Plant responses to cereal aphid infestation

• Autorzy: Leszczynski B. , Urbanska A. , Matok H.

Warianty tytułu

PL

Reakcje roślin na porażenie przez mszyce zbożowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Changes in the content of primary and secondary metabolites within infested tissues of host-plants of the grain aphid, S. avenae and bird cherry-oat aphid, R. padi were studied. After the bird cherry-oat aphid infestation a clear decrease in the content of water, free protein amino acids, sucrose and cyanogenic glycosides as well as cyanogenesis potential within the infested bird cherry leaves was found. In addition, the bird cherry-oat aphid infestation caused an increase in content of the phenolic compounds within tissues of the primary and secondary host-plants and higher level of the total phenols and hydroxamic acid derivatives within winter wheat tissues under the grain aphid infestation. The obtained results suggest that the metabolic changes under the plant stress caused by the cereal aphids infestation induced the plant responses involved a serious treats to the plant primary and secondary metabolites.

PL

W prezentowanej pracy badano zmiany w zawartości pierwotnych i wtórnych metabolitów w tkankach roślin żywicielskich mszycy zbożowej, S. avenae i mszycy czeremchowo-zbożowej, R. padi. W porażonych przez mszycę czeremchowo-zbożową tkankach liści czeremchy (żywiciel pierwotny R. padi) stwierdzono znaczny spadek zawartości wody, wolnych aminokwasów białkowych, sacharozy i glikozydów cyjanogennych, a także potencjalnych możliwości generowania toksycznego cyjanowodoru w stosunku do tkanek liści nieporażonych. Przeprowadzone badania wykazały także wyższą zawartość sumy fenoli rozpuszczalnych we frakcji alkoholowej w tkankach pierwotnego i wtórnego żywiciela żywiciela R. padi, a także wzrost zawartości tych substancji i kwasów hydroksamowych w liściach flagowych pszenicy ozimej pod wpływem żerowania mszycy zbożowej, S. avenae. Powyższe zmiany świadczą, że rośliny pod wpływem stresu powodowanego przez mszyce zbożowe uruchamiają mechanizmy obronne oparte na zmianach w metabolizmie endogennych podstawowych i wtórnych metabolitów.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2006
• Tom: 509
• Opis fizyczny: p.385-394,fig.,ref.

Twórcy

autor

Leszczynski B.

• Department of Biochemistry, University of Podlasie, B.Prusa 12, 08-110 Siedlce, Poland

autor

Urbanska A.

• Department of Biochemistry, University of Podlasie, Siedlce, Poland

autor

Matok H.

• Department of Biochemistry, University of Podlasie, Siedlce, Poland

Bibliografia

• Argandona V.H., Corcuera L.J., Niemeyer H.M., Campbell B.C. 1983. Toxicity and feeding deterrency of hydroxamic acids from Gramineae in synthetic diets against the greenbug, Schizaphis graminum. Entomol. Exp. Appl. 34: 134-138.
• de Bruxelles G.L., Roberts M.R. 2001. Signals regulating multiple responses to wounding and herbivores. Crit. Rev. Plant Sci. 20: 487-521.
• Ciepiela A.P., Sempruch C., Chrzanowski G. 1999. Evaluation of natural resistance of winter triticale cultivars against grain aphid using food coefficients. J. Appl. Entomol. 123: 491-494.
• Dixon A.F.G. 1987. Cereal aphids as an applied problem. Agric. Zool. Rev. 2: 1-57.
• Glinwood R.T., Pettersson J. 2000. Changes in response of Rhopalosiphum padi spring migrants to the repellent winter host component methyl salicylate. Entomol. Exp. Appl. 94: 325-330.
• Gutierrez C., Castanera P., Torres V. 1988. Wound-induced changes in DIMBOA (2,4 dihydroxy-7-methoxy-2H-l,4-benzoxazin-3(4H)-one) concentration in maize plants caused by Sesamia nonagrioides (Lepidoptera: Noctuidae). Ann. Appl. Biol. 113: 447-454.
• Havlickova H., Cvikrova M., Eder J. 1996. Phenolic acids in wheat cultivars in relation to plant suitability and response to cereal aphids. Zeitschr. Pflanzenkran. Pflanzensch. 103: 535-542.
• Havlickova H., Cvikrova M., Eder J., Hrubcova M. 1998. Alterations in the levels of phenolics and peroxidase activities induced by Rhopalosiphum padi L. in winter wheat cultivars. Zeitschr. Pflanzenkran. Pflanzensch. 105: 140-148.
• Hori K. 1974. Plant-growth promoting factor in the salivaiy gland of the bug, Lygus disponsi. J. Insect Physiol. 20: 1623-1627.
• Hussain A., Forrest J.M.S., Dixon A.F.G. 1973. Changes in growth regulator content of radish seedlings, R. sativus, infested with the aphid Myzus persicae. Ann. Appl. Biol. 75: 275-284.
• Leszczyński B. 1996. Kurs praktyczny w zakresie chemicznych interakcji owady-rośliny, na przykładzie mszyc. Wyd. Uczel. WSRP, Siedlce (in Polish).
• Leszczyński B., Cone W.W., Wright L.C. 1986. Changes in the sugar metabolism of asparagus plants infested by asparagus aphid, Brachycorynella asparagi and green peach aphid, Myzus persicae. J. Agric. Entomol. 3: 25-30.
• Leszczyński B., Dixon A.F.G. 1990. Resistance of cereals to aphids: Interaction between hydroxamic acids and aphid Sitobion avenae (Homoptera: Aphididae). Ann. Appl. Biol. 117: 21-30.
• Leszczyński B., Urbańska A. 2002. Cyanide - an important factor in the relation between bird cherry-oat aphid and its host plants, in: Arthropods, chemical, physiological and environmental aspects. Konopińska D. (Ed.), Wyd. Uniw. Wroclaw: 204-214.
• Leszczyński B., Warchol J., Niraz S. 1985. The influence of phenolic compounds on the preference of winter wheat cultivars by cereal aphids. Insect. Sci. Applic. 6: 157-158.
• Madhusudhan V.V., Miles P.W. 1998. Mobility of salivary components as a possible reason for differences in the responses of alfalfa to the spotted alfalfa aphid and pea aphid. Entomol. Exp. Appl. 86: 25-39.
• Miles P.W. 1999. Aphid saliva. Biol. Rev. 74: 41-85.
• Mooney H.A., Gulmon S.I., Johnson N.D. 1983. Physiological constraints on plant chemical defenses, in: Plant Resistance to Insects (ACS Symp. Ser. ISSN 0097- 6156; 208). Hedin P.A. (Ed.): 375 pp.
• Niemela P., Aro E.M., Haukioja E. 1979. Birch leaves as a resource for herbivores, damaged-induced increases in leaf phenols and trypsin inhibiting effects. Rep. Kevo Subarct. Res. Stat. 15: 37-40.
• Niemeyer H.M. 1988. Hydroxamic acids (4-hydroxy-l,4-benzoxazin-3-ones), defence chemicals in the Gramineae. Phytochemistry 27: 3349-3358.
• Niraz S., Urbańska A., Marciniuk M., Matok H., Bykowski T., Zielińska M., Leszczyński B. 1988. Zmiany w zawartości związków fenolowych w pszenicy ozimej pod wpływem mszycy zbożowej (Sitobion avenae F.). Mat. XXVIII Sesj. Nauk. Inst. Ochr. Roślin II: 25-29 (in Polish).
• Pereira J.F., Seigler D.S., Splittstoesser W.E. 1981. Cyanogenesis in sweet and bitter cultivars of cassava. HortScience 16: 776-777.
• Pietrese C.M.J., Ton J., Van Loon L.C. 2001. Cross-talk between defence signalling pathways: boost or burden? AgBiotechNet, ABN 0698, 3: 1-8.
• Rustamani M.A., Kanehisha K., Tsumuki H., Shigara T. 1992. Additional observations on aphid densities and gramine contents in barley lines. Appl. Entomol. 27: 151-153.
• Ryan C.A., Bishop P., Pearce G., Darvill A., Mcneil M., Albersheim P. 1982. A sycamore cell wall polysaccharide and chemically related tomato leaf polysaccharide possess similar proteinase inhibitor-inducing activities. Plant Physiol. 68: 616-618.
• Saniewski M., Czapski J. 1999. Jasmoniany i ich funkcja allelopatyczna. Post. Nauk Rol. 1: 3-18 (in Polish).
• Singh M., Singh S.S., Sanwall G.G. 1978. A new colorimetric method for the determination of phenolics. Ind. J. Exp. Biol. 16: 712-714.
• Stochmal A., Oleszek W. 1994. Determination of cyanogenic glucosides in white clover (Trifolium repens L.) by high performance liquid chromatography. Phytochem. Anal. 5: 271-272.
• Urbańska A., Leszczyński B., Matok H., Dixon A.F.G. 2004. Hydrolysis of plant glycosides by cereal aphids, in: Aphids in a New Millennium. Eds. J.C. Simon, C.A. Dedryver, C. Rispe, M. Hulle, INRA Editions: 521-527.
• Wratten S.D., Edwards P.J., Dunn I. 1984. Wound induced changes in patability of Betula pubescens and B. pendula. Oecologia 61: 372-375.