Influence of secondary compounds in the phloem sap of cassava on expression of antibiosis towards the mealybug Phenacoccus manihoti

Abstract

AbstractIdentification and assay of cyanogenic and phenolic compounds in phloem sap of cassava (Manihot esculenta Crantz, Euphorbiaceae) and in honeydew of the cassava mealybug Phenacoccus manihoti Matt. Ferr. (Homoptera, Pseudococcidae) were realised.Cyanogenic glucosides and three flavonoid glycosides (rutin, kaempferol glycoside‐1 and kaempferol glycoside‐2) were found to be translocated in cassava phloem sap and consumed by the mealybug. Differences in profiles of secondary compounds of phloem sap and honeydew samples, characterised mainly by the appearance of free cyanide and of a free flavonoid, suggest the metabolic processing of at least some of the ingested compounds.The relationship between foliar concentrations of these different compounds and expression of the antibiotic resistance of cassava towards P. manihoti was also investigated in 7 varieties of cassava and in the ‘faux‐caoutchouc’ hybrid. Infestation by mealybug was followed by a clear increase in levels of both rutin and kaempferol glycoside‐2, while no modification in cyanide contents was noted. The best rank correlation between antibiotic resistance (measured by the intrinsic rate of increase rc) and secondary compounds analyzed is observed with rutin contents of infested plants (***ρ=‐0.73; p=0.05). The possible implication of this compound in the biochemical mechanisms accompanying cassava defence reaction to mealybug attack is discussed.RésuméCe travail présente l'identification et le dosage des substances secondaires (composés cyanés et phénoliques) présentes dans la sève phloémienne du manioc (Manihot esculenta Crantz, Euphabiaceae) et dans le miellat de la cochenille farineuse Phenacoccus manihoti Matt. Ferr. (Homoptera, Pseudococcidae).Des glycosides cyanogéniques et trois flavonoïdes glycosylés majeurs (rutine, kaempferol glycoside‐1 et kaempferol glycoside‐2) sont transportés par la sève phloémienne du manioc et consommés par la cochenille. Le profil sensiblement différent des composés secondaires du meillat de la cochenille, en particulier l'apparition d'un flavonoide libre et de cyanure, suggère une modification de certains composés lors du transit intestinal.La relation entre les teneurs de ces différentes substances dans le liquide foliaire de 7 variétés de manioc et du ‘faux‐ caoutchouc’(hybride de M. esculenta et de M. glaziovii) et l'expression de leur résistance antibiotique vis‐à‐vis de P. manihoti a également été étudiée. L'infestation par la cochenille se traduit par une importante augmentation des teneurs en rutine et en kaempferol glycoside‐2, alors qu'aucune modification des teneurs en cyanure libre n'est enregistrée. La meilleure corrélation entre la résistance par antibiose, exprimée par la capacité intrinsèque d'accroissement rc, et les teneurs en substances secondaires analysées est observée avec les teneurs en rutine des plants infestés (***ρ=‐0.73; p=0.05). L'association éventuelle de ce glycoside aux mécanismes biochimiques de défense du manioc à la cochenille farineuse est discutée.