Multitrophic effects of the relationship between a plant growth-promoting rhizobacteria (Bacillus amyloliquefaciens) and arugula (Eruca sativa) on the predator Doru luteipes, using Plutella xlyostella and Spodoptera frugiperda

Abstract

Background. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) provide several benefits to plants, such as faster growth, larger yields and resistance to pests. When attacked by herbivores, plants defend themselves in various ways using both direct and indirect defenses. One example of indirect defense is the attraction of predators using herbivore induced plant volatiles. Specialist herbivores are thought to be better at suppressing the plant defenses of their host-plant compared to a generalist herbivore. This study investigates the predator Doru luteipes’ choices in a series of olfactometry experiments using arugula (Eruca sativa) as the host-plant, Plutella xylostella larvae as the specialist herbivore, Spodoptera frugiperda larvae as the generalist herbivore and Bacillus amyloliquefaciens as the PGPR. Methodology/Principal findings. Prior to experiments some plants were inoculated with B. amyloliquefaciens, larvae were starved for 24 hours and D. luteipes were starved for 72 hours. Then, inoculated and non-inoculated plants were subjected to larval herbivory for 12 hours. The olfactometry setup contained a source of clean air, a humidifier, a flow regulator, two glass containers housing a plant/treatment and a Y-tube. A choice was considered to have been made when D. luteipes passed the halfway mark of one of the Y-tube branches, individuals that had not done so within five minutes were considered unresponsive. The results indicated a tendency for preference for plants damaged by S. frugiperda and inoculated with the B. amyloliquefaciens strain GB03. Conclusions/Significance. Based on these findings the components used in this study could be used in integrated pest management. However, the data is not conclusive and warrants further investigation.

Bakgrunn. Det finnes mange jordlevende bakterier som gir fordeler til planter, slik som raskere vekst, større avling og motstandsdyktighet mot skadegjørere. Når planter blir angrepet av herbivorer forsvarer de seg på forskjellige måter ved bruk av både direkte- og indirekte forsvarsmetoder. Et eksempel på indirekte forsvar er tiltrekningen av predatorer ved bruk av flyktige stoffer. Planteetende spesialister antas å være bedre til å minske effekten av forsvaret til vertsplantene deres, sammenlignet med planteetende generalister. I denne studien undersøkes predatoren Doru luteipes valg i en rekke olfaktometer eksperimenter, ved bruk av ruccola (Eruca sativa) som vertsplante, Plutella xylostella larver som planteetende spesialist, Spodoptera frugiperda larver som planteetende generalist og Bacillus amyloliquefaciens som fordelaktig jordlevende bakterie. Metode/Hovedfunn. I forkant av eksperimentene ble noen planter inokulert med B. amyloliquefaciens, larver ble sultet i 24 timer og D. luteipes ble sultet i 72 timer. Deretter ble inokulerte og ikke-inokulerte planter utsatt for skader fra larver i 12 timer. Olfaktometer oppsettet bestod av en kilde med ren luft, en luftfukter, en mengde regulerende ventil, to glass beholdere som hver inneholdt en plante/behandling og en Y-tube. Et valg ble regnet som tatt dersom D. luteipes beveget seg lenger inn enn halvveis i en av armene i Y-tuben, individer som ikke hadde tatt et valg innen fem minutter ble notert som ikke responderende og utelatt fra statistikken. Resultatene indikerer en tendens for preferanse for planter skadet av S. frugiperda som også var inokulert med B. amyloliquefaciens varianten GB03. Konklusjon/Viktighet. Basert på disse funnene er det mulig at komponentene i denne studien kan brukes i integrert skadedyrkontroll. Resultatene fra denne studien er ikke nok til å konkludere noe med, derfor anbefales videre undersøkelser.