Published July 1, 2021 | Version v1
Publication Open

The relationship between thermal tolerance of cereal aphids and their bacterial symbionts

Creators

  • 1. University of Sargodha
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 3. Institute of Plant Protection
  • 4. The University of Agriculture, Peshawar

Description

This study was aimed to determine if there was any effect of chronic heat exposures and heat acclimation on the thermal thresholds and on the abundance of symbiotic bacteria of cereal aphids Rhopalosiphum padi (L.) and Sitobion avenae (F.). Aphid clones were randomly collected from the wheat fields and were reared in laboratory under controlled conditions. Thermal tolerance indices (chronic, basal and acclimated CTmax) were determined for five-day old apterous female aphids. Real time quantitative-PCR was used to assess the total eubacterial (16S) and aphid-specific bacterial symbiont gene abundance in aphids. Averagely, R. padi were more tolerant to chronic heat exposure (to 31 °C) and its CTmax values were 1.0°C higher than S. avenae. Aphid-specific symbiont genes abundance per aphid was almost similar for both of the species. Moreover, for both species, temperature-tolerant aphids exhibited significantly higher symbiont genes than the susceptible aphids. Likewise, thermal tolerance of both aphid species were found correlated with the gene abundance of total symbionts (16S), Buchnera aphidicola, Serratia symbiotica, Hamiltonella defensa, Regiella insecticola, Rickettsia spp. and Spiroplasma spp., suggesting their potential role in conferring thermal tolerance to these aphids

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

كانت هذه الدراسة تهدف إلى تحديد ما إذا كان هناك أي تأثير للتعرض المزمن للحرارة والتأقلم الحراري على العتبات الحرارية وعلى وفرة البكتيريا التكافلية من من الحبوب Rhopalosiphum padi (L.) و Sitobion avenae (F.). تم جمع مستنسخات المن بشكل عشوائي من حقول القمح وتم تربيتها في المختبر في ظل ظروف خاضعة للرقابة. تم تحديد مؤشرات التحمل الحراري (المزمنة والقاعدية والتأقلمية CTmax) لحشرات المن الأنثوية التي تبلغ من العمر خمسة أيام. تم استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الفعلي لتقييم إجمالي وفرة الجينات المتكافلة البكتيرية (16S) والمن في المن. في المتوسط، كان R. padi أكثر تحملاً للتعرض المزمن للحرارة (إلى 31 درجة مئوية) وكانت قيم CTmax أعلى بمقدار 1.0 درجة مئوية من S. avenae. كانت وفرة جينات التكافل الخاصة بالمن متشابهة تقريبًا لكل من النوعين. علاوة على ذلك، بالنسبة لكلا النوعين، أظهر المن المتسامح مع درجة الحرارة جينات تكافلية أعلى بكثير من المن المعرض. وبالمثل، تم العثور على التسامح الحراري لكلا النوعين من المن مرتبط بوفرة الجينات من التكافل الكلي (16S)، Buchnera aphidicola، Serratia symbiotica، Hamiltonella defensa، Regiella insecticola، Rickettsia spp. و Spiroplasma spp.، مما يشير إلى دورها المحتمل في منح التسامح الحراري لهذه المن

Translated Description (French)

Cette étude visait à déterminer s'il y avait un effet des expositions chroniques à la chaleur et de l'acclimatation à la chaleur sur les seuils thermiques et sur l'abondance des bactéries symbiotiques des pucerons des céréales Rhopalosiphum padi (L.) et Sitobion avenae (F.). Des clones de pucerons ont été prélevés au hasard dans les champs de blé et ont été élevés en laboratoire dans des conditions contrôlées. Les indices de tolérance thermique (CTmax chronique, basale et acclimatée) ont été déterminés pour les pucerons femelles aptères âgés de cinq jours. La PCR quantitative en temps réel a été utilisée pour évaluer l'abondance totale du gène symbiote bactérien eubactérien (16S) et spécifique au puceron chez les pucerons. En moyenne, R. padi était plus tolérant à l'exposition chronique à la chaleur (à 31 °C) et ses valeurs CTmax étaient supérieures de 1,0 °C à celles de S. avenae. L'abondance des gènes des symbiotes spécifiques aux pucerons par puceron était presque similaire pour les deux espèces. De plus, pour les deux espèces, les pucerons tolérants à la température présentaient des gènes symbiotiques significativement plus élevés que les pucerons sensibles. De même, la tolérance thermique des deux espèces de pucerons a été mise en corrélation avec l'abondance des gènes des symbiotes totaux (16S), Buchnera aphidicola, Serratia symbiotica, Hamiltonella defensa, Regiella insecticola, Rickettsia spp. et Spiroplasma spp., ce qui suggère leur rôle potentiel pour conférer une tolérance thermique à ces pucerons

Translated Description (Spanish)

Este estudio tuvo como objetivo determinar si hubo algún efecto de las exposiciones crónicas al calor y la aclimatación al calor en los umbrales térmicos y en la abundancia de bacterias simbióticas de los áfidos de los cereales Rhopalosiphum padi (L.) y Sitobion avenae (F.). Los clones de áfidos se recogieron aleatoriamente de los campos de trigo y se criaron en laboratorio en condiciones controladas. Se determinaron los índices de tolerancia térmica (CTmax crónico, basal y aclimatado) para áfidos áfteros femeninos de cinco días de edad. Se utilizó PCR cuantitativa en tiempo real para evaluar la abundancia total de genes simbiontes eubacterianos (16S) y bacterianos específicos de áfidos en áfidos. En promedio, R. padi fue más tolerante a la exposición crónica al calor (a 31 ° C) y sus valores de CTmax fueron 1.0 ° C más altos que S. avenae. La abundancia de genes simbiontes específicos de áfidos por áfido fue casi similar para ambas especies. Además, para ambas especies, los pulgones tolerantes a la temperatura exhibieron genes simbiontes significativamente más altos que los pulgones susceptibles. Asimismo, se encontró que la tolerancia térmica de ambas especies de áfidos se correlacionaba con la abundancia génica de los simbiontes totales (16S), Buchnera aphidicola, Serratia symbiotica, Hamiltonella defensa, Regiella insecticola, Rickettsia spp. y Spiroplasma spp., lo que sugiere su papel potencial para conferir tolerancia térmica a estos áfidos

Files

manuscript.pdf

Files (376.2 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:af03ec65ca86f5ca4c82099f76f1a979
376.2 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
العلاقة بين التسامح الحراري لمن الحبوب وتكافلها البكتيري
Translated title (French)
La relation entre la tolérance thermique des pucerons des céréales et leurs symbiotes bactériens
Translated title (Spanish)
La relación entre la tolerancia térmica de los pulgones de los cereales y sus simbiontes bacterianos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3217045467
DOI
10.3390/iece-10521

Is supplement to
https://openalex.org/W4318069291 (Other)
https://openalex.org/W4214498711 (Other)
https://openalex.org/W3110195889 (Other)
https://openalex.org/W3107465456 (Other)
https://openalex.org/W272633537 (Other)
https://openalex.org/W2461556677 (Other)
https://openalex.org/W2160576427 (Other)
https://openalex.org/W2117924151 (Other)
https://openalex.org/W1975202248 (Other)
https://openalex.org/W1498088199 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1989345252
  • https://openalex.org/W2066471160
  • https://openalex.org/W2067458881
  • https://openalex.org/W2099692511
  • https://openalex.org/W2102130952
  • https://openalex.org/W2102501963
  • https://openalex.org/W2131016412
  • https://openalex.org/W2146047193
  • https://openalex.org/W2149928193
  • https://openalex.org/W2154433795
  • https://openalex.org/W2160389540
  • https://openalex.org/W2171492106
  • https://openalex.org/W2176648664
  • https://openalex.org/W2234946639
  • https://openalex.org/W2941964607
  • https://openalex.org/W3081568437
  • https://openalex.org/W3107315295
  • https://openalex.org/W3131645175
  • https://openalex.org/W4251810312