Leaf micromorphology of Aesculus hippocastanum L. and damage caused by leaf-mining larvae of Cameraria ohridella Deschka and Dimic

• Autorzy: Weryszko-Chmielewska E. , Haratym W.

Warianty tytułu

PL

Mikromorfologia liści Aesculus hippocastanum L. i uszkodzenia wywołane przez minujące larwy Cameraria ohridella Deschka i Dimić

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present study is a continuation of our research on the structure of healthy leaves of Aesculus hippocastanum and leaves damaged by larvae of Cameraria ohridella. In this study, the epidermal micromorphology of both leaf surfaces in A. hippocastanum was investigated by scanning electron microscopy (SEM). Light microscopy was used to examine on which side of the leaf blades eggs of Cameraria ohridella were laid. The characteristic features of the adaxial and abaxial epidermis were shown. In the hypostomatic leaves of the studied species, the stomata occurred at a density of 173 × mm-2 and they represented the cyclocytic type. A striated layer of the cuticle was observed only in the adaxial epidermis in which glandular hairs were also present along the midribs. Non-glandular trichomes grew only on the surface of the midribs or in their axils in the abaxial epidermis. We found eggs of C. ohridella only on the adaxial surface of the epidermis. Using SEM, we also observed in the mines leaf tissues damaged by C. ohridella. We found palisade parenchyma to be absent, whereas in the spongy parenchyma there could be seen large intercellular spaces and at places a dense mass of organic matter, formed from damaged cells and larval excrement. The vascular bundles and calcium oxalate crystals remained in the feeding places. We found numerous bacteria, fungal spores and hyphae as well as cleistothecia of Erysiphales in the mines on the surface of the damaged mesophyll. The glandular trichomes occurring only locally on the leaves, the relatively thin cell walls of the epidermis and a not well-developed cuticle layer on their surface do not protect sufficiently these leaves against the invasion of C. ohridella. On the other hand, damaged tissue areas are a convenient place for the growth of bacteria and fungi.

PL

Obecna praca stanowi kontynuację naszych badań dotyczących struktury zdrowych liści Aesculus hippocastanum i uszkodzonych przez larwy Cameraria ohridella. Analizowano mikromorfologię epidermy obu powierzchni liści A. hippocastanum w skaningowym mikroskopie elektronowym. W mikroskopie świetlnym oceniano, po której stronie blaszek liściowych składane są jaja Cameraria ohridella. Wykazano charakterystyczne cechy epidermy doosiowej i odosiowej. W hypostomatycznych liściach badanego gatunku aparaty szparkowe występowały w zagęszczeniu 173 × mm-2 i reprezentowały cyklocytyczny typ. Prążkowaną warstwę kutykuli obserwowaliśmy tylko w doosiowej epidermie, gdzie obecne były również włoski gruczołowe wzdłuż nerwów głównych. Włoski mechaniczne wyrastały tylko na powierzchni nerwów oraz w ich kątach w obrębie odosiowej epidermy. Jaja C. ohridella znaleźliśmy jedynie na powierzchni doosiowej epidermy. W mikroskopie skaningowym obserwowaliśmy również uszkodzone przez C. ohridella tkanki liści w obrębie min. Stwierdziliśmy brak miękiszu palisadowego, zaś w obrębie miękiszu gąbczastego widoczne były duże przestwory międzykomórkowe, a miejscami zwarta masa materii organicznej, która powstała z uszkodzonych komórek i ekskrementów larw. W żerowiskach pozostały wiązki przewodzące i kryształy szczawianu wapnia. W obrębie min, na powierzchni zniszczonego mezofilu znaleźliśmy liczne bakterie, zarodniki i strzępki grzybów oraz kleistotecja Erysiphales. Występujące na liściach tylko lokalnie włoski gruczołowe, stosunkowo cienkie ściany komórkowe epidermy oraz niezbyt dobrze rozwinięta warstwa kutykuli na ich powierzchni nie zabezpieczają w dostateczny sposób tych liści przed inwazją C. ohridella. Natomiast obszary uszkodzonych tkanek są dogodnym miejscem do rozwoju bakterii i grzybów.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrobotanica
• Rocznik: 2012
• Tom: 65
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.25-33,fig.,ref.

Twórcy

autor

Weryszko-Chmielewska E.

• Department of Botany, University of Life Sciences in Lublin, Akademicka 15, 20-095 Lublin, Poland

autor

Haratym W.

• Department of Botany, University of Life Sciences in Lublin, Akademicka 15, 20-095 Lublin, Poland

Bibliografia

• Ba r a n ows k i T. , P a r u s A. , Fa j f e r B. 2002. Występowanie szrotówka kasztanowcowiaczka (Cameraria ohridella Deschka & Dimić) na kasztanowcach w Poznaniu w latach 2000-2001. / The occurrence of the horse-chestnut leaf miner (Cameraria ohridella Deschka & Dimić) on horse chestnut trees in Poznań in the period 2000-2001. Progress In Plant Protection/ Postępy w Ochronie Roślin, 42: 654-657. (in Polish).
• Ba r t h l o t t W. , Ne i n h u i s C . 1997. Purity of the sacred lotus or escape from contamination in biological surfaces. Planta, 202:1-8.
• Bel h a dj S . , D e r r idj A . , A igony T. , G e r s C h . , Ga u q u e l i n T. , Me v y J - P. 2007. Comparative Morphology and Leaf Epidermis in Eight Population of Atlas Pistachio (Pistacia atlantica Desf., Anacariaceae). Microscopy Res. Techn. 70:837-846.
• Bu n awa n H . , Ta l i p N. , No o r N. K . 2011. Foliar anatomy and micromorphology of Polygonym minus Huds. and their taxonomic implications. Austr. J. Crop Sci. 5(2):123-127.
• Bu s s o t t i F. , G r o s s o n i P. 1997. European and Mediterranean oaks (Quercus L; Fagaceae): SEM characterization of the micromorphology of the abaxial leaf surface. Bot. Jour. Linn. Soc. 124:183-199.
• Di c k i s o n W.C . 2000. Integrative Plant Anatomy. Academia Press, San Diego, CA.
• E i s n e r T. , E i s n e r M. , H o e b e k e E . R . 1998. When defense backfires: Detrimental effect of a plant’s protective trichomes on an insect beneficial to the plant. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95:4410-4414.
• Ev e r t R . F. 2006. Esau’s Plant Anatomy, Third Edition. John Wiley and Sons, Inc.
• F i n l e y D. S . 1999. Patterns of calcium oxalate crystals in young tropical leaves: A possible role as an anti – herbivory defense. Rev. Biol. Trop. 47:27-31.
• G r a b e nwe g e r G. 2003. Parasitism of different larval stages of Cameraria ohridella. BioControl, 48:671-684.
• Ha r a t ym W. 2011. Histologiczne uwarunkowania podatności kasztanowca zwyczajnego (Aesculus hippocastanum L.) na żerowanie szkodników. / Histological conditions of the susceptibility of common horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.) to pest feeding. [In]: Młodzi naukowcy dla polskiej nauki. T. I. Cz.II – Nauki przyrodnicze. CREATIVETIME. Kraków: 179-186. (in Polish).
• J u n i p e r B. E . , C o x G.C . 1973. The Anatomy of the Leaf Surface: The First Line of Defence. Pestic. Sci. 4: 543-561.
• K r e f t A . , S k r z y p e k H . , K a z im i e r c z a k W. 2006. Rola entomopatogenicznych nicieni w ograniczeniu liczebności szrotówka kasztanowcowiaczka (Cameraria ohridella). Materiały z Ogólnopolskiej Konferencji „Zwalczanie szrotówka kasztanowcowiaczka oraz innych owadów zagrażających zieleni miejskiej metodami nieinwazyjnymi”. Kielce, 14 lutego 2006. (in Polish).
• L e r s t e n N . R . , H o r n e r H .T. 2008. Subepidermal idioblast and crystal macropattern in leaves of Ticodendron (Ticodendraceae). Plant Syst. Evol. 276: 255-260.
• L e r s t e n N. R . , Ho r n e r H.T. 2011. Unique calcium oxalate “duplex” and “concretion” idioblast in leaves on tribe Naucleeae (Rubiaceae). Am. J. Botany, 98(1): 1-11.
• L e v i n D.A. 1973. The role of trichomes in plant defense. Q. Rev. Biol. 48: 3-15.
• Ł a b a n ows k i G . , S o i k a G . 2003. Szkodniki ozdobnych drzew liściastych. Plantpress. Kraków. (in Polish).
• Mo l a n o - F l o r e s B. 2001. Herbivory and calcium concentrations affect calcium oxalate crystal formation in leaves of Sida (Malvaceae). Ann. Bot. 88:387-391.
• Mo on H.K . , Hong S - P. , Sme t s E . , Huysma n s S . 2009. Phylogenetic significance of leaf micromorphology and anatomy in the tribe Mentheae (Neptoideae: Lamiaceae). Bot. Jour. Linn. Soc. 160:211-231.
• Na k a t a P.A. (2003): Advances in our understanding of calcium oxalate crystal formation and function in plants. Plant Sci. 164: 901-909.
• P a p p M. , K o l a r ow J . , Me s t e r h a z y A . 1992. Relation between pubescence of seedling and flag leaves of winter wheat and its significance in breeding resistance to cereal leaf beetle (Coleoptera, Chrysomelideae). Environ. Entomol. 24(4): 700-705.
• Saltz D., Ward D. 2000. Responding to a three – pronged attack: Desert lilies subject to herbivory by dorcas gazelles. Plant Ecol. 148: 127-138.
• Ta lgo V. , Spie s Pe rmi now J . I . , S l e t t en A ., B r u rberg M.B., H e r r e ro M.L. , S t romeng G.M., St e n s v a n d A. 2012. Fungal and bacterial diseases on horse chestnut in Norway. J. Agricult. Extention and Rural Devel. 4(9): 256-258.
• Un d e r wo o d W. 2012. The plant cell wall: a dynamic barrier against pathogen invasion. Frontiers in Plant Science, doi: 10.3389/fpls.2012.00085.
• Wa g n e r G. J . 1991. Secreting glandular trichomes: More than just hairs. Plant Physiol. 96: 675-679.
• We b s t e r J .A. 1977. The cereal leaf Beetle in North America: Breeding for resistance in small grains. Ann. New York Academy of Sciences, 287: 230-237.
• We r y s z k o - C hm i e l ews k a E . , H a r a t ym W. 2011. Changes in leaf tissues of common horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.) colonised by the horse--chestnut leaf miner (Cameraria ohridella Deschka-&Dimić). Acta Agrobot. 64(4): 11-22.
• Wer y s z k o -Chmi e l ews k a E . , S o c z y ń s k i G . 1994. Cechy anatomiczne liści trzech odmian pszenicy ozimej (Triticum aesativum L.) a zasiedlanie roślin przez skrzypionki zbożowe, Oulema spp. (Coleoptera, Chrysomelideae). / The anatomical features of the leaves of three cultivars of winter wheat (Triticum aesativum L.) in relation to plant colonisation by cereal leaf beetles Oulema spp. (Coleoptera, Chrysomelideae). Acta Agrobot. 47(2): 53-62. (in Polish).

Uwagi

PL

Rekord w opracowaniu