Заселяемость сортов конских бобов (Vicia faba L.) бобовой тлей Aphis fabae scopoli и признаки, ответственные за низкую восприимчивость растений к вредителю

Заселяемость сортов конских бобов (Vicia faba L.) бобовой тлей Aphis fabae scopoli и признаки, ответственные за низкую восприимчивость растений к вредителю

Автор: Николова И.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Защита растений

Статья в выпуске: 1 т.58, 2023 года.

Бесплатный доступ

Наиболее экономически значимый вредитель конских бобов ( Vicia faba L.) - бобовая (или свекловичная) тля Aphis fabae Scopoli ( Hemiptera , Homoptera : Aphididae ). Использование сортов, устойчивых к различным видам тли, может увеличить объемы производства этой культуры, снизить загрязнение окружающей среды и затраты на контроль состояния посевов. Известно о взаимосвязи между степенью повреждения тлями и морфологическими признаками растения, однако сведения о химических изменениях при повреждении тлями и роли химических факторов в чувствительности к A. fabae неоднозначны. В настоящей работе 12 сортов V. faba из коллекции Института кормовых культур (г. Плевен) впервые охарактеризованы по набору признаков и показано, что в ответ на поражение тлей A. fabae высота растений, содержание сырого протеина, фосфора и хлорофиллов а + b снижались, а количество цианогенных гликозидов значительно увеличилось. Целью настоящего исследования была оценка чувствительности сортов конских бобов к A. fabae и выявление морфологических и химических признаков, ответственных за низкую восприимчивость к тле. Полевые исследования по схеме рандомизированных блоков проводились в Институте кормовых культур (г. Плевен, 2016-2018 годы). Число тлей учитывали на растениях ( n = 20, N = 3) на стадии бутонизации, цветения и образования бобов, реакцию растений оценивали по балльной шкале (от 0 до 12 баллов). Химический состав (содержание сырого протеина, фосфора, хлорофилла a, хлорофилла b, цианогенных гликозидов) определяли стандартными методами (Weende system analysis). Установлено, что максимальной численности тли достигают в период формирования стручков. Сорта Fb 3270 и BGE 029055 были определены как очень слабо восприимчивые, BGE 002106, BGE 032012 и BGE041470 - как средневосприимчивые. Заражение тлей существенно повлияло на морфо-химические признаки сортов и привело к снижению высоты растений, содержания сырого протеина, фосфора и хлорофилла а + b, а содержание цианогенных гликозидов в ответ на поражение тлей значительно увеличилось. Снижение показателей зависело от обилия тлей, причем степень уменьшения была значительно больше у очень высоко восприимчивых и высоковосприимчивых сортов. По цианогенным гликозидам, наоборот, отмечалось увеличение количества этих соединений с ростом популяции тли. Белок, фосфор и цианогенные гликозиды могут быть использованы как ключевые индикаторные признаки V. faba , определяющие предпочтения свекловично-бобовой тли при выборе кормового растения. Низкорослые сорта Fb 3270 и BGE 029055 с высоким содержанием фосфора и цианогенных гликозидов и низким - сырого протеина значительно слабее поражались тлей. Выявленные сорта со значительно меньшей восприимчивостью к свекловично-бобовой тле могут быть включены в будущие программы селекции на устойчивость к A. fabae .

Еще

Aphis fabae, кормовые предпочтения, сорта бобовых, восприимчивость, морфологические признаки, химические признаки

Короткий адрес: https://sciup.org/142238091

IDR: 142238091   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2023.1.142rus

Список литературы Заселяемость сортов конских бобов (Vicia faba L.) бобовой тлей Aphis fabae scopoli и признаки, ответственные за низкую восприимчивость растений к вредителю

  • Munyasa A.J. Evaluation of drought tolerance mechanisms in Mesoamerican dry bean genotypes. University of Nairobi, Nairobi, Kenya, 2013.
  • Béji B., Bouhachem-Boukhris S., Bouktila D., Mezghani-Khémakhem M., Rezgui S., Kharrat M., Makni M., Makni H. Identification of sources of resistance to the black bean aphid, Aphis fabae Scopoli, in Faba bean, Vicia faba L., accessions. Journal of Crop Protection, 2015, 4(2): 217-224.
  • Cahon T., Caillon R., Pincebourde S. Do Aphids alter leaf surface temperature patterns during early infestation? Insects, 2018, 9(1): 34 (doi: 10.3390/insects9010034).
  • Du J.-L., Wu D.-G., Li J.-Q., Zhan Q-W., Huang S.-C., Huang B.-H., Wang X. Effects of aphid disoperation on photosynthetic performance and agronomic traits of different sorghum varieties. Pakistan Journal of Botany, 2021, 53(6): 2275-2285 (doi: 10.30848/PJB2021-6(5)).
  • Fuentes S., Tongson E., Unnithan R.R., Gonzalez Viejo C. Early detection of aphid infestation and insect-plant interaction assessment in wheat using a low-cost electronic nose (E-nose), near-infrared spectroscopy and machine learning modeling. Sensors, 2021, 21(17): 5948 (doi: 10.3390/s21175948).
  • Shannag H.K. Effect of black bean aphid, Aphis fabae, on transpiration, stomatal conductance and crude protein content of faba bean. Annals of Applied Biology, 2007, 151(2): 183-188 (doi: 10.1111/j.1744-7348.2007.00161.x).
  • Mawar Р., Tambe A.B. Estimation of quantitative and qualitative losses due to major pests of lucerne. Forage Research, 2018, 44(2): 105-110.
  • Holt J., Wratten S.D. Components of resistance to Aphis fabae in faba bean cultivars. Entomologia Experimentalis et Applicata, 1986, 40(1): 35-40 (doi: 10.1111/j.1570-7458.1986.tb02152.x).
  • Birch N. Field evaluation of resistance to black bean aphid, Aphis fabae, in close relatives of the Faba bean, Vicia faba. Annals of Applied Biology, 1985, 106(3): 561-556 (doi: 10.1111/j.1744-7348.1985.tb03147.x).
  • Bond D.A., Lowe H.J.B. Tests for resistance to Aphis fabae in field beans (Vicia faba). Annals of Applied Biology, 1975, 81(1): 21-32 (doi: 10.1111/j.1744-7348.1975.tb00491.x).
  • Esmaeili-Vardanjani M., Askarianzadeh A., Saeidi Z., Hasanshahi G., Karimi J., Nourbakhsh S. A study on common bean cultivars to identify sources of resistance against the black bean aphid, Aphis fabae Scopoli (Hemiptera: Aphididae). Archives of Phytopathology and Plant Protection, 2013, 46(13): 1598-1608 (doi: 10.1080/03235408.2013.772351).
  • Sillero J.C., Avila C.M., Rubiales D. Screening faba bean (Vicia faba) for resistance to aphids (Aphis fabae). In: International Conference «Advances in grain legume breeding, cultivations and uses for a more competitive value-chain», Novi Sad (Serbia), 2017, 27-28 September 2017. Novi Sad, 2017: 46.
  • Meradsi F., Laamari M. Genetic resource of the resistance of Vicia faba L. against the black bean aphid, Aphis fabae Scopoli. Journal of Agricultural Studies, 2016, 4(2): 107-114 (doi: 10.5296/jas.v4i2.9333).
  • Golizadeh A., Abedi Z., Borzoui E., Golikhajeh N., Jafary M. Susceptibility of five sugar beet cultivars to the black bean aphid, Aphis fabae Scopoli (Hemiptera: Aphididae). Neotrop. Entomol., 2016, 45(4): 427-432 (doi: 10.1007/s13744-016-0383-0).
  • Ismail M., Zanolli P., Muratori F., Hance T. Aphids facing their parasitoids: a first look at how chemical signals may make higher densities of the pea aphid Acyrthosiphon pisum less attractive to the parasitoid Aphidius ervi. Insects, 2021, 12(10): 878 (doi: 10.3390/insects12100878).
  • Babikova Z., Gilbert L., Randall K.C., Bruce T.J., Pickett J.A., Johnson D. Increasing phosphorus supply is not the mechanism by which arbuscular mycorrhiza increase attractiveness of bean (Vicia faba) to aphids. Journal of Experimental Botany, 2014, 65(18): 5231-5241 (doi: 10.1093/jxb/eru283).
  • Frago E., Mala M., Weldegergis B.T., Yang C., McLean A., Godfray H.C.J., Gols R., Dicke M. Symbionts protect aphids from parasitic wasps by attenuating herbivore-induced plant volatiles. Nature Communications, 2017, 8(1): 1860 (doi: 10.1038/s41467-017-01935-0).
  • Teotia T.P.S., Lal O.P. Differential response of different varieties and strains of oleiferous Brassicae to the aphid, Lipaphis erysimi (Kalt.). Labdev Journal of Science and Technology, 1970, 8B: 219-226.
  • AOAC. Official methods of analysis, 18-th ed. Association of Analytical Chemists, Gaithersburg, Maryland, 2001, USA.
  • Sandev S. Chemical methods for analysis of forages. Zemizdat, Sofia, 1979 (Bg).
  • Зеленский М.И., Могилева Г.А. Сравнительная оценка фотосинтетической способности сельскохозяйственных растений по фотохимической активности хлоропластов. Ленинград, 1980.
  • Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П. Методы биохимического исследования растений. 2-е изд. /Под ред. А.И. Ермакова. Ленинград, 1987.
  • Biddle A.J., Cattlin N.D. Pests, diseases and disorders of peas and beans: a color handbook. Manson Publishing Ltd, London, 2007.
  • Amin M.R., Sharmin M.A., Miah U., Akanda A.M., Suh S.J., Kwon Y.J., Kwon O. Aphid population abundance and pestiferous effect on various bean plant species. Entomological Research, 2020, 50(6): 257-266 (doi: 10.1111/1748-5967.12432).
  • Mamun M.S.A., Ali M.H., Ferdous M.M., Rahman M.A., Hossain M.A. Assessment of several mustard varieties resistance to mustard aphid, Lipaphis erysimi (Kalt.). J. Soil Nature, 2010, 4(1): 34-38.
  • Dwivedi S.A., Singh R.S., Gharde S.K., Raut A.M., Tomer A. The screening of mustard varieties resistance against mustard aphid Lipaphis erysimi Kalt. Plant Archives, 2019, 19: 1167-1172.
  • Aldawood A.S., Soffan A. Biology and demographic growth parameters of cowpea aphid (Aphis craccivora) on faba bean (Vicia faba) cultivars. Journal of Insect Science, 2014, 14(1): 120 (doi: 10.1093/jis/14.1.120).
  • Khan I.А., Ahmad M., Hussain S., Akbar R., Saeed M., Farid A., Ali Shah R., Fayaz W., Ud Din M.M., Shah B., Naeem M. A study on correlation between aphid density and loss in yield components of 12 Brassica genotypes under screen house conditions. Journal of Entomology and Zoology Studies, 2015, 3(6): 29-33.
  • Lebbal S. Contribution to the study of natural resistance of the broad bean, Vicia faba L. against the cowpea aphid, Aphis crassivora (Homoptera: Aphididae). Master degree thesis in Plant protection. The University of Batna. Algeria, 2010 (in French).
  • Mohamed A.M., Siman F.A.A. Susceptibility of some broad bean varieties to natural infestation with Aphis craccivora Koch and Liriomyza trofolii Burgess at Upper Egypt. Assiut Journal of Agricultural Sciences (Egypt), 2003, 32(1): 167-173.
  • Chaudhari C.J., Patel C.C., Kher H.R., Parmar H.P. Resistance to aphid, Therioaphis maculata (Buckton) in lucerne. Indian Journal of Entomology (India), 2013, 75(1): 68-71.
  • Comadira G., Rasool B., Karpinska B., Morris J., Verrall S.R., Hedley P.E., Foyer C.H., Hancock R.D. Nitrogen deficiency in barley (Hordeum vulgare) seedlings induces molecular and metabolic adjustments that trigger aphid resistance. Journal of Experimental Botany, 2015, 66(12): 639-3655 (doi: 10.1093/jxb/erv276).
  • Wang C., Baoliang T., Zhenzhen Y., Jianqing D. Effect of different combinations of phosphorus and nitrogen fertilization on arbuscular mycorrhizal fungi and aphids in wheat. Insects, 2020, 11(6): 365 (doi: 10.3390/insects11060365).
  • Vannette R.L., Hunter M.D. Mycorrhizal fungi as mediators of defense against insect pests in agricultural systems. Agricultural and Forest Entomology, 2009, 11: 351-358 (doi: 10.1111/j.1461-9563.2009.00445.x).
  • Azouz H.A., Yassin E.M.A., El-Sanady M.A., Abou-Zaid A.M. Field and laboratory studies on three eggplant cultivars to evaluate their relative susceptibility to some piercing sucking pests with relation of leaf constituents. Journal of Plant Protection and Pathology, 2014, 5(11): 995-1005.
  • Facknath S., Lalljee B. Effect of soil-applied complex fertilizer on an insect—host plant relationship: Liriomyza trifolii on Solanum tuberosum. Entomologia Experimentalis et Applicata, 2005, 15(1): 67-77 (doi: 10.1111/j.1570-7458.2005.00288.x).
  • Gleadow R.M., Møller B.L. Cyanogenic glycosides: synthesis, physiology, and phenotypic plasticity. Annu. Rev. Plant Biol., 2014, 65: 155-185 (doi: 10.1146/annurev-arplant-050213-040027).
  • Irmisch S., Clavijo McCormick A., Günther J., Schmidt A., Boeckler G.A., Gershenzon J., Unsicker S.B., Köllner T.G. Herbivore-induced poplar cytochrome P450 enzymes of the CYP71 family convert aldoximes to nitriles which repel a generalist caterpillar. Plant J., 2014, 80(6): 1095-1107 (doi: 10.1111/tpj.12711).
  • Chunming B., Yifei L., Xiaochun L. The application of secondary metabolites in the study of sorghum insect resistance. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2018, 128: 012169 (doi: 10.1088/1755-1315/128/1/012169).
  • Jeschke V., Gershenzon J., Vassao D.G. A mode of action of glucosinolate-derived isothiocyanates: Detoxification depletes glutathione and cysteine levels with ramifications on protein metabolism in Spodoptera littoralis. Insect Biochem. Mol. Biol., 2016, 71: 37-48 (doi: 10.1016/j.ibmb.2016.02.002).
  • Munthali D.C., Tshegofatso A.B. Factors affecting abundance and damage caused by cabbage aphid, Brevicoryne brassicae on four brassica leafy vegetables: Brassica oleracea var. Acephala, B. chinense, B. napus and B. carinata. The Open Entomology Journal, 2014, 28: 1-9.
  • Huang T.I., Reed D.A., Perring T.M., Palumbo J.C. Feeding damage by Bagradahilaris (Hemiptera: Pentatomidae) and impact on growth and chlorophyll content of Brassicaceous plant species. Arthropod-Plant Interactions, 2014, 8: 89-100 (doi: 10.1007/s11829-014-9289-0).
  • Anjali M.S., Sridevi G., Prabhakar M., Laxmi N.J. Changes in chlorophyll content of sorghum infested with corn leaf aphid, Rhopalosiphum maidis (FITCH) (Homoptera: Aphididae). Progressive Research — an International Journal, 2017, 12(Special-I): 814-817.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp