Interaction of plant phenols and salivary phenolases in the relationship between plants and Hemiptera

Most sucking bugs secrete a salivary phenolase, at least some together with a diphenolic substrate. No function for this system has yet been demonstrated, but phytopathological fungi also secrete phenolases, and there is evidence that attacks both by sedentary insects and by fungi stimulate a defence mechanism in plants based on the oxidation of phenols to quinones. Details of the interaction are uncertain, but it seems possible that some of the toxic reactions of plants to the feeding of sucking insects are similar biochemically to the toxic or hypersensitive reactions of plants to invading fungi.Insect galls are classically associated with tannins, and phenols have been implicated particularly in the resistance of plants to cecidogenic insects such as the grape phylloxera and the woolly aphis. It is suggested that the production of quinones by the oxidation of phenols was evolved by plants as a non-specific mechanism that resists invading organisms, and that the further oxidation of the quinones to non-toxic polymers is a means by which some invading organisms have overcome this resistance. Stimulation of the growth of some of the plant's cells as a by-product of the interaction is biochemically possible and is suggested as an explanation of how cecidogenesis by insects has evolved.

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Zusammenfassung Die meisten pflanzensaftsaugenden Wanzen scheiden im Speichel eine Phenolase ab, zumindest einige bei einem diphenolischen Substrat. Bisher konnte keine Funktion dieses Systems nachgewiesen werden; jedoch schelden phytopathogene Pilze ebenfalls Phenolasen ab, und es besteht die Wahrscheinlichkeit, daß Angriffe sowohl von sessilen Insekten wie von Pilzen in den Pflanzen einen Abwehrmechanismus auslösen, der auf der Oxydation von Phenolen zu Chinonen beruht. Einzelheiten der Wechselwirkung sind unsicher, aber es scheint möglich, daß einige der toxischen Reaktionen der Pflanzen gegenüber beißenden oder saugenden Insekten biochemisch den toxischen oder Überempfindlichkeits-Reaktionen der Pflanzen gegenüber eindringenden Pilzen ähneln.Insektengallen sind gekennzeichnet durch ihre Verbindung mit Tanninen, und Phenole sind besonders mit der Resistenz von Pflanzen gegenüber cecidogenen Insekten, wie der Reblaus und der Blutlaus, in Beziehung gebracht worden. Es wird vermutet, daß die Produktion von Chinonen durch die Oxydation von Phenolen von den Pflanzen als ein unspezifischer Mechanismus entwickelt worden ist, der dem eindringenden Fremd-Organismus Widerstand leistet, und daß die weitere Oxydation der Chinone zu nicht-toxischen Polymeren ein Mittel ist, durch das einige eindringende Organismen diese Resistenz überwunden haben. Wachstumsanregung für einige der Pflanzenzellen als Nebenprodukt dieser Wechselwirkung ist biochemisch möglich und wird als Erklärung daf:ur vermutet, wie sich Gallenbildung durch Insekten entwickelt hat.