Feeding behavior and transmission of barley yellow dwarf virus by Sitobion avenae on oats

Feeding behavior of Sitobion avenae F. (Homoptera: Aphididae) on oats (Avena sativa cv. ‘Clintland 64’) was electronically monitored, and waveforms corresponding to salivation, ingestion, and sieve element penetration described. During 90 min plant access, aphids ingested from phloem for 0–43 min (mean: 8.1 min) and non-phloem for 0–60 min (mean: 19 min). Only 65% of the aphids tested made phloem contact within 90 min, contacting phloem after 18–85 min (mean: 32 min). No significant difference was observed in the feeding behavior of aphids carrying barley yellow dwarf virus (BYDV) from that of non-viruliferous aphids. Penetration of a sieve element was a prerequisite for BYDV transmission but did not insure transmission. Penetration of one sieve element resulted in a 65% chance of transmission independent of the duration of phloem contact. The chance of transmission increased with increasing number of sieve element penetrations. Inoculation of oat seedlings with single, viruliferous aphids for 90 min is estimated to cause 54% of the plants to be infected. Also, it is estimated that no transmission can occur with plant access periods shorter than 17 min. Zusammenfassung Sitobion avenae auf Hafer: Probeverhalten und Ubertragung des Barley Yellow Dwarf Virus Das Probeverhalten von Sitobion avenae F. (Homoptera: Aphididae) auf Hafer (Sorte ‘Clint-land 64’) wurden elektronisch verfolgt. Drei Wellenformen (S = Speichelfluss, X = das Eindringen in ein Siebelement, I = Nahrungsaufname) wurden registriert. In histologischen Untersuchungen wurden diese Wellenformen mit der Position der Stechborsten korreliert. Wenn X-Wellen oder eine X-I-Folge registriert wurden, war die Stechborste immer im Phloem; bei S-Wellen oder bei einer S-I-Folge, war die Stechborste nie im Phloem. Die Blattlause wurden auf gesunden, funf Tage alten Pflanzen wahrend 90 Min beobachtet. 65% der Blattlause erreichten nach 18–85 Min (Durchschnitt 32 Min) das Phloem. Innerhalb 90 Min nahmen die Blattlause wahrend 0–43 Min (Durchschnitt 8.1 Min) Saft aus dem Phloem und wahrend 0–60 Min (Durchschnitt 19 Min) Saft aus dem Mesophyll auf. Keine signifikanten Unterschiede im Probeverhalten wurden bei Blattlausen mit und ohne Barley Yellow Dwarf Virus (BYDV) festgestellt. Blattlause, die innerhalb 24 Stunden BYDV ubermitteln konnen, wurden fur Ubertragungsversuche verwendet. Das Probeverhalten dieser Blattlauser wurde manipuliert, und die Leistungsfahigkeit der Ubertragung mit einer immunologischen Technik (ELISA) untersucht. Um BYDV zu ubertragen mussten die Blattlause mit einem Siebelement in Kontakt kommen. Nach der Stechborstenpenetration in ein Siebelement wurden 65% der Pflanzen mit BYDV infiziert. Der Prozentsatz infizierter Pflanzen und der Virustiter in den infizierten Pflanzen waren mit der Dauer der Siebelementpenetration (Anzahl von X-Wellen) nicht proportional. Wenn die Blattlause mit zwei oder drei Siebelementen in Kontakt kamen, wurde der Prozentsatz infizierter Pflanzen signifikant erhoht, wahrend der Virustiter nich verandert wurde. Infektionsprozente niedriger als 100% nach Siebelement-penetration sind moglicherweise das Resultat von Unterschieden in den Siebelementen. Es wird geschatzt dass 50% Infektion eintritt, wenn Pflanzen wahrend ungefahr 83 Min von einer einzelnen infizierten Blattlaus besogen werden. Keine Ubertragung von BYDV kann eintreten, wenn die Probezeit weniger als 17 Minuten betragt.