Induced Senescence Promotes the Feeding Activities and Nymph Development of Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae) on Potato Plants

The effect of dark-induced senescence on Solanum tuberosum L. (Solanales: Solanaceae) plants was assessed on the feeding behavior and performance of the green peach aphid, Myzus persicae Sulzer (Hemiptera: Aphididae). Senescence was induced by covering the basal part of the plant with a black cloth for 5 d, avoiding the light passage, but keeping the apical buds uncovered. The basal part of control plants was covered with a white nonwoven cloth. The degree of senescence was determined by measuring the chlorophyll content of the covered leaves. The performance and feeding behavior of M. persicae were studied on the uncovered nonsenescent apical leaves. The aphid’s performance was evaluated by measuring nymphal mortality and prereproductive time. Aphid feeding behavior was monitored by the electrical penetration graph technique. In plants with dark-induced senescence, the aphids showed a reduction in their prereproductive time. Aphids also spent more time ingesting sap from the phloem than in control plants and performed more test probes after the first sustained ingestion of phloem sap. These data suggest that M. persicae ’s phloem activities and nymph development benefit from the nutritional enrichment of phloem sap, derived from dark-induced senescence on potato plants. The induced senescence improved plant acceptance by M. persicae through an increase in sap ingestion that likely resulted in a reduction in developmental time.Fil: Machado Assefh, Cristina Renata. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Lucatti, Alejandro Francisco. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alvarez, Adriana Elisabet. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

La actividad peroxidasa en caña de azúcar (Saccharum spp): evolución temporal de la reacción y su posible rol en la resistencia a la roya marrón (Puccinia melanocephala, H&P

La roya marrón de la caña de azúcar, causada por Puccinia melanocephala, es una enfermedad foliar de preocupación en casi todos los países donde se cultiva la caña de azúcar. Los programas de mejoramiento del cultivo se encuentran en la búsqueda de fuentes de resistencia de la planta al patógeno

Resistance of tomato genotypes to the greenhouse Whitefly Trialeurodes vaporariorum (West.) (Hemiptera: Aleyrodidae)

The greenhouse whitefly, Trialeurodes vaporariorum Westwood, is the most common and abundant whitefly in Argentine horticultural greenhouse crops, especially in tomato (Solanum lycopersicum). Resistance in some wild tomato relatives, such as S. peruvianum, S. habrochaites and S. pennellii to the greenhouse whitefly has been described. The Mi gene confers effective resistance against several species of insects, among them the sweet potato whitefly, Bemisia tabaci Gennadius. Resistance to T. vaporariorum was found in the prebreeding line FCN 93-6-2, derived from a cross between S. lycopersicum cultivar Uco Plata INTA (MiMi) and the wild line FCN 3-5 S. habrochaites. The purpose of this study was to evaluate resistance to T. vaporariorum in tomato genotypes and to study the relationship between this resistance and the presence of the REX-1 marker, which is linked to the Mi gene. In a free-choice assay, the average number of adults per leaf and the number of immatures on the middle and basal plant parts were analyzed. In a no-choice assay, the oviposition rate and adult survival rate were calculated. For all variables analyzed, FCN 3-5 was the most resistant strain. Variations were found in the F2 progeny between the prebreeding line FCN 13-1-6-1 and cv. Uco Plata INTA. Results from the F2 progeny indicate that resistance to T. vaporariorum may be polygenic with transgressive segregation. Whitefly resistance was found to be independent of the REX-1 marker.Fil: Lucatti, Alejandro Francisco. Universidad Nacional de Salta; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alvarez, Adriana Elisabet. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Cs.naturales. Escuela de Biologia. Catedra de Quimica Biologica; ArgentinaFil: Machado Assefh, Cristina Renata. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Cs.naturales. Escuela de Biologia. Catedra de Quimica Biologica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gilardón, Elsa. Universidad Nacional de Salta; Argentin

Avances en la investigación de la relación patogeno-hospedante y de la resistencia genética a enfermedades de la caña de azúcar en Argentina

Esta contribución presenta avances en la investigación de la variabilidad y resistencia genética con relación a “Roya marrón” y “Estría roja” de la caña de azúcar en Argentina. Resultados experimentales de la inoculación con roya en condiciones controladas permitieron postular que tanto la actividad peroxidasa basal como la tasa de su crecimiento con posterioridad a la infección serían mecanismos complementarios que favorecen la expresión de la resistencia a la enfermedad. También se investigó la diversidad molecular en poblaciones de roya con base en 538 marcadores AFLP a partir de muestreos en diferentes variedades y en una amplia faja de distribución de la enfermedad en el NOA. No se detectaron estructuras genéticas diferenciadas según orígenes, comportándose las diferentes poblaciones como una única gran población indiferenciada de uredosporos con alto grado de variabilidad genética intrínseca. Con relación a Estría roja se logró optimizar una técnica efectiva para el aislamiento, identificación y caracterización genética del agente responsable de la enfermedad. Los resultados obtenidos permitieron confirmar que Acidovorax avenae es el agente responsable de estría roja de la caña de azúcar en Argentina, siendo ésta la primera caracterización realizada en la región cañera para esta patología. Por otra parte el análisis de perfiles de REP-PCR y RAPD confirmó la presencia de al menos cuatro biotipos de la enfermedad en aislados de Salta y Tucumán. La existencia de diversidad genética entre aislamientos permite diseñar estrategias de control mediante el uso de variedades resistentes.The paper presents recent progress in the investigation of variability and genetic resistance in relation to Rust and Red stripe diseases of sugar cane in Argentina. Experimental results for rust innoculation under controlled conditions served to postulate that both basal peroxidase activity and its rate of increase after innoculation with the disease could be complementary mechanisms in the expression of resistance in different cultivars. Molecular diversity of rust populations collected in the field in North West Argentina were also investigated based on 538 AFLP markers. Samples collected in different varieties and sites indicated that rust uredospores populations correspond with a single mixed undifferentiated population with a high degree of intrinsic genetic variability. In regard to Red stripe it was possible to optimize an effective procedure for the isolation, identification and genetic characterization of the disease agent. Results permitted for the first time the identification of Acidovorax avenae as the agent responsible for the disease in Argentina. The profile analysis for REP-PC and RAPD indicated the presence of at least four different biotypes of the disease in Salta and Tucumán. The occurrence of genetic diversity among isolates permits the design of strategies for the control of the disease by means of resistant varieties.Fil: Mariotti, Jorge Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Machado Assefh, Cristina Renata. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Salta; ArgentinaFil: Rech, G.. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales; ArgentinaFil: Fontana, P. D.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; ArgentinaFil: Collavino, N. G.. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales; ArgentinaFil: Pocoví, M. I.. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales; ArgentinaFil: Rago, A. M.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; ArgentinaFil: Daz, Mirta Elizabeth. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Salta; Argentin

La actividad peroxidasa en caña de azúcar (Saccharum spp): evolución temporal de la reacción y su posible rol en la resistencia a la roya marrón (Puccinia melanocephala, H & P Sydow)

La roya marrón de la caña de azúcar, causada por Puccinia melanocephala, es una enfermedad foliar de preocupación en casi todos los países donde se cultiva la caña de azúcar. Los programas de mejoramiento del cultivo se encuentran en la búsqueda de fuentes de resistencia de la planta al patógeno. Debido a que se demostró que las peroxidasas vegetales participan en la defensa contra los fitopatógenos, el objetivo de este trabajo fue comparar la actividad peroxidasa basal de dos cultivares con respuestas contrastantes a la roya, la evolución de la actividad peroxidasa en el tiempo después de la inoculación con el patógeno y su posible relación con la resistencia o la susceptibilidad de los cultivares de caña de azúcar a la roya. La actividad de la peroxidasa se midió a 24, 48, 72 y 120 horas después de la inoculación. Dos cultivares de caña de azúcar fueron utilizados, R570 (muy resistente) y NA86-2280 (altamente susceptible). La actividad de la peroxidasa aumentó después de la inoculación en ambos cultivares pero aumentó, con mayor velocidad, en R570 hasta alcanzar un máximo a las 48 hs después de la inoculación. La actividad más alta se detectó en R570 durante todo el experimento. Las diferencias en la actividad de la peroxidasa se encontraron entre cultivares y también entre plantas inoculadas y plantas control. Se postula que tanto la actividad basal de la peroxidasa como su incremento después de la inoculación, podrían ser mecanismos complementarios que favorecen la resistencia a la roya en la caña de azúcar.Sugarcane brown rust, caused by Puccinia melanocephala, is a foliar disease of concern in almost all countries where sugarcane is grown. The sugarcane breeding programs are in the search for sources of plant resistance to this pathogen. Since it has been shown that plant peroxidases are involved in defence against phytopathogens, the objective of this study was to compare basal peroxidase activity of two cultivars with contrasting responses to rust, the time course of the peroxidase activity after inoculation with the pathogen and its possible relation to resistance or susceptibility of sugarcane cultivars to rust. Peroxidase activity was measured at 24, 48, 72 and 120 hours after inoculation. Two sugarcane cultivars were used, R570 (highly resistant) and NA86-2280 (highly susceptible). The peroxidase activity increased after inoculation in both cultivars, but increased more rapidly in R570 reaching a maximum at 48 hours after inoculation. A higher activity was detected in R570 throughout the experiment. The differences in the peroxidase activity were found between cultivars and also between inoculated plants and control plants. It is postulated that both basal peroxidase activity and the rate of growth after inoculation, may be complementary mechanisms that promote resistance to rust in sugarcane.EEA FamailláFil: Machado Assefh, C.R. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales. Laboratorio de Marcadores Moleculares; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Collavino, Norma Graciela. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales. Laboratorio de Marcadores Moleculares; ArgentinaFil: Daz, M. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Laboratorio de Biocatálisi ArgentinaFil: Pocovi, Mariana Ines. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales. Laboratorio de Marcadores Moleculares; ArgentinaFil: Mariotti Martinez, Jorge Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Famaillá; Argentin

Interacción planta - áfido - endosimbionte: estudio de las relaciones entre plantas del género Solanum, Myzus persicae y Buchnera aphidicola

El áfido verde del duraznero, Myzus persicae, se asocia con la bacteria endosimbiótica Buchnera aphidicola que se localiza en el hemocele del áfido. B. aphidicola suplementa la dieta del áfido, aunque podría cumplir otros roles en la interacción planta-áfido. Las respuestas de las plantas a la infestación por M. persicae, muestran mayores similitudes con las respuestas a una infección bacteriana que al ataque de insectos masticadores, por ejemplo en la inducción de procesos relacionados a la senescencia. La hipótesis propuesta en este trabajo es que en la interacción plantaáfido están involucrados efectores, los cuales podrían ser sintetizados por el áfido o por su endosimbionte primario, B. aphidicola. Por esta razón en ésta Tesis se evaluó la participación de B. aphidicola y de la senescencia foliar inducida en la interacción planta-áfido, integrando estudios que involucran distintos aspectos de la interacción entre plantas, áfidos y el endosimbionte primario. Para estudiar el comportamiento alimenticio de los áfidos se utilizó la técnica de gráfico de penetración eléctrica (EPG), y para evaluar la expresión de genes se utilizó RT-qPCR. Se encontró que la inducción de senescencia foliar incrementó el tiempo de ingestión de savia y mejoró el desarrollo ninfal de los áfidos. Además se encontró que la interrupción de la simbiosis con B. aphidicola, afecta el comportamiento alimenticio y la expresión de genes de las glándulas salivales del áfido, siendo el efecto más evidente en una interacción planta áfido compatible que en una interacción incompatible. Además, la interrupción de la simbiosis con B. aphidicola cambió la expresión de genes marcadores de las dos principales vías de defensa en Arabidopsis thaliana. Estos resultados confirman la participación de B. aphidicola y de procesos similares a la senescencia foliar, en la interacción planta-áfido

La actividad peroxidasa en caña de azúcar (Saccharum spp): evolución temporal de la reacción y su posible rol en la resistencia a la roya marrón (Puccinia melanocephala, H&P Sydow)

La roya marrón de la caña de azúcar, causada por Puccinia melanocephala, es una enfermedad foliar de preocupación en casi todos los países donde se cultiva la caña de azúcar. Los programas de mejoramiento del cultivo se encuentran en la búsqueda de fuentes de resistencia de la planta al patógeno. Debido a que se demostró que las peroxidasas vegetales participan en la defensa contra los fitopatógenos, el objetivo de este trabajo fue comparar la actividad peroxidasa basal de dos cultivares con respuestas contrastantes a la roya, la evolución de la actividad peroxidasa en el tiempo después de la inoculación con el patógeno y su posible relación con la resistencia o la susceptibilidad de los cultivares de caña de azúcar a la roya. La actividad de la peroxidasa se midió a 24, 48, 72 y 120 horas después de la inoculación. Dos cultivares de caña de azúcar fueron utilizados, R570 (muy resistente) y NA86-2280 (altamente susceptible). La actividad de la peroxidasa aumentó después de la inoculación en ambos cultivares pero aumentó, con mayor velocidad, en R570 hasta alcanzar un máximo a las 48 hs después de la inoculación. La actividad más alta se detectó en R570 durante todo el experimento. Las diferencias en la actividad de la peroxidasa se encontraron entre cultivares y también entre plantas inoculadas y plantas control. Se postula que tanto la actividad basal de la peroxidasa como su incremento después de la inoculación, podrían ser mecanismos complementarios que favorecen la resisten- cia a la roya en la caña de azúcar

Metabolism or behavior: explaining the performance of aphids on alkaloid-producing fungal endophytes in annual ryegrass (Lolium multiflorum)

Plant–herbivore interactions are often mediated by plant microorganisms, and the “defensive mutualism” of epichloid fungal endophytes of grasses is an example. These endophytes synthesize bioactive alkaloids that generally have detrimental effects on the performance of insect herbivores, but the underlying mechanisms are not well understood. Our objective was to determine whether changes in the physiology and/or behavior of aphids explain the changes in performance of insects feeding on endophytic plants. We studied the interaction between the aphid Rhopalosiphum padi and the annual ryegrass Lolium multiflorum symbiotic (E+) or not symbiotic (E−) with the fungus Epichloë occultans that can synthesize loline alkaloids. We hypothesized that aphids feeding on E+ plants have higher energetic demands for detoxification of fungal alkaloids, thereby negatively impacting the individual performance, population growth, and structure. Aphids growing on E+ plants had lower values in morphometric and functional variables of individual performance, displayed lower birth rate, smaller population size, and dramatic structural changes. However, aphids exhibited lower values of standard metabolic rate (SMR) on E+ plants, which suggests no high costs of detoxification. Behavioral variables during the first 8 h of feeding showed that aphids did not change the phloem sap ingestion with the presence of fungal endophytes. We hypothesize that aphids may maintain phloem sap ingestion according to their fungal alkaloid tolerance capacity. In other words, when alkaloid concentrations overcome tolerance threshold, ingestion of phloem should decrease, which may explain the observed lower values of SMR in E+ feeding aphids.Fil: Bastias Campos, Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; ArgentinaFil: Ueno, Andrea Celeste. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; ArgentinaFil: Machado Assefh, Cristina Renata. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta; Argentina. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales. Escuela de Biología. Cátedra de Química Biológica; ArgentinaFil: Alvarez, Adriana Elisabet. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales. Escuela de Biología. Cátedra de Química Biológica; ArgentinaFil: Young, Carolyn A.. The Samuel Roberts Noble Foundation; Estados UnidosFil: Gundel, Pedro Emilio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentin