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Journal Article

Morphology of the Digestive and Reproductive Systems of Dalbulus maidis and Graminella nigrifrons (Homoptera: Cicadellidae)

James H. Tsai and Joan L. Perrier
The Florida Entomologist
Vol. 79, No. 4 (Dec., 1996), pp. 563-578
DOI: 10.2307/3496069
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/3496069
Page Count: 16

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Topics: Corn, Midgut, Salivary glands, Animal glands, Ovarioles, Follicles, Viruses, Ligaments, Hindgut, Stunts
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Morphology of the Digestive and Reproductive Systems of Dalbulus maidis and Graminella nigrifrons (Homoptera: Cicadellidae)
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Abstract

The corn leafhopper, Dalbulus maidis (DeLong and Wolcott) (Homoptera: Cicadellidae) is the principal vector of maize rayado fino marafivirus, corn stunt spiroplasma and maize bushy stunt phytoplasma in tropical and subtropical areas of the Western Hemisphere. The black-faced leafhopper, Graminella nigrifrons (Fobes) (Homoptera: Cicadellidae) is the principal vector of maize chlorotic dwarf waikavirus in North America. The morphology of their digestive and reproductive systems was studied by light microscopy, and illustrations were made to aid in dissection and injection of pathogenic inoculum for various vector-pathogen relation studies. In both species, two salivary glands, located one on each side of the head, extend into the mesothorax. Each gland consists of principal and accessory glands. The former contains an anterior lobe and posterior lobe. Two types of acini are present in the anterior lobe, whereas the posterior lobe has four acini. The accessory glands of D. maidis and G. nigrifrons are very similar rod to elbow-shaped structures. The esophagus of both species is a narrow tube originating from the pharynx and extending to the anterior midgut below the filter chamber. The anterior midgut is a large sac-like structure extending from the metathorax through the entire length of the abdomen, and then ascends backward to the anterior of the midgut to form the filter chamber. The filter chamber of D. maidis has a more complex structure than that of G. nigrifrons. There are two pairs of Malpighian tubules in both species. The central tubule is formed from a pair of fused tubules within the filter chamber; the other tubules extend along the front of the hindgut. In G. nigrifrons the three tubules run parallel to each other along the top of the posterior midgut. In D. maidis, the central tubule and one tubule from the other pair run along the interior of the deep loop of the posterior midgut; the other tubule runs along the exterior of the loop. The ovaries of both species contain six ovarioles. Each ovariole consists of a terminal filament, a germarium, developing oocytes and eggs within follicles and a pedicle. The ovarioles contain six follicles. In G. nigrifrons each ovariole usually contains only one egg within the last follicle whereas the ovarioles of D. maidis often contain two eggs. The ovarioles open into the lateral oviduct, common oviduct and the vagina. The spermathecae open into the common oviduct. A collaterial gland and accessory glands are present. The male of both species has two lateral testes each with six follicles. A pair of accessory glands arise at the posterior of each seminal vesicle and open into the lateral ejaculatory duct. /// Dalbulus maidis (DeLong y Wolcott) (Homoptera: Cicadellidae) es el principal vector del marafivirus del rayado fino del maiz, del espiroplasma de la atrofia del maiz y del fitoplasma de la atrofia ramificada del maiz en áreas tropicales y subtropicales del Hemisferio Occidental. Graminella nigrifrons (Fobes) (Homoptera: Cicadellidae) es el vector principal del waikavirus del enanismo clorótico del maiz en Norteamérica. La morfología de sus sitemas digestivo y reproductivo fue estudiada mediante microscopía de luz. Fueron hechas ilustraciones para ayudar la disección y la inyección de inóculo patogénico para estudios sobre la relación vector-patógeno. En ambas especies, dos glándulas salivales, localizadas a cada lado de la cabeza, se extienden en el mesotórax. Cada glándula consiste de glandulas principales y accesorias. La últimas contienen un lóbulo anterior y un lóbulo posterior. Dos tipos de acini están presentes en el lobulo anterior, mientras que el lóbulo posterior tiene cuatro acini. Las glándulas accesorias de D. maidis y G. nigrifrons son muy similares a bastones o a estructuras en forma de codo. El esófago de ambas especies es un tubo estrecho que se origina en la faringe y se extiende hacia la parte anterior del intestino medio, bajo la cámara filtrante. La parte anterior del intestino medio es una estructura en forma de bolsa que se extiende a todo lo largo del abdomen, a partir del metatórax y asciende hacia la parte anterior del intestino medio para formar la cámara filtrante. La cámara filtrante de D. maidis tiene una estructura más compleja que la de G. nigrifrons. Hay dos pares de túbulos de Malpighi en ambas especies. El túbulo central está formado de un par de túbulos fundidos dentro de la cámara filtrante; los otros túbulos se extienden a lo largo del intestino posterior. En G. nigirifrons los tres túbulos corren paralelos a lo largo de la cima del intestino medio. En D. maidis el túbulo central y un túbulo del otro par corren a lo largo del interior de la curvatura de la parte posterior del intestino medio; el otro túbulo corre a lo largo del exterior de la curvatura. Los ovarios de ambas especies contienen seis ovariolas. Cada ovariola consisite de un filamento terminal, el germario, que desarrolla los oocitos y los huevos dentro de los folículos, y un pedúnculo. Las ovariolas contienen seis folículos. En G. nigrifrons cada ovariola usualmente contiene sólo un huevo dentro del último folículo mientras que las ovariolas de D. maidis a menudo conienen dos huevos. Las ovariolas se abren en el oviducto lateral, el oviducto común y la vagina. La espermateca se abre dentro del oviducto común. Una glándula colateral y una accesoria están presentes. El macho de ambas especies tiene dos testículos, cada uno con seis folículos. Un par de glándulas accesorias se alza en la parte posterior de cada vesícula seminal y se abre en el conducto eyaculatorio lateral.

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