Volatile modulation by Pochonia chlamydosporia (Hypocreales: Clavicipitaceae) affects behavior of Phthorimaea absoluta ni (Lepidoptera: Gelechiidae) and development in tomato plants

Abstract

Phthorimaea absoluta is a key pest in tomato crops, and its females locate host plants through the detection of plant-emitted volatile organic compounds (VOCs). Changes in VOC profiles, such as those induced by microorganisms associated with the plant, can influence insect attraction and performance. In this study, we evaluated the impact of the endophytic fungus Pochonia chlamydosporia (isolate Pc10), associated with the roots of tomato plants (Solanum lycopersicum var. Santa Cruz), on VOC emission, attraction to P. absoluta females, and offspring development. Volatile compounds were collected from the aerial parts of control and fungus- inoculated plants and analyzed using gas chromatography coupled with electroantennographic detection (GC-EAD). Antennal responses were quantified, and bioactive compounds were identified using the Kovats retention index and reference standards. Additionally, oviposition preference assays and insect development tests were conducted under controlled conditions. We identified 23 VOCs in control plants and 17 in inoculated ones, with higher concentrations of p-cymene and salicylic acid in fungus-treated plants. Compounds such as a-pinene, ß-myrcene, and p-cymene elicited antennal responses in P. absoluta, with a-pinene being the most intense in the synthetic blend tests. Females preferred to oviposit on control plants, and the presence of the fungus reduced the development time of the egg and larval stages. Our results indicate that P. chlamydosporia can modulate multitrophic interactions between plants and herbivores by altering the composition of bioactive volatiles, reducing host attractiveness, and affecting pest development. These findings highlight the potential of this endophytic fungus as a complementary tool for sustainable management strategies against the tomato leafminer. Keywords: VOCs; Semiochemicals; endophytism; IPMPhthorimaea absoluta é uma praga-chave dos cultivos de tomate, cujas fêmeas localizam o hospedeiro por meio da detecção de compostos orgânicos voláteis (COVs) emitidos pelas plantas. Alterações no perfil desses compostos, por exemplo induzidas por microrganismos associados à planta, podem modificar a atratividade e o desempenho da praga. Neste estudo, avaliamos como a presença do fungo endofítico Pochonia chlamydosporia (isolado Pc10), associado às raízes de plantas de tomate Solanum lycopersicum (var. Santa Cruz), afeta a emissão de voláteis, a atratividade para fêmeas de P. absoluta e o desenvolvimento da prole. Foram realizadas coletas, identificação e quantificação de voláteis da parte aérea de plantas controle e plantas inoculadas com o fungo, seguidas de análises por cromatografia gasosa acoplada à eletroantenografia (GC-EAD). As respostas eletrofisiológicas das antenas foram quantificadas, e os compostos bioativos identificados por índice de retenção de Kovats e padrões de referência. Adicionalmente, conduziram-se bioensaios de preferência para oviposição e testes de desenvolvimento em condições controladas. Identificamos 23 COVs nas plantas controle e 17 nas plantas inoculadas, com maior concentração de p-cimeno e ácido salicílico nas plantas com o fungo. Compostos como a-pineno, ß-mirceno e p-cimeno induziram resposta nas antenas de P. absoluta, sendo o a-pineno o mais intenso no teste com mistura sintética. As fêmeas preferiram ovipositar em plantas controle, e o fungo reduziu o tempo de desenvolvimento dos estágios imaturos. Os resultados indicam que P. chlamydosporia pode modular a interação multitrófica entre planta e inseto via alteração dos voláteis emitidos, reduzindo a atratividade e afetando o desenvolvimento do inseto. Esses achados destacam o potencial do fungo como agente complementar em estratégias de manejo integrado da traça-do-tomateiro. Palavras-chave: VOCs; Semioquímicos; endofitismo; MIP.