No risk, no gain? Limited benefits of a non-costly herbivory-induced defense in wheat

Abstract

Following a short-term infestation by aphids, wheat seedlings show an increase in their concentration of hydroxamic acids (Hx), secondary metabolites conferring resistance against insects. The benefits for a wheat cultivar of Hx induction after aphid infestation were addressed. Benefits were evaluated in terms of i) the negative effect upon aphid performance, and ii) the enhancement of the competitive status of an inducible cultivar compared with a non-inducible one, in the presence of aphids. A slight effect of Hx induction on early aphid settlement was observed, although it was not statistically significant. Likewise, non-significant differences were found in time to first reproduction, fecundity, adult weight, nymph survival, and intrinsic rate of population increase (r_m), between control and previously infested plants. Therefore, no effect of Hx induction on aphid performance was detected. Issues on the magnitude of the induction as well as on its duration are raised in order to discuss these results. On the other hand, competitive ability of the inducible cultivar was shown to be slightly but significantly improved in the presence of aphids. The mechanism underlying this competitive advantage was not determined. Finally, the ecological significance of the limited benefits of this induced defense is discussed.

Résumé:

Résumé: Après une brève infestation par des pucerons, des plantules de blé ont montré une augmentation de leur concentration en acide hydroxamique (Hx), un métabolite secondaire induisant une résistance contre les insectes. Les avantages de l’induction de Hx après l’infestation par des pucerons sur un cultivar de blé ont été évalués par i) l’effet négatif sur la performance des pucerons et ii) l’amélioration du statut compétitif d’un cultivar à résistance induite comparé à un cultivar à résistance non induite, en présence de pucerons. Un léger effet de l’induction des Hx a été observé bien que non significatif. Des différences non significatives ont été trouvées au moment de la première reproduction, de la fécondité, du poids de l’adulte, de la survie des nymphes et du taux intrinsèque d’augmentation de la population (r_m) entre les plantes témoin et celles préalablement infestées. Donc, aucun effet d’induction par des pucerons n’a été trouvé. Les résultats sont discutés en rapport avec la durée de l’induction. D’un autre côté, la qualité compétitive du cultivar à résistance induite a été améliorée légèrement mais significativement avec la présence des pucerons. Le mécanisme à l’origine de cet avantage compétitif n’a pas été determiné. Enfin, on discute la signification écologique de quelques avantages procurés par la défense induite.

Key Words:

• hydroxamic acids
• induced defenses
• aphids
• wheat
• Triticum

Mots-clés::

• acides hydroxamiques
• défenses induites
• pucerons, blé
• Triticum