Repositorio
Institucional

Chacon-Fuentes, Manuel

Induced Defense in Ryegrass-Epichloë Symbiosis Against Listronotus bonariensis: Impact on Peramine Levels and Pest Performance

MDPI

JOURNAL OF FUNGI

en

The Argentine stem weevil (ASW), a major pest in ryegrass pastures, causes significant agricultural losses. Ryegrass can establish a symbiotic association with Epichlo & euml

endophytic fungi, which supply chemical defenses, including peramine. This symbiosis helps protect ryegrass by providing peramine, which acts as a primary defense. In addition, ryegrass can activate induced defense mechanisms, with peramine remaining the central agent in response to herbivorous insect attacks. Therefore, this study assessed the feeding of the ASW on ryegrass carrying endophytic fungus and peramine levels in aerial organs and its effects on pest performance. Argentine stem weevil adults and larvae were placed on ryegrass leaves and stems to assess feeding. Two treatments were used: endophyte-free plants and endophyte-colonized plants. After ASW feeding damage, insect consumption was measured by the leaf area consumed. To evaluate peramine production and its increase in response to ASW attack, peramine levels in leaves were analyzed using liquid chromatography. Damaged E+ ryegrass plants showed significant increases in peramine, with adult and larval herbivory raising levels by 291% and 216% in stems and by 135% and 85% in leaves, respectively, compared to controls. Endophyte-free (E-) plants experienced more ASW damage, as insects preferred feeding on them, showing reduced activity as peramine levels rose in endophyte-infected (E+) plants. An oviposition assay confirmed insect preference for endophyte-free (E-) plants. Additionally, larvae reared on endophyte-infected (E+) plants had lower survival rates, correlating negatively with peramine levels. These results emphasize peramine's role in strengthening ryegrass defenses against ASW, impacting both feeding and larval development.El gorgojo argentino del tallo (ASW), una plaga importante en los pastizales de raigrás, causa pérdidas agrícolas significativas. El raigrás puede establecer una asociación simbiótica con hongos endófitos Epichlo & euml

, que proporcionan defensas químicas, incluyendo peramina. Esta simbiosis ayuda a proteger el raigrás al proporcionar peramina, que actúa como defensa primaria. Además, el raigrás puede activar mecanismos de defensa inducidos, siendo la peramina el agente central en respuesta a los ataques de insectos herbívoros. Por lo tanto, este estudio evaluó la alimentación del ASW en raigrás con hongos endófitos y niveles de peramina en órganos aéreos, y sus efectos en el desempeño de la plaga. Se colocaron adultos y larvas del gorgojo argentino del tallo en hojas y tallos de raigrás para evaluar la alimentación. Se utilizaron dos tratamientos: plantas sin endófitos y plantas colonizadas con endófitos. Después del daño causado por la alimentación del ASW, el consumo de insectos se midió por el área foliar consumida. Para evaluar la producción de peramina y su incremento en respuesta al ataque de ASW, se analizaron los niveles de peramina en las hojas mediante cromatografía líquida. Las plantas de raigrás E+ dañadas mostraron incrementos significativos de peramina, con la herbivoría de adultos y larvas elevando los niveles en un 291 % y un 216 % en los tallos y en un 135 % y un 85 % en las hojas, respectivamente, en comparación con los controles. Las plantas sin endófitos (E-) sufrieron mayor daño por ASW, ya que los insectos prefirieron alimentarse de ellas, mostrando una actividad reducida a medida que aumentaban los niveles de peramina en las plantas infectadas con endófitos (E+). Un ensayo de oviposición confirmó la preferencia de los insectos por las plantas sin endófitos (E-). Además, las larvas criadas en plantas infectadas con endófitos (E+) tuvieron menores tasas de supervivencia, correlacionándose negativamente con los niveles de peramina. Estos resultados destacan el papel de la peramina en el fortalecimiento de las defensas del raigrás contra ASW, impactando tanto la alimentación como el desarrollo larvario.

artículo original

pest control

insect repellent

induced defense mechanism

peramine

alkaloid

<italic>Listronotus bonariensis</italic>

10.3390/jof11010050

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ARGENTINE STEM WEEVIL

PERENNIAL RYEGRASS

FUNGAL ENDOPHYTE

LOLIUM-PERENNE

CARBOHYDRATE CONTENT

NEOTYPHODIUM-LOLII

TALL FESCUE

PLANT

ALKALOIDS

HEALTH

ARGENTINE STEM WEEVIL

PERENNIAL RYEGRASS

FUNGAL ENDOPHYTE

LOLIUM-PERENNE

CARBOHYDRATE CONTENT

NEOTYPHODIUM-LOLII

TALL FESCUE

PLANT

ALKALOIDS

HEALTH

Agricultura

Fitomejoramiento y protección vegetal

Zoología, Ornitología, Entomología y Comportamiento Biológico

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dorada

verde

acceso abierto

acceso abierto

WOS:001404270400001

Induced Defense in Ryegrass-Epichloë Symbiosis Against Listronotus bonariensis: Impact on Peramine Levels and Pest Performance

artículo original

MDPI

JOURNAL OF FUNGI

Microbiology

Mycology

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CC BY 4.0

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