Academic literature on the topic 'Chrysomela populi'

In 2003 to 2005, Chrysomela populi L. gradated on yearly cut Populus nigra var. italica in street alleys in Brno and elsewhere. Imagoes occurred on trees from the end of April or from the beginning of May. In rearing, the chrysomelid consumed unwillingly leaves of 2-year shoots and laid on average 142 eggs. On leaves of shoots, imagoes damaged 100 to 200 cm² during 5 to 7 weeks, produced 480 to 900 frass pellets and laid on average 506 eggs. Oviposition was continual with breaks amounting to on average 2.6 days. Embryonal development took 6 to 8 (in the laboratory 5) days. Larvae of the 1^st generation occurred from mid-May to mid-July. In the course of 2 weeks (in the laboratory during 10 days) of life, they damaged about 20 cm² leaves and produced about 300 frass pallets. In the laboratory, prepupae took 2 days and pupae 4 days. Imagoes of the 1^st generation occurred from June to September. They damaged on average 113 cm² and produced on average 553 frass pellets and 653 eggs. At a temperature of 24 to 28°C, imagoes damaged on average 84 cm²during 2 to 3 weeks and diapaused until the next year. On growing up leaves, imagoes lived longer showing higher consumption of food and higher fecundity as against new fully-grown leaves. Larvae of the 2^nd generation destroyed on average 2 cm²smaller area than larvae of the 1^st generation. Part or all imagoes of the 2^nd generation diapaused. Imagoes of the 3^rd generation damaged 40 to 70 cm² leaves before departure to wintering grounds. In our natural conditions, the prospective 3^rd generation is always incomplete. Cleonice callida Meig. and Schizonotus sieboldi (Ratz.) rank among important enemies.

The need to exploit new sources of energy has recently led France to encourage several research programs toward the cultivation of crops for biomass production to extract alcohol, glucides, and chips for burning. To produce large quantities of biomass rapidly, several species of Populus have been selectively tested in short rotation coppices on about 400 ha in several parts of the country.Among the practical consequences of this policy, one appears to be harmful, namely the spatial extension of several pests, mainly leaf eaters or polyphagous insects. These insects previously were located in poplar nurseries. Among the leaf eaters, larvae and adults of the poplar leaf beetles Chrysomela (= Melasoma) populi L. and Chrysomela tremulae F. feed on many poplar species in central France (e.g. Populus tremula L., Populus trichocarpa Torrey and Gray, Populus deltoides Bartram, Populus lasiocarpa Oliver).

Allomones are widely used by insects to impede predation. Frequently these chemical stimuli are released from specialized glands. The larvae of Chrysomelina leaf beetles produce allomones in gland reservoirs into which the required precursors and also the enzymes are secreted from attached gland cells. Hence, the reservoirs can be considered as closed bio-reactors for producing defensive secretions. We used RNA interference (RNAi) to analyse in vivo functions of proteins in biosynthetic pathways occurring in insect secretions. After a salicyl alcohol oxidase was silenced in juveniles of the poplar leaf beetles, Chrysomela populi , the precursor salicyl alcohol increased to 98 per cent, while salicyl aldehyde was reduced to 2 per cent within 5 days. By analogy, we have silenced a novel protein annotated as a member of the juvenile hormone-binding protein superfamily in the juvenile defensive glands of the related mustard leaf beetle, Phaedon cochleariae . The protein is associated with the cyclization of 8-oxogeranial to iridoids (methylcyclopentanoid monoterpenes) in the larval exudates made clear by the accumulation of the acylic precursor 5 days after RNAi triggering. A similar cyclization reaction produces the secologanin part of indole alkaloids in plants.

Kurzumtriebsplantagen (KUP) bieten für eine Vielzahl von Organismen einen idealen Lebensraum. Einige Insektenarten reagieren darauf mit einer massenhaften Vermehrung. Besonders der Einfluss des Roten Pappelblattkäfers (Chrysomela (=Melasoma) populi) führte in den vergangenen Jahren vermehrt zur Schädigung von KUP. Bisher nehmen die Schäden noch selten bestandesbedrohende Ausmaße an, sind in der Tendenz jedoch klar zunehmend. Immer häufiger kommt es zu relevanten Zuwachsverlusten, verzögertem Austrieb und dem Ausfall einzelner Pflanzen. Daher werden im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes „AgroForNet“ Möglichkeiten der Überwachung, Prognose und Bekämpfung des Roten Pappelblattkäfers erforscht. Erste Ergebnisse aus dem Jahr 2011 zeigen vielversprechende Ansätze, mit denen sich C. populi effektiv überwachen und Schäden kostengünstig minimieren lassen.

Kurzumtriebsplantagen (KUP) bieten für eine Vielzahl von Organismen einen idealen Lebensraum. Einige Insektenarten reagieren darauf mit einer massenhaften Vermehrung. Besonders der Einfluss des Roten Pappelblattkäfers (Chrysomela (=Melasoma) populi) führte in den vergangenen Jahren vermehrt zur Schädigung von KUP. Bisher nehmen die Schäden noch selten bestandesbedrohende Ausmaße an, sind in der Tendenz jedoch klar zunehmend. Immer häufiger kommt es zu relevanten Zuwachsverlusten, verzögertem Austrieb und dem Ausfall einzelner Pflanzen. Daher werden im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes „AgroForNet“ Möglichkeiten der Überwachung, Prognose und Bekämpfung des Roten Pappelblattkäfers erforscht. Erste Ergebnisse aus dem Jahr 2011 zeigen vielversprechende Ansätze, mit denen sich C. populi effektiv überwachen und Schäden kostengünstig minimieren lassen.

Flüchtige organische Verbindungen (volatile organic compounds, VOCs) haben vielseitige Funktionen in der Biosphäre und Atmosphäre. VOCs sind an ober- und unterirdischen Interaktionen beteiligt. Zum Beispiel können von Mikroorganismen emittierte VOCs das Pflanzenwachstum beeinflussen und von Pflanzen emittierte VOCs sich auf das Verhalten von Pathogenen und Herbivoren auswirken. Nur wenig ist über die Rolle von VOCs in der Kommunikation von Ektomykorrhizapilzen (EMF) mit ihren Wirtspflanzen bekannt. EMF gehen Symbiosen mit Baumarten wie Pappeln (Populus spp.) ein. Pappeln sind als Biomasseproduzenten von großer ökonomischer Bedeutung, emittieren jedoch eine hohe Konzentration des klima-relevanten VOCs Isopren in die Atmosphäre. Die Rolle von Isopren in biotischen Interaktionen von Pappeln mit Herbivoren ist unklar. Zudem ist es wichtig zu verstehen wie EMF-Inokulation den Metabolismus von Pappeln und dadurch deren oberirdische Interaktion beeinflussen. Hauptziel dieser Arbeit war es, die Kommunikation durch VOCs zwischen Pflanzen und Pilzen zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden die Modellarten Laccaria bicolor und Populus × canescens verwendet. Um die Spezifität von VOC-Mustern sowie Pflanzen-Reaktionen zu untersuchen, wurden einige andere EMF und nicht-Mykorrhiza bildende Pilze getestet sowie die Nicht-Wirtspflanze Arabidopsis verwendet. Um die Bedeutung von Isopren oder EMF auf oberirdische Herbivorie zu untersuchen, wurde die Präferenz des Pappelblattkäfers (Chrysomela populi) und des Weidenblattkäfers (Phrotara vitellinae) für nicht-Isopren emittierende Pappeln überprüft. Insbesondere wurden folgende Fragestellungen untersucht: i) Können EMF und Pilze anderer Lebensweisen aufgrund ihrer VOC-Emissions-Muster voneinander unterschieden werden? ii) Sind pilzliche VOCs an der Erkennung von EMF durch Pappel und Arabidopsis beteiligt und wenn dies zutrifft, welche Verbindungen der Volatilen-Mischung sind an der Reaktion beteiligt? iii) Ist die Isopren-Emission von Pappeln für die Orientierung von Pappelblattkäfern von Bedeutung? iv) Beeinflusst eine Inokulation von Pappeln mit EMF die Abwehr gegen den Pappelblattkäfer C. populi und wenn, welche Transkriptionsveränderungen in den Blättern von EMF-inokulierten im Vergleich zu nicht-inokulierten Pflanzen sind an dieser Reaktion beteiligt? Untersuchungen über Mykorrhiza-Interaktion mit Pappeln erfordern kontrollierte Kultivierungs-Systeme. Daher werden detaillierte Protokolle für die Anzucht von Pappelarten mit und ohne EMF unter axenischen und Freiland-Bedingungen angegeben. Zur Untersuchung der Interaktion zwischen Pappeln und EMF werden zwei-geteilte Wachstumssysteme für die Kultivierung der Pflanzen ohne direkten Kontakt zu EMF beschrieben. i) Um die Spezifität und Gemeinsamkeiten von VOCs von EMF und anderen, nicht-Mykorrhiza bildenden Pilzen zu untersuchen, wurden VOC-Muster von Pilzen verschiedener Lebenssweisen verglichen. In der vorliegenden Arbeit wurden die VOC-Emissionen der drei EMF Cenococcum geophilum, L. bicolor und Paxillus involutus (Stämme MAJ und NAU), der drei Pathogene Armillaria mellea, Pholiota squarrosa und Verticillium longisporum sowie der zwei Saprophyten Stropharia rugosoannulata und Trichoderma viride im Gasraum der Kulturen gesammelt. Die Pilze wurden in Petrischalen auf einem synthetischen Medium, welches eine geringe eigene VOC-Emission aufwies, angezogen. Alle VOCs, welche in Kontrollschalen ohne Pilz gemessen wurden, wurden aus dem Datensatz entfernt. Nach Entfernung dieser 40 Hintergrund-VOCs der Kontrollplatten verblieben 54 Pilz-VOCs. Die untersuchten Pilze unterschieden sich stark in ihrem VOC-Emissions-Profil. Nur 15 VOCs wurden bei allen Lebensweisen identifiziert; darunter die typische Pilz-VOC 1-octen-3-ol. Fünfzehn VOCs wurden zuvor noch nicht bei Pilzen gemessen und einige VOCs wurden nur bei einem Pilz oder einer Lebensweise gefunden. Insbesondere die Emission der Sesquiterpene (SQTs) unterschied sich stark zwischen den Pilzen. Multivariate Analysen der VOC-Profile gruppierte die Pilzarten nach ihren Lebensweisen. ii) Zur Ermittlung, ob Pilz-VOCs wichtige Signalstoffe für Pflanzen sind, unabhängig von ihrer Fähigkeit eine Mykorrhiza bilden zu können, wurden die Wirtspflanze P. × canescens und die Nicht-Wirtspflanze A. thaliana VOCs der EMF L. bicolor und C. geophilum ausgesetzt. Pflanzen und Pilze wurden in einem geschlossenen System mit zwei separaten Kompartimenten und gemeinsamem Gasraum kultiviert. Sammeln der Pilz-VOC-Emissionen in den Kontrollplatten mit den Pflanzen zeigte, dass Arabidopsis nur wenige VOCs emittierte, wohingegen sowohl in den Kulturen von L. bicolor als auch in der gemeinsamen Kultur von L. bicolor mit Pflanzen vor allem SQTs detektiert wurden. Die Seitenwurzelbildung von Arabidopsis und Pappel wurde durch L. bicolor-VOCs angeregt. C. geophilum, welcher nicht fähig ist SQTs zu bilden, hatte keine Wirkung auf die Wurzelstruktur. Unterdrückung der SQT-Synthese in L. bicolor durch Inhibierung des Mevalonat-Biosyntheseweges mit Lovastatin verminderte die Stimulierung der Seitenwurzelbildung signifikant. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass pilzliche SQTs Seitenwurzelbildung auslösen. Das schwach emittierte Thujopsen stimulierte die Seitenwurzelbildung sowohl in Abwesenheit des Pilzes als auch bei einer Unterdrückung der SQT-Biosynthese des Pilzes durch Lovastatin. Das SQT β-Caryophyllene hatte keinen Einfluss auf die Wurzelstruktur. Diese Arbeit zeigt, dass pilzliche SQTs, darunter das spezifische Thujopsen, wichtige Signalstoffe in der Interaktion zwischen EMF und Wirts- sowie Nicht-Wirtspflanzen darstellen. iii) Die Käfer C. populi und P. vitellinae sind typisch vorkommende Schädlinge in Pappelplantagen und können signifikante ökonomische Verluste verursachen. Zur Ermittlung, ob von Pappelblättern emittiertes Isopren von C. populi und P. vitellinae Käfern wahrgenommen wird und eine Rolle bei der Orientierung dieser Käfer spielt, wurden verschiedene Fraßversuche mit den Käfern und Isopren-emittierenden und transgenen nicht-Isopren-emittierenden Pappeln durchgeführt. Sowohl in Gewächshaus- als auch in Laborversuchen zeigten weder die Larven noch die Käfer eine Präferenz für Isopren-emittierende oder nicht-emittierende Linien. Unerwarteter Weise wurden eine verstärkte Eiablage und ein höherer Fraßschaden auf Isopren-emittierenden gegenüber nicht-emittierenden Linien unter Freilandbedingungen festgestellt. Metabolomanalysen wiesen auf Veränderungen in den Blättern, welche von der Pappellinie abhängig waren, und auf Effekte auf Terpen-Muster hin. Die Käfer waren in der Lage verschiedene Terpene wahrzunehmen, waren aber nicht in der Lage Isopren wahrzunehmen. Daher könnten kleine Veränderungen der VOC-Emission in den transgenen nicht-Isopren emittierenden Pappellinien durch Unterdrückung der Isopren-Produktion und/oder ausgelöste Veränderungen im Metabolom-Profil die Käfer-Präferenz verändert haben. Obwohl das Hauptziel der Untersuchung - Isopren - keinen Einfluss auf das Käferverhalten hatte, wurde das Käferverhalten auf den Pappeln durch Konsequenzen der Modifikation beeinflusst. Das Ausmaß dieses Effektes war jedoch marginal. iv) Unter natürlichen Bedingungen interagieren Pappeln zeitgleich mit unterirdischen und oberirdischen Organismen. Zur Untersuchung, ob eine Inokulation von Pappeln mit EMF in den Blättern molekulare Veränderungen hervorruft und ob diese Veränderungen das Verhalten von Pappelblattkäfern beeinflussen, hatten C. populi-Käfer die Wahl zwischen Pappeln, welche mit L. bicolor inokuliert waren, und solchen, die nicht inokuliert waren. C. populi präferierten die Nicht-inokulierten sowohl als Nahrung als auch zur Eiablage. RNA-Sequenzierung des Blatttranskriptoms deutete an, dass der Käferbefall eine starke Abwehrreaktion in den Pflanzen auslöste. Auch die EMF-Inokulation beeinflusste das Blatt-Transkriptom, jedoch nur von wenigen Genen. Im Vergleich zu den nicht-inokulierten Pappeln wiesen die inokulierten Pappeln verringerte Transkript-Abundanzen von Genen des Abscisinsäure-Signalweges und der Flavonoid-Biosynthese sowie erhöhte Transkript-Abundanzen der Biosynthesegene von Aldoximen auf, welche kürzlich als Abwehrstoffe identifiziert wurden. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass EMF die Abwehr gegen Herbivore aktivieren und dadurch den natürlichen Schutz von Pappeln verbessern. In jungen Pappeln verursachen EMF jedoch auch ein signifikant geringeres Wachstum. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Dissertation, dass EMF-VOC-Profile sich von jenen anderer Pilze oder anderer Lebensweisen unterscheiden und dass eine bestimmte chemische Gruppe, die SQTs, als Signalmoleküle in frühen Interaktionen mit Pflanzen fungieren. Zum ersten Mal konnte eine Pilz-VOC, Thujopsen, identifiziert werden, welche für die Stimulierung der Seitenwurzelbildung in Pflanzen verantwortlich ist. Es wurde gezeigt, dass die Haupt-Pappel-VOC Isopren nur eine geringe Rolle in oberirdischen Interaktionen mit dem Herbivoren C. populi spielt. EMF führten zu Transkriptveränderungen in Pappelblättern und einer reduzierten Attraktivität für C. populi Käfer. Die Ergebnisse dieser Dissertation können für biotechnologische Verbesserungen von Pappeln und verstärktem Schutz von Pappeln in Biomasseplantagen verwendet werden.