Dezlegarea plantei gazdă Alternanța Cacopsylla pruni - Adulții, dar nu nimfele pot supraviețui

Jannicke Gallinger

1 Laborator de ecologie chimică aplicată, Centrul federal de cercetare pentru plante cultivate, Institutul pentru protecția plantelor în culturi fructifere și viticultură, Julius Kühn-Institut, Dossenheim, Germania

2 Departamentul de Ecologie Chimică a Plantelor, Universitatea Tehnică din Darmstadt, Darmstadt, Germania

Jürgen Gross

2 Departamentul de Ecologie Chimică a Plantelor, Universitatea Tehnică din Darmstadt, Darmstadt, Germania

Abstract

Introducere

Psilidele sau păduchii săritorilor de plante sunt insecte care se hrănesc cu seve vegetale care cuprind mai mult de 3000 de specii. Cele mai multe dintre ele sunt oligofage și folosesc angiosperme dicotiledonate perene ca plante gazdă pentru reproducere (Hodkinson, 2009; Mayer și colab., 2009, 2011). În genul Cacopsylla pot fi observate două strategii diferite: există specii de polivoltină care se reproduc și se hrănesc exclusiv pe aceeași plantă gazdă și specii univoltine cu o alternanță obligatorie de două plante gazdă (Ossiannilsson, 1992; Hodkinson, 2009). Acestea din urmă migrează între plantele gazdă de reproducere (culturi fructifere respective) și plantele gazdă de iernare (conifere) (Mayer și Gross, 2007; Mayer și colab., 2011). Pentru identificarea plantelor gazdă particulare pentru hrănire și reproducere, semnalele volatile sunt utilizate la multe specii în timpul migrației (Soroker și colab., 2004; Gross și Mekonen, 2005; Mayer și colab., 2008a, b, 2009; ).

Aici, am studiat comportamentul de hrănire a adulților și nimfelor la mai multe specii de conifere, precum și la Prunus domestica, și am efectuat teste biologice pentru a dezvălui capacitatea lui C. pruni de a supraviețui și a se dezvolta pe seva vegetală a gazdelor de iernare. Mai mult, am extras seva floemului/xilemului ambelor Prunus spp. și conifere și zaharuri analizate și acizi organici, inclusiv aminoacizi.

Materiale și metode

Insecte

Remigranții Cacopsylla pruni (adulți iernati) au fost prinși prin metoda de batere a copacilor Prunus domestica situate la câmpul experimental al Institutului Julius Kühn din Dossenheim, Germania și la o livadă experimentală din Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinpfalz, Neustadt și der Germania în primăvara anului 2017 Psilidele au fost menținute pe copacii Prunus (cv. GF655/2 și Prunus spinosa) în cuști adăpostite într-o cameră climatică la 20 ° C în timpul fotofazei și 16 ° C în timpul scotofazei (L16: D8). După împerechere și ovipoziție, adulții capturați pe câmp au fost transferați în cuști cu plante proaspete. Pentru experimentele de supraviețuire, aproximativ 200 de nimfe din stadiul al cincilea au fost transferate ușor pe un nou arbore P. domestica (cv. Wavit) și adulții (emigranți) care au apărut au fost colectați zilnic.

Plantele

Patru specii de conifere, Abies alba (brad de argint), Larix decidua (zada europeană), Picea abies (molid norvegian) și Pinus sylvestris (pin silvestru) și cultivarul P. domestica Wavit au fost utilizate pentru experimente. Plantele au fost cultivate în condiții naturale într-un mediu sigur pentru insecte. Hexythiazox (Ordoval, BASF, Ludwigshafen am Rhein, Germania) și Fenpyroximate (Kiron, Cheminova Deutschland GmbH & Co. KG, Stade, Germania) au fost aplicate o dată pe plantele P. domestica în aprilie 2017 pentru a preveni infestarea cu acarieni păianjen.

Înregistrări EPG

Bioanalize

Supravieţuire

(ANUNȚ) Exemple de înregistrări EPG de la nimfele C. pruni (a 5-a etapă) pe molid (A) cu o mărire detaliată a formei de undă a fazei floemului (B) și pe brad (C) cu o mărire detaliată a formei de undă a hrănirii cu xilem (D). (E, F) Exemple de înregistrări de la o femeie emigrantă C. pruni pe larice (E) și un bărbat emigrant pe brad (F) cu faze marcate de penetrare și alimentare.

Bioanalize

Supravieţuire

Emigranții C. pruni nou-născuți au supraviețuit pe P. abies și A. alba atâta timp cât pe P. domestica cv. Wavit (COM)Figura Figura 2 2 ). Modelul de regresie Cox a arătat că pericolul de deces diferă semnificativ între plantele gazdă și martorii fără aprovizionare cu alimente (raport de probabilitate = 81,76, df = 3, R 2 = 0,441, p 2 = 0,441, p = 0,803) și A. alba (raport de probabilitate = 81,76, df = 3, R 2 = 0,441, p = 0,846). Emigranții din toate cele trei specii potențiale de plante gazdă au prezentat un risc de moarte semnificativ mai mic decât psilidele fără hrană (control). Raportul de pericol a fost redus cu 97, 97 și 96% dacă C. pruni a fost lăsat să se hrănească cu P. abies, A. alba sau P. domestica cv. Wavit, respectiv.

Numărul emigranților C. pruni emergenți de la nimfe (al doilea stadiu) pe P. abies, A. alba și P. domestica cv. Wavit.

Compoziția chimică a conținutului floemului și xilemului

Speciile de plante au diferit semnificativ în ceea ce privește compoziția chimică a zaharurilor și a altor compuși detectați prin analiza GC-MS după derivatizarea TMS a sevei de plante (PERMANOVA, df = 4, R 2 = 60,83, N = 10000, P 0,05), confirmând că separarea speciilor s-a datorat locației lor. Diagrama NMDS ilustrează diferențele dintre profilurile chimice (Figura Figura 4 4 ).

Vizualizarea diferențelor Bray - Curtis cu parcelele non-metrice multidimensionale de scalare (NMDS) (stres = 0,14) din probe de seve de plante din molid (n = 10), pin (n = 6), larice (n = 6), brad (n = 10), și P. domestica cv. Wavit (n = 11) după metoximare urmat de trimetilsililare.