Mikroorganismen an Aesculus hippocastanum – olfaktorische Perspektive von Cameraria ohridella (Deschka & Dimic)

Since the 80s, the popular park- and city tree Aesculus hippocastanum has been infested with the leaf miner Cameraria ohridella (DESCHKA & DIMIC 1986). Additionally, the pathogenic fungi Guignardia aesculi causes leaf blotch disease and Erysiphe flexuosa causes powdery mildew on horse chestnuts. Often, all three diseases occur in parallel at the same leaves leading to a situation of competition. Moreover, recently some endophytic fungi were isolated from the leaf tissue of A. hippocastanum. In the present study, the volatile interaction between three trophic levels plant, insect, and fungi are discussed.Mikroorganismen an Aesculus hippocastanum – olfaktorische Perspektive von Cameraria ohridella (Deschka & Dimic) Seit den 80er Jahren wird die Gemeine Rosskastanie Aesculus hippocastanum durch den Minierer Cameraria ohridella (Lepidoptera, Gracillariidae) befallen. Außerdem wird die Rosskastanie durch den Blattbräunepilz Guignardia aesculi und den Mehltau Erysiphe flexuosa attackiert. Oft treten alle drei Organismen parallel am gleichen Blatt auf. Weiterhin konnten endophytische Pilze aus dem Blattgewebe isoliert werden. Im vorliegenden Beitrag wird die volatile Interaktion zwischen Pflanze, Mikroorganismen und Insekt diskutiert. Mit Hilfe der Gaschromatographie und gekoppelter Massenspektroskopie (GC-MS) wurden Duftproben gesunder und mit den pathogenen Pilzen G. aesculi und E. flexuosa gleichzeitig infizierter Blätter der Rosskastanie analysiert. Identifizierte Komponenten wurden elektrophysiologisch (EAG) an der Insektenantenne und in Verhaltensversuchen getestet. Mit den pathogenen Pilzen befallene Rosskastanienblätter geben 1-Octen-3-ol, 3-Octanon, ein Derivat von 2(5H)-Furanon, Nonanal und Decanal ab. C. ohridella war in der Lage, diese Substanzen zu detektieren. In Zweifachwahltests mit gesunden A. hippocastanum Zweigen reagierten Weibchen mit reduzierter Eiablage auf die Applikation von 1-Octen-3-ol, 3-Octanon, 2(5H)-Furanon und Decanal im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle. Es ist bekannt, dass 1-Octen-3-ol und 3-Octanon von Pilzen selber emittiert werden. Nonanal und Decanal werden von Zellen, die nach Penetration durch Pilzhyphen unter oxidativem Stress stehen, produziert. Die Derivate von 2(5H)-Furanon wirken antimikrobiell und können auf einen Schutzmechanismus der Pflanze oder auf einen Konkurrenzmechanismus von Mikroorganismen um denselben Lebensraum hinweisen. Eine mögliche Erklärung wäre, dass diese Substanz von Endophyten zur Verteidigung des sie umgebenden Blattgewebes gegen die pathogenen Pilze produziert wird

Isolation, characterisation and experimental evolution of phage that infect the horse chestnut tree pathogen, Pseudomonas syringae pv. aesculi

Bleeding canker of horse chestnut trees is a bacterial disease, caused by the bacterium Pseudomonas syringae pv. aesculi, estimated to be present in ~ 50% of UK horse chestnut trees. Currently, the disease has no cure and tree removal can be a common method of reducing inoculum and preventing spread. One potential method of control could be achieved using naturally occurring bacteriophages infective to the causative bacterium. Bacteriophages were isolated from symptomatic and asymptomatic horse chestnut trees in three locations in the South East of England. The phages were found to be belonging to both the Myoviridae and Podoviridae families by RAPD PCR and transmission electron microscopy. Experimental coevolution was carried out to understand the dynamics of bacterial resistance and phage infection and to determine whether new infective phage genotypes would emerge. The phages exhibited different coevolution patterns with their bacterial hosts across time. This approach could be used to generate novel phages for use in biocontrol cocktails in an effort to reduce the potential emergence of bacterial resistance

A proanthocyanidin from cinnamomum zeylanicum stimulates phosphorylation of insulin receptor in 3t3-l1 adipocytes

Non-insulin-dependent diabetes mellitus is due to in large part to insulin resistance, a state where the target cells are no longer responding to ordinary levels of circulating insulin. A drug that promotes the initiation of insulin receptor (IR) signaling by enhancing IR phosphorylation should be useful in the treatment of Type 2 diabetes. To investigate a compound that is able to phosphorylate IR, a proanthocyanidin, cinnamtannin B1, has been isolated from the stem bark of Cinnamomum zeylanicum Blume (Lauraceae). The structure of the compound was established by spectroscopic methods. Cinnamtannin B1 (0.11 mM) activates the phosphorylation of insulin receptor â-subunit on 3T3-L1 adipocytes. Like insulin, cinnamtannin B1-stimulated phosphorylation of insulin receptor was inhibited by wortmannin, a specific inhibitor of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) and cytochalasin B, an inhibitor of the glucose transporter (GLUT4); otherwise the phosphorylation was enhanced by vanadate, a tyrosine phosphatase inhibitor. These results suggest that the activity of cinnamtannin B1 is specially mediated by phosphorylation of IR through activation of the PI3K

INDEPENDENT ORIGINATION OF FLORAL ZYGOMORPHY, A PREDICTED ADAPTIVE RESPONSE TO POLLINATORS: DEVELOPMENTAL AND GENETIC MECHANISMS

Observations of floral development indicate that floral organ initiation in pentapetalous flowers more commonly results in a medially positioned abaxial petal (MAB) than in a medially positioned adaxial petal (MAD), where the medial plane is defined by the stem and the bract during early floral development. It was proposed that the dominant MAB petal initiation might impose a developmental constraint that leads to the evolution of limited patterns of floral zygomorphy in Asteridae, a family in which the floral zygomorphy develops along the medial plane and results in a central ventral (CV) petal in mature flowers. Here, I investigate whether the pattern of floral organ initiation may limit patterns of floral zygomorphy to evolve in pentapetalous angiosperms. I analyzed floral diagrams representing 405 species in 330 genera of pentapetalous angiosperms to reconstruct the evolution of floral organ initiation and the evolution of developmental processes that give rise to floral zygomorphy on a phylogenetic framework. Results indicate that MAB petal initiation is the most common; it occupies 86.2% of diversity and represents the ancestral state of floral organ initiation in pentapetalous angiosperms. The MAD petal initiation evolved 28 times independently from the ancestral MAB petal initiation. Among the 34 independent originations of floral zygomorphy, 76.5% of these clades represent MAB petal initiation, among which only 47% of the clades result a CV petal in mature flowers. The discrepancy is explained by the existence of developmental processes that result in floral zygomorphy along oblique planes of floral symmetry in addition to along the medial plane. Findings suggest that although the early floral organ initiation plays a constraining role to the evolution of patterns of floral zygomorphy, the constraint diverges along phylogenetically distantly related groups that allow the independent originations of floral zygomorphy through distinct development processes in pentapetalous angiosperms. In additional study, the butterfly-like flowers of Schizanthus are adapted to pollination by bees, hummingbirds, and moths. I investigated the genetic basis of the zygomorphic corolla, for which development is key to the explosive pollen release mechanism found in the species of Schizanthus adapted to bee pollinators. I examined differential gene expression profiles across the zygomorphic corolla of Schizanthus pinnatus, a bee-pollinated species, by analyzing RNA transcriptome sequencing (RNA- seq). Data indicated that CYC2 is not expressed in the zygomorphic corolla of Sc. pinnatus, suggesting CYC2 is not involved in the development of floral zygomorphy in Schizanthus (Solanaceae). The data also indicated that a number of genes are differentially expressed across the corolla

An overview of genus Aesculus L.: ethnobotany, phytochemistry, and pharmacological Activities

The genus Aesculus L. (Hippocastanaceae) has 12 species distributed in eastern Asia, eastern and western North America, and Europe. In Europe and the United States, A. hippocastanum has been used for the treatment of chronic venous insufficiency, hemorrhoids, and postoperative edema. In China, A. chinensis var. chinense has been used as a stomachic and analgesic in the treatment of distention and pain in the chest and the abdomen, malaria, dysentery, and heart disease. The objective of this paper is to review the ethnobotany, phytochemistry, and pharmacological properties of the genus Aesculus. To date, more than 210 compounds have been isolated and identified primarily from the fruits or seeds of Aesculus, with polyhydroxylated triterpenoid saponins as the major active principles. Studies have confirmed that Aesculus seed extracts and isolates possess diverse activities, including anti-inflammatory, antitumor, antiviral, antifungal, antiangiogenic (vascular protection), anti-obesity, antioxidative, and antigenotoxic properties. Interestingly, detailed studies of the saponins from more eastern North American species and other uninvestigated Aesculus species are necessary to further confirm the chemotaxonomic value of the novel cytotoxic saponins discovered recently from A. pavia, an eastern North American species, and to fully understand the chemical profile of the genus. Animal investigations of these novel cytotoxic saponins on the potential for the treatment of cancer are also intriguin

Népszerű városi fafajok árnyékolóképességének vizsgálata Szegeden

A városi faállomány számos aspektusból kedvezően befolyásolja egy város ökológiai állapotát. Például, klímamódosító potenciálja révén a fás vegetáció pozitívan hat a városi lakosság hőérzetére és komfortérzetére. A mikroklimatikus hatások feltárása céljából végzett terepi mérések, valamint modellfuttatások is kimutatták, hogy a fák elsősorban árnyékhatásuk révén képesek enyhíteni az emberi szervezetet érő hőstressz mértékét. A napsugárzás redukciójának hatékonyságát a lombozat transzmisszivitásának (napsugárzásátereszt őképessége) mérőszámával írhatjuk le, melynek értéke nem csupán fajonként változik, de a lombkorona évszakos változásának és egészségi állapotának is függvénye. Ebben a tanulmányban négy, magyarországi viszonyok között gyakran előforduló városi fafaj (kislevelű hárs – Tilia cordata, japánakác – Sophora japonica, nyugati ostorfa – Celtis occidentalis és fehér vadgesztenye – Aesculus hippocastanum) árnyékolóképességét vizsgáljuk. A városi fás vegetáció – közép-európai klimatikus körülmények között kifejtett – kisléptékű hatására vonatkozóan még kevés az ismeretünk, ezért munkánkkal szeretnénk elősegíteni jövőbeli, ezzel foglalkozó tanulmányok megszületését. Ebből kifolyólag nagy hangsúlyt fektetünk a kutatás módszertani alapjaira, valamint kitérünk a gyakorlati megvalósítás nehézségeire is

Der Einfluss von Blütenduftstoffen auf die Oviposition der Rosskastanienminiermotte Cameraria ohridella

The larval stages of Cameraria ohridella develop mining in leaves of the horse chestnut tree Aesculus hippocastanum. The insect establishes three generations in Central Europe. During the appearance of the first generation the horse chestnut trees bloom. Further on, parallel to the flying time of all generations other plant species bloom. The olfactory detection of flower odour compounds and the influence on oviposition of C. ohridella were examined using trace analytical and electrophysiological methods as well as bioassays.Die Larven von Cameraria ohridella (Lepidoptera, Gracillariidae) entwickeln sich als Minierer in den Blättern der gemeinen Rosskastanie, Aesculus hippocastanum. In Mitteleuropa können drei Faltergenerationen ausgebildet werden, wobei die erste während der Blütezeit der Wirtspflanze A. hippocastanum fliegt. Der Schmetterlingsstrauch Buddleja davidii blüht von Sommer bis Herbst während der Flugzeit der zweiten und dritten Generation. Die großen Blütenstände locken zahlreiche Insekten an, die den Nektar als Nahrung nutzen. Mit Hilfe von Spurenanalytischen und elektrophysiologischen Methoden (GC-MS, EAG) sowie Verhaltensversuchen wurde der Einfluss von Blütendüften auf die Oviposition der Rosskastanienminiermotte untersucht. Der Blütenduft von A. hippocastanum und B. davidii unterschied sich in der Komposition emittierter Komponenten. C. ohridella war in der Lage, Blütendüfte zu detektieren. Die untersuchten Blütenduftstoffkomponenten beeinflussten die Oviposition der Miniermotten. Benzaldehyd, Linalool und (E)-β-Caryophyllen wurden von Rosskastanienblüten emittiert und steigerten die Oviposition auf den Blättern. Benzylalkohol wurde nicht von der Rosskastanie abgegeben und reduzierte im Gegensatz zu den anderen Duftstoffkomponenten die Eiablage. Der Blütenduft der Rosskastanie kann Faltern der ersten Generation bei der Wirtspflanzensuche helfen. In Zweifachwahltests mit getopften Rosskastaniensämlingen und blühendem Sommerflieder wurden die Blätter der Wirtspflanze bei der Eiablage bevorzugt. Aber auch auf den Blättern des Sommerflieders konnten abgelegte Eier gezählt werden. Bei alleinigem Angebot (Einfachwahltest) stieg die Anzahl der abgelegten Eier auf dem blühenden Sommerflieder. Falter der dritten Generation, die im Herbst auf eine starke Blattverbräunung der Wirtspflanze A. hippocastanum durch Minierfraß treffen und dort keine grünen Blattbereiche mehr finden, suchen auf anderen Wirtspflanzen einen geeigneten Eiablageplatz. Dabei können Blütenduftstoffkomponenten die Oviposition der Motten beeinflussen