Interaction of tomato plants infected by the nematode Meloidogyne javanica on aboveground herbivore Tetranychus urticae and on behaviour of its predator Phytoseiulus macropilis

Abstract

Tritrophic interactions play an important role in the dynamics of arthropods with their hosts. By inducing defenses, plants respond to herbivore attacks, may affect your development. The general objective of this research was to investigate the effect of the nematode Meloidogyne javanica on the performance of the herbivore Tetranychus urticae in tomato plants and, subsequently, whether the nematode infestation affectedthe behavior of its predator Phytoseiulus macropilis. In the first experiment with the herbivore, tomato plants were infested with 2,000 eggs of the nematode M. javanica for a period of 40 days. The immature development, oviposition and preference for choosing plants with or without the nematode were evaluated. A second experiment was carried out with different levels of nematode eggs’ infestation (1,000 and 6,000) atdifferent exposure times (15, 30, and 45 days after infestation). In this experiment, onlyimmature development and survival were evaluated. The spider mite in the first experiment did not show significant differences on immature development and survival,oviposition and preference. For the second experiment, the development of the herbivore T. urticae was affected, with high mortality compared to the control at 30 and45 days after nematode infestation. For the predatory mite, preference experiments evaluated plants attacked simultaneously by the herbivore mite and the nematode or only by the herbivore mite. The predatory mite showed no preference for plants inoculated with the nematode, however, more eggs were found in these plants. The results of this study indicated that with high initial infestation and over time of exposureto the pathogen, the quality of the plant is affected and, consequently, the performanceof aboveground herbivores. The attraction of more predators to plants with nematode infestation increased after 24 hours, which may have varied the number of females that oviposited in this treatment. Thus, it is important to understand the effect on plants when they are attacked by spatially separated organisms above and below ground. In the same way, knowing the importance of direct and indirect interactions in ecological communities it is possible to develop new management techniques andstrategies for crop protection. Keywords: Tritrophic interactions. Root system. Aboveground herbivory. Induced response.As interações tritróficas desempenham um papel importante na dinâmica de artrópodes com seus hospedeiros. Através da indução de defesas, as plantas respondem aos ataques de herbívoros podendo afetar seu desenvolvimento. O objetivo geral desta pesquisa foi investigar o efeito do nematoide Meloidogyne javanica sobre o desempenho do ácaro herbívoro Tetranychus urticae em plantas detomate e, posteriormente, observar se a infestação do nematoide é capaz de afetar o comportamento do ácaro predador Phytoseiulus macropilis. No primeiro experimento com o herbívoro foi feita a infestação de plantas de tomate com 2,000 ovos do nematoide Meloidogyne javanica por um período de 40 dias. Foram avaliados o desenvolvimento dos imaturos, a oviposição e a preferência de escolha por plantas com ou sem o nematoide. Um segundo experimento foi realizado com diferentes níveis de infestação de ovos do nematoide (1,000 e 6.000) em diferentes tempos de exposição (15, 30, e 45 dias após a infestação). Nesse experimento foi avaliado o desenvolvimento imaturo e sobrevivência. No primeiro experimento não foram observadas diferenças significativas no desenvolvimento dos imaturos e sobrevivência, oviposição e preferência de T. urticae. Para o segundo experimento odesenvolvimento do herbívoro T. urticae foi afetado, apresentando alta mortalidade em relação ao controle com 30 e 45 dias após a infestação do nematoide. Para o ácaro predador, foram avaliadas as preferências entre plantas atacadas simultaneamente pelo ácaro rajado e o nematoide ou apenas pelo ácaro rajado. O ácaro predador não mostrou preferência por plantas com infestação do nematoide, entretanto, uma maior quantidade de ovos foi encontrada nestas plantas. Os resultados deste estudo indicam que, com alta infestação inicial e ao longo do tempo de exposição ao patógeno, a qualidade da planta é afetada e consequentemente a performance dos herbívoros. A atração de mais predadores nas plantas com infestação do nematoide aumentou após 24 horas, o que pode ter variado o número de fêmeas que ovipositaram neste tratamento. Assim, é importante compreender o Efeito nas plantas quando são atacadas por organismos separados espacialmente acima e abaixo do solo, e com isso escrutinar a importância das interações diretas e indiretas nas comunidades ecológicas que possam contribuir ao desenvolvimento detécnicas de manejo e proteção de plantas. Palavras-chave: Interações tritróficas. Sistema radicular. Herbívoria. Respostas induzidas.