Molecular characterisation of Sitobion avenae F. clones and their interaction with different host plants
Molekulare Charakterisierung von Sitobion avenae F. Klone und ihre Wechselwirkung mit anderen Wirtspflanzen
by Hussein Alkhedir
Date of Examination:2008-10-22
Date of issue:2009-02-10
Advisor:Prof. Dr. Stefan Vidal
Referee:Prof. Dr. Stefan Vidal
Referee:Prof. Dr. Petr Karlovsky
Referee:Prof. Dr. Stefan Schütz
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
The English grain aphid, Sitobion avenae (F.), is an important pest in agricultural ecosystems, especially in temperate climates on the northern and southern hemisphere. We studied the specialization and adaptability of 10 S. avenae clones in relation to the presence of symbiotic bacteria on different host plants in response to different light regimes. The clones used in the study and their symbiotic bacteria were genetically characterized; eight of them are common in Germany; nine of them have secondary bacterial endosymbionts. We hypothesized that genetic diversity of the clones, their endosymbiotic bacteria, variation in life history traits, light intensity, and water soluble carbohydrates, respectively mediate the interactions between S. avenae clones and their host plants. We found that colour morphs of Sitobion avenae clones are genetically determined and expressed by light intensity. Furthermore light intensity affects the performance of Sitobion avenae clones. Also, we found that water soluble carbohydrates of cocksfoot trigger the specialization in Sitobion avenae clones and the adaptation. Finally we argue that the specialization of Sitobion avenae clones result from interactions between the clones and the host plants, mediated by the specific endosymbiotic bacteria.
Keywords: Sitobion avenae - Bacterial endosymbionts; Die Große Getreideblattlaus - symbiotischen Bakterien
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Die Große Getreideblattlaus, Sitobion avenae (F.), ist ein wichtiger Schädling in Agrar- Ökosystemen, besonders in gemäßigten Klimazonen auf der nördlichen und südlichen Hemisphäre. Wir untersuchten die Spezialisierung und Adaptation von 10 S. avenae- Klonen in Bezug auf das Vorhandensein von symbiotischen Bakterien auf verschiedenen Wirtspflanzen und in Bezug auf verschiedene Licht-Regime. Die Klone in dieser Studie und ihre symbiotischen Bakterien wurden genetisch charakterisiert; acht von ihnen sind häufig in Deutschland; neun von ihnen haben sekundäre bakterielle Endosymbionten. Wir postulieren, dass die genetische Variabilität der Klone, bedingt durch ihre endosymbiotischen Bakterien, ihre Polymorphismus, und die Lichtintensität und die in der Pflanze vorhandenen wasserlöslichen Kohlehydrate die Interaktionen zwischen den S. avenae Klonen und ihren Wirtspflanzen vermitteln. Wir haben festgestellt, dass die Farbe des Sitobion avenae Klone genetisch festgelegt ist und durch die Lichtintensität beeinflusst wird., Die Lichtintensität wirkt sich ausserdem auf die Performance der S. avenae Klone aus. Wir haben weiterhin gefunden, dass die wasserlöslichen Kohlehydrate des Knäuelgrases (Dactylis glomerata) Auslöser der Spezialisierung der S. avenae Klone sind . Die Adaptation und Spezialisierung der S. avenae Klone ist Ergebnis der Interaktionen zwischen den Klonen und den Wirtspflanzen und wACird durch die spezifischen endosymbiotischen Bakterien vermittelt.