Original paper

Storage of Quinolizidine Alkaloids in Macrosiphum albifrons and Aphis genistae (Homoptera: Aphididae)

Wink, Michael; Witte, Ludger

Entomologia Generalis Volume 15 Number 4 (1991), p. 237 - 254

55 references

published: Jan 1, 1991

DOI: 10.1127/entom.gen/15/1991/237

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ArtNo. ESP146001504001, Price: 19.80 €

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Abstract

Alkaloid contents and alkaloid patterns of Macrosiphum albifrons Essig 1911 and Aphis genistae Scopoli 1763 were studied by capillary GLC and GLC-mass spectrometry in relation to the quinolizidine alkaloids present in various host plants (Lupinus polyphyllus, L. albus, L. angustifolius for M. albifrons and Petteria ramentacea, Sophora davidii Spartium junceum and Genista tinctoria for A. genistae). Altogether 52 quinolizidine alkaloids were identified in both plants and aphids (31 in M. albifrons and 21 in A. genistae), of which many have not been recorded before in the respective organisms. Alkaloid contents can be up to 4 mg/g fresh weight (= 20 mM) in A. genistae, and up to 1.8 mg/g fw (= 7 mM) in M. albifrons. This suggests that aphids can exploit the dietary alkaloids (which serve as chemical defence compounds in the plants) for their own defence. Experimental evidence for M albifrons has proved this assumption. The recovery of alkaloids in aphids confirms that quinolizidine alkaloids are transported via the phloem in the host plants Lupinus, Laburnum, Petteria, Cytisus, Spartium, Sophora and Genista.

Kurzfassung

Die Alkaloidgehalte und Alkaloidmuster von Macrosiphum albifrons Essig 1911 und Aphis genistae Scopoli 1763 wurden mittels Kapillar-Gaschromatographie und GLC-Massenspektrometrie analysiert und mit denen der Wirtspflanzen verglichen (Lupinus polyphyllus, L. albus, L. angustifolius bei M. albifrons und Petteria ramentacea, Sophora davidii, Spartium junceum und Genista tinctoria bei A. genistae). Insgesamt konnten 52 Alkaloide in den Blattläusen und ihren Wirtspflanzen identifiziert werden (31 in M albifrons und 21 in A. genistae), von denen viele bislang noch nicht in diesen Organismen entdeckt worden waren. Die Alkaloidgehalte betrugen bis 4 mg/g Frischgewicht (= 20 mM) in A. genistae und bis zu 1,8 mg/g (= 7 mM) in M. albifrons. Diese relativ hohe Alkaloidspeicherung impliziert, daß die Alkaloide den Blattläusen als chemische Abwehrsubstanzen dienen konnen, also eine vergleichbare Funktion einnehmen wie in den Wirtspflanzen. Diese Schutzfunktion könnte für M. albifrons experimentell bestätigt werden. Die Alkaloidspeicherung in den Blattläusen zeigt außerdem, daß die Chinolizidin-Alkaloide in Lupinus, Laburnum, Petteria, Cytisus, Sophora, Spartium und Genista im Phloem transportiert werden.

Keywords

alkaloidsaphidssequestrationGLC-MSphloem transportdefence