Protein toxicity to aphids: Anin vitro test onAcyrthosiphon pisum

Recent progress in plant transformation for insect resistance has increased the interest in the potential toxicity of proteins towards insect pests. While studies have been targeted to a large array of insect species, phloem-feeding Homoptera have not been investigated yet. The paper describes a routine test for screening toxicity and growth inhibition of purified proteins in artificial diets onAcyrthosiphon pisum (Harris). Twenty-five commercially available proteins of different classes were tested and compared to some non-protein chemicals (an insecticide, an antibiotic …).A. pisum proved to be very sensitive to all proteases tested and to some venoms with general cytolytic properties. A plant lectin, concanavalin A, displayed significant toxicity and growth inhibition, while various proteins such as a soybean proteinase inhibitor, a chitinase, and bovine serum albumin showed measurable impairments of growth only at higher dose (≥250 μg.ml⁻¹). Some proteins were without short-term effect onA. pisum physiology. The influence of these results on aphid-plant interactions are discussed.

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Résumé L'effet de protéines alimentaires sur les insectes phloémophages, dont les pucerons, n'a jamais été étudié. Nous proposons ici un test biologique standardisé sur milieu artificiel permettant d'analyser les effets de différentes classes de protéines sur la physiologie d'A. pisum. La validité de ce test est éprouvée (protocole, reproductibilité) et les différentes données récoltées (mortalité et inhibition de croissance) permettent de définir des paramètres toxicologiques tels que concentration létale 50 ou concentration inhibitrice 50. Cette caractérisation toxicologique a été réalisée sur 25 protéines appartenant à des classes différentes, ainsi que plusieurs substances non protéiques utilisées comme témoin de toxicité (insecticide, antibiotique, inhibiteur de synthèse protéique et glucoside phénolique). Les regroupements de protéines par proximités de profils toxicologiques ont été corrélés aux activités biochimiques des différentes protéines. Les implications de ces résultats sur les interactions plante-puceron sont discutées, ainsi que le potentiel d'une stratégie de création de variétés transgéniques résistantes aux pucerons.