Steigerung des Probeverhaltens. Im Gegensatz dazu war der Einfluss der Polysaccharide von Art zu Art verschieden. Sechs von sieben getesteten pflanzlichen Matrixpolysacchariden beeinflussten deutlich das Probeverhalten von Schizaphis graminum und Acyrthosiphon pisum. Im Gegensatz dazu wurde das Probeverhalten von Myzus persicae nur von einem der untersuchten Polysaccharide beeinflusst. Die Zahl der Wirtspflanzen für Schizaphis graminum und Acyrthosiphon pisum ist relativ klein im Vergleich zu der von Myzus persicae. Dies ist möglicherweise darauf zurückzuführen, daß die Fähigkeit, chemosensorisch zwischen pflanzlichen Matrixpolysacchariden zu unterscheiden, bei Myzus persicae weniger stark ausgeprägt ist.Elektronische Registrierung des Probeverhaltens zeigte, daß Schizaphis graminum vor der Aufnahme der künstlichen Nährmedien zunächst die darüber liegenden Agarschichten testete. Dies geschah durch Einstechen des Stiletts in die Agarschicht, Absonderung von Speichel, Aufsaugen der verflüssigten Matrix und auschliessendes Wiederausstoßen.Das Probeverhalten von Schizaphis graminum auf Trifluoroacetylpektin, welches eine Aufnahme der darunter liegenden Nährstoffe verhinderte, war vergleichbar zu dem Probeverhalten von Schizaphis Graminum auf resistenten oder Nichtwirtspflanzen. Andererseits glich das Probeverhalten von Schizaphis graminum stark methyliertem Pektin, welche die Nährstoffaufnahme steigerte, dem auf natürlichen Wirtspflanzen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, daß pflanzliche Matrixpolysaccharide für die Wechselwirkung zwischen Blattläusen und Pflanzen keine chemisch inerten Komponenten darstellen. Der unterschiedliche Einfluss der pflanzlichen Matrixpolysaccharide auf die verschiedenen Blattlausarten zeigt, daß diese pflanzlichen Biopolymere eine entscheidene Rolle bei der Erkennung von Wirtspflanzen durch Blattläuse spielen könnten.Darüberhinaus zeigt das extrem unterschiedliche Probeverhalten von Schizaphis graminum auf Trifluoroacetyl- bzw. stark methyliertem Pektin, daß selbst geringe Änderungen in den chemischen Eigenschaften dieser Komponenten das Probeverhalten von Blattläusen deutlich beeinflussen können.

     

Toxicity of Nicotiana gossei domin to Myzus persicae (Sulzer)

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

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

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

Alkaloid secretion by trichomes of Nicotiana species and resistance to aphids

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

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

     

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

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

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

     

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

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

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

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

     

Studies on the relations of insect and host plant

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

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

     

Functional significance of the alarm pheromone composition in various morphs of the green peach aphid, Myzus persicae

Three isomers of farnesene occur in the siphon excretions of at least four aphid species: the siphon excretions of Myzus persicae contain (E)--farnesene, as well as (Z,E)--farnesene. The significance of (E)--farnesene as an alarm pheromone was evaluated by the investigation of the ratios and quantities of the above-mentioned farnesene isomers in various morphs of Myzus persicae (Sulz.). It is suggested that a relationship exists between the production of farnesene isomers and the occurrence of morphs.

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Zusammenfassung Es ist bekannt, dass drei Isomere des Farnesens in der Siphonensekret von wenigstens vier Blattläusmorphen vorkommen. So enthielt zum Beispiel das Siphonensekret bei Myzus persicae (E)--, (Z,E)-- und (E,E)--Farnesen. Um die Bedeutung des (E)--Farnesens zu ermitteln, haben wir die Mengen und Verhältnisse der Farnesenisomere in verschiedenen Morphen von Myzus persicae bestimmt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Beziehung zwischen der Produktion von Farnesenisomeren und der Bildung der Morphe in dieser Blattläus besteht.

     

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

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

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

     

Eine neuere Beobachtung über Antibiose bei Pseudomonas-Bakterien

Zusammenfassung In der Reihe der Leguminosenviren wurden zwei weitere Viren vermessen. Dabei ergab sich für das Weißkleevirus eine Normallänge von 476 m und für das Steinkleevirus eine solche von 616 m. Beide Viren sind damit von den Viren des Gewöhnlichen und des Gelben Bohnenmosaiks (mit je 750 m Länge) deutlich unterscheidbar.     

Egg production by the coccinellid Hippodamia convergens fed on two morphs of the green peach aphid, Myzus persicae

Adults of the lady beetle Hippodamia convergens Guérin-Méneville requiring aphids for egg production, were fed suboptimal amounts of apteriform virginoparous larvae or alatiform gynoparous larvae of the green peach aphid, Myzus persicae (Sulz.), and artificial diet ad lib. The beetles initiated oviposition sooner and deposited significantly more eggs when supplied with the same weight of apterous virginoparous morph. The possible nutritional, hormonal, and ecological implications of the findings are discussed.

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Zusammenfassung Die Eiproduktion des Marienkäfers Hippodamia convergens, welcher hierzu Blattläuse als Nahrung benötigt, wurde bei Fütterung mit zwei verschiedenen Morphen der Blattlaus Myzus persicae untersucht. Der Verzehr derselben Menge flügelloser Virginoparen führte im Vergleich zu geflügelten Gynoparen zu früherer und signifikant erhöhter Eiabgabe. Der hormonale und ernährungsphysiologische Hintergrund und die ökologische Bedeutung dieser Ergebnisse werden diskutiert.

     

Selection of Brussels sprouts of different water status by apterous and alate Myzus persicae and Brevicoryne brassicae in relation to the age of leaves

The feeding preferences of apterae for leaves of different ages are shown largely to determine the distribution of Myzus persicae and Brevicoryne brassicae on Brussels sprouts in which they colonise particularly the old and young leaves respectively. Alatae contribute to this segregation but less so since alatae of both species settle preferentially on the plant apex. Apterous and to some extent alate M. persicae select the most nutritious leaves as measured by reproduction, but this is less often so with B. brassicae.Water stress causing wilting of the old leaves reduces settling on the plants by alate B. brassicae but not alate M. persicae which avoid the old leaves and instead colonise the apex. Among leaves of different water status apterous M. persicae again select the most nutritious while B. brassicae does so less consistently.These results are compatible with some aspects of the dual discrimination theory of hostplant selection assuming the polyphagous M. persicae responds more to nutrients and less to flavour than the oligophagous B. brassicae.

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Zusammenfassung Geflügelten Virginoparen von M. persicae und B. brassicae wurde gestattet, von übervölkerten Quell-Pflanzen abzufliegen und Kohlpflanzen (Brassica oleracea L. var. bullata gemmifera) zu besiedeln, die unterschiedlich mit Wasser versorgt waren (feucht, mäßig, trocken). Wassermangel, der (durch Trockenhaltung) zum Welken der alten Blätter führte, verringerte die Besiedlung der Pflanzen durch geflügelte B. brassicae, jedoch nicht durch geflügelte M. persicae, welche dann die alten Blätter mieden und stattdessen die Triebspitzen besiedelten. Auf turgeszenten Pflanzen mied M. persicae die reifen Blätter und besiedelte die Gipfel sowie junge und alte Blätter. Im Gegensatz dazu lehnte B. brassicae die alten Blätter ab und besiedelte in großer Zahl die ausgereiften Blätter sowie die Triebspitzen der Pflanzen. Geflügelte beider Arten erreichten größte Siedlungsdichte im Triebgipfel, besonders B. brassicae.In Zweiweg-Wahlkammer-Versuchen konnten Ungeflügelte beider Arten zwischen Blättern verschiedenen Alters und verschiedener Hydratur wählen. Das Trockenregime wurde dabei in zwei Varianten angeboten: Pflanzen, die welkten und solche, die gerade wieder bewässert wurden. Gemessen an der Reproduktionsrate wählte M. persicae konstant die nährstoffreicheren Bläller, d.h. alte > junge > reife turgeszente Blätter trockener > mäßiger > feuchter Hydratur mit Ausnahme welkender Blätter, die gemieden wurden. B. brassicae wählte weniger eindeutig (Unstimmigkeiten kursiv), d.h. junge > reife > alte turgeszente Blätter, feuchte = mäßige Hydratur in allen Blattalterstufen; trocken > mäßig und feucht bei jongen Blättern; mäßig und feucht > trocken bei reifem und altem Laub.Die Verteilung von M. persicae und B. brassicae auf den Kohlpflanzen wird weitgehend von den Nahrungsansprüchen der Ungeflügelten bestimmt, die besonders die alten bzw. die jungen Blätter besiedeln. Die Ergebnisse decken sich in einigen Hinsichten mit der doppelten Unterscheidungstheorie bei der Wirtspflanzenwahl, indem angenommen werden kann, daß die polyphage M. persicae mehr auf die (primären) Nährstoffe und weniger auf die (sekundären) Duftstoffe anspricht als die oligophage B. brassicae.

     

‘SPREADING OF THE RISK’ IN DEVELOPMENTAL MORTALITY: SIZE,FECUNDITY AND REPRODUCTIVE RATE IN THE BLACK BEAN APHID

In contrast to small (200g) apterous exules of A. fabae, large individuals (1,000g) contain twice as many embryos, more of which are well developed. Large individuals start reproducing earlier and achieve their maximum reproductive rate earlier in adult life, have a higher reproductive rate overall, and produce larger offspring. The fecundity achieved at 20° is slightly less than the number of embryos present at the adult moult, after which no more embryos are generated. Small aphids have a longer reproductive period but the same length of adult life as large aphids.The tendency of many aphids not to maximize their reproductive rate but to spread their offspring both in space and time, and thus use the heterogeneity in habitat quality, has possibly been important in determining the success of aphids.

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Zusammenfasung Kleine Aptere (200g) von A. fabae enthalten nur halb so viele Embryos wie große Individuen (1,000g), bei denen die meisten Embryos gut entwickelt sind. Große Bohnenläuse beginnen früher mit der Reproduktion und erreichen das Reproduktionsmaximum eher; sie haben insgesamt eine höhere Reproduktionsrate und gebären auch größere Larven. Die Anzahl der abgesetzten Larven ist bei 20° etwas geringer als die Anzahl der Embryos, die bereits bei der Imaginalhäutung vorhanden sind; später werden keine Embryos mehr gebildet. Kleine Blattläuse setzen über einen längeren Zeitraum Larven ab, leben nach Imaginalhäutung aber nicht länger als große Läuse.Die Tendenz vieler Blattläuse, ihre Reproduktionsrate nicht zu maximieren sondern ihre Jungen räumlich und zeitlich zu verteilen und damit die heterogene Qualität des Habitats auszunutzen ist wahrscheinlich wichtig für den Erfolg der Blattläuse.

     

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

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

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

     

Gustatory discrimination between liquids by the aphidMyzus persicae (Sulzer)

The relative acceptability of different fluids toMyzus persicae (Sulzer) was compared using simple choice-chambers in which the aphids had equal access to two fluids via a membrane of stretched Parafilm M^(R). Sucrose solutions were markedly preferred to water. Sucrose solutions containing a mixture of 6 L amino acids (asparagine, leucine, lysine, methionine, threonine and valine, each at 0.1%) were considerably more acceptable than a solution of sucrose only. A solution of the amino acids alone was not discriminated from water. Solutions containing 0.1% neutral red were less acceptable than those without this dye. The results indicate the applicability of the method for rapidly demonstrating the effects of stimulatory and inhibitory substances.

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Unterscheidung von gelösten stoffen durchMyzus persicae (Sulzer) am geschmack

Zusammenfassung Der relative Annahme-(=Geschmacks-)-Wert verschiedener Flüssigkeiten fürMyzus persicae (Sulzer) wurde in kleinen Wahlkammern vergleichend festgestellt, wobei die Läuse durch eine ausgespannte Parafilm-M^(R)-Membran hindurch gleichen Zugang zu zwei (oder mehr) Flüssigkeitstropfen hatten; diese waren jeweils mit einem Deckglas abgedeckt.Ermittelt wurde im Verlauf von 6 Stunden 6–8 mal die Zahl der unter den verschiedenen Flüssigkeiten festsitzenden Tiere (je 10 mal 10 für einen Vergleichswert). Unterschiede entstanden demnach durch verschieden langes Proben oder Saugen, was auf Geschmacksreize zurückzuführen war.Eine unterschiedliche Tendenz zeigte sich oft schon nach wenigen Minuten, statistisch zu sichern waren Unterschiede manchmal schon nach 15 Minuten, in anderen Fällen erst nach 3–4 Stunden.Eindeutig bevorzugt wurden 10–20% ige Saccharoselösungen (40% ige weniger) vor Wasser. Noch stärker war die Unterscheidung einer Lösung von Saccharose mit 6 L Aminosäuren (Asparagin, Leucin, Lysin, Methionin, Threonin und Valin, je 0,1%) im Vergleich zu Wasser oder zu Saccharoselösung allein. Gleiche Ergebnisse wurden bei eingestelltem pH-Wert (6,6; 6,8 oder 7,0) erzielt. Auffallenderweise wurden die 6 Aminosäuren allein, ohne Saccharose, vor Wasser nicht bevorzugt.Einzelne Aminosäuren in gleicher (0,1%) oder 6 facher (0,6%) Konzentration mit Saccharose hatten schwachen, keinen oder gegensätzlichen Effekt. Es muss sich demnach bei der Mischung der 6 Aminosäuren plus Saccharose um eine synergistische Wirkung von Zucker und mehreren Aminosäuren handeln.Eine routinemässig verwendete Diät wurde vor Saccharose bevorzugt. Dieselbe Diät ohne ihren Saccharoseanteil war dagegen sogar ungünstiger als Wasser, weshalb auf abschreckende Stoffe in ihr geschlossen wird.Wässrige Lösungen von Neutralrot (0,1%) mit und ohne Saccharose wurden weniger angenommen als Wasser bzw. Saccharose allein; Neutralrot wirkt also abschreckend.Die Ergebnisse zeigen die Brauchbarkeit der Methode, um rasch den positiven oder negativen Geschmackswert einer Substanz zu ermitteln. Sie beweisen zugleich, dass ein Gemisch von Aminosäuren für die polyphageMyzus persicae nicht nur Nährwert, sondern — in Kombination mit Saccharose — hohen Geschmackswert besitzen kann.

     

On the contractile mechanism of insect fibrillar flight muscle

Zusammenfassung Aus sinusoidalen Analysen im Frequenzbereich von 0,01–70 Hz ist es gelungen, das dynamische Verhalten des passiven Muskels durch eine Serienschaltung dreier Maxwell-Elemente zu approximieren. Die MaxwellElemente werden den im entspannten Zustand bestimmenden morphologischen Strukturen — Verbindungsfilament, Myosinfilament und H-Zone — zugeordnet. Der passive Muskel kann als ein lineares System mit konzentrierten Parametern aufgefaßt werden, da viscose Zwischenwirkungen zwischen den Actinfilamenten und den dominanten passiven Elementen vernachlässigbar klein sind. Über die aus elektronenmikroskopischen Untersuchungen und Röntgenstrukturanalysen bekannten Dehnbarkeiten der einzelnen Filamentstrukturen des Muskels ist es möglich, Steifigkeitswerte für das Verbindungsfilament (1,4 (g/m), das Myosinfilament (34,2 g/m) und die H-Zone (4,6 g/m) zu bestimmen. Der elastische Modul des Myosinfilamentes, 1,5×10¹⁰ dyn/cm² ist vergleichbar mit den in der Literatur für andere natürliche Polymere angegebenen Elastizitätswerten.Für den Muskel im Zustand der Totenstarre, wo alle Myosinbrücken am Actinfilament festhalten, wird die Dehnbarkeit der H-Zone zum bestimmenden Faktor.Die Dynamik des passiven Muskels ist im beträchtlichen Maße abhängig von der Verstärkung der Restaktivität bei sehr niedrigen Ca⁺⁺-Konzentrationen. Bei zunehmender Dehnbarkeit des Myosinfilamentes wird dieser Verstärkungsfaktor größer und die resultierende Phasennacheilung wird dominant über die durch die passiven Strukturen hervorgerufene Phasenvoreilung. Bei hoher Ionenstärke wird das Myosinfilament so weich, daß die vorhandenen niedrigen Ca⁺⁺-Konzentrationen von 10^–9M, bei denen der Muskel sich normalerweise im entspannten Zustand befindet, für eine Aktivierung ausreichen; der Muskel leistet oszillatorische Arbeit.     

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

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

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

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am elastischen Fasersystem des Ligamentum nuchae

Zusammenfassung Die elastischen Fasern aus dem Nackenband werden als homogene Stränge mit einem osmiophilen Randsaum beschrieben, der an einigen Stellen aufgelockert und mit den Fibrillen des Begleitkollagens verwoben ist. Derfermentative Abbau der elastischen Fasern mit Elastase und Trypsin wird verfolgt. Nach langdauernder Einwirkung von gepufferter Osmiumsäure wird im elektronenmikroskopischen Schnittbild von elastischen Fasern ein filamentäres Stroma sichtbar.Die Fibrillen des Begleitkollagens sind beim Kalb 25–35 m dick, beim Rind 40–50 m.Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

The artificial feeding of phosphamidon to Myzus persicae: II. The effects of phosphamidon on liquid uptake through a parafilm membrane

Studies on liquid uptake through a parafilm membrane showed a direct correlation between time and the amount of liquid taken up by the aphids. The addition of phosphamidon to the diet disrupted this correlation. The dark strain of M. persicae had a significantly higher LT₅₀ value than the light strain, no value being calculable for the Dutch strain. A method is described whereby quantitative evaluations of diet acceptability can be made using the LT₅₀ values and an example using 0.1% neutral red is quoted. Choice chamber experiments showed that the light strain of M. persicae preferentially avoids diets containing phosphamidon in favour of diets lacking phosphamidon, the presence of the insecticide in the diet greatly increasing the number of abortive probes made.

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Zusammenfassung Der Einfluß der Zeit auf die Flüssigkeitsaufnahme durch eine Parafilm-Membran zeigte eine direkte Korrelation zwischen der Zeit und der Flüssigkeitsmenge, die von den Aphiden aufgenommen wurde. Der Zusatz von Phosphamidon zur Diät zerstört diese Beziehung. Der dunkle Stamm von Myzus persicae hat eine signifikant höhere LD 50 als der helle Stamm; für den holländischen Stamm konnte kein Wert errechnet werden. Es wird eine Methode beschrieben, mit der unter Benutzung der LD 50-Werte quantitative Wertungen der Nahrungsannehmbarkeit ausgeführt werden können, und ein Beispiel mit Benutzung der Neutralrot-Methode angeführt. Wahlkammerversuche ergaben, daß der helle Stamm von Myzus persicae bevorzugt Diäten ablehnt, die Phosphamidon enthalten, zugunsten solcher, denen Phosphamidon fehlt; wobei die Gegenwart des Insektizids in der Nahrung die Anzahl der ablehnenden Probestiche erhöht.

     

The effect of indole-3-acetic-acid on the photosynthetic apparatus of Sinapis alba

The influence of indole-3-acetic-acid (IAA) during the development of primary leaves of Sinapis alba was studied. IAA treatment (4 ppm 22.8 M) caused a decrease of dry weight, soluble reducing sugars, soluble protein, chlorophylls, carotenoids and cytochrome f; it also caused a lower ratio of protein to chlorophyll, a lower ratio of chlorophyll a to chlorophyll b and a higher ratio of chlorophyll per cytochrome f. Furthermore, IAA treatment induced a significantly lower rate of CO₂ fixation and a depressed nitrite reductase activity. Similar effects could also be observed in adaptation reactions brought about by red light and low-light (or shade) conditions.

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Zusammenfassung Der Einfluß von Auxin (IES) auf die Entwicklung der Primärblätter von Senfpflanzen wurde untersucht. Die Behandlung mit IES (4 ppm 22.8 M) führte zu einer Erniedrigung des Trockengewichtes, der Gehalte an löslichen, reduzierend wirkenden Zuckern, an löslichem Protein, Chlorophyllen, Karotinoiden und Cytochrom f. Außerdem wurden die Quotienten von Protein zu Chlorophyll und von Chlorophyll a zu Chlorophyll b gesenkt und es kam zu einer Erhöhung des Verhältnisses von Chlorophyll zu Cytochrom f. Darüberhinaus bewirkte die Behandlung mit IES eine deutliche Abnahme der CO₂-Fixierungsrate und eine Verringerung der Nitritreduktase-Aktivität. Diese Effekte stimmen gut mit Anpassungsreaktionen überein, die durch Rotlicht oder Schwachlicht hervorgerufen werden.