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Plant Biology

16 décembre 2015

Plant Biology
© John Wiley & Sons, Inc.
Interrelated responses of tomato plants and the leafminer Tuta absoluta to nitrogen supply

Abstract

Plant-insect interactions are strongly modified by environmental factors. This study evaluates the influence of nitrogen fertilisation on the tomato plants (Solanum lycopersicum L.) cv. Santa clara and the leafminer Tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera: Gelechiidae).

Greenhouse grown tomato plants were fed hydroponically on a complete nutrient solution containing either a high nitrogen concentration (HN) sustaining maximum growth or a low nitrogen concentration (LN) limiting plant growth. Insect-free plants were compared with plants attacked by T. absoluta. Seven and 14 days after artificial oviposition leading to efficacious hatching and larvae development, we measured total carbon, nitrogen and soluble protein as well as defensive compounds (phenolics, glycoalkaloids, polyphenol oxidase activity) in the HN vs. LN plants.

Only in the HN treatment did T. absoluta infestation slightly impair leaf growth and induce polyphenol oxidase (PPO) activity in the foliage. Neither the concentration of phenolic compounds and proteins, nor the distribution of nitrogen within the plant, were affected by T. absolutainfestation. By contrast, LN nutrition impaired T. absoluta-induced PPO activity. It decreased protein and total nitrogen concentration of plant organs and enhanced the accumulation of constitutive phenolics and tomatine. Moreover, LN nutrition impaired T. absolutadevelopment by notably decreasing pupal weight and lengthening the development period from egg to adult. The level of nitrogen nutrition may thus be a means of altering the life cycle of T. absoluta.

This study provides a comprehensive dataset concerning interrelated responses of tomato plants and T. absoluta to nitrogen nutrition.

Keywords:

  • Solanum lycopersicum cv. Santa clara;
  • Tuta absoluta ;
  • leafminer;
  • larva;
  • nitrogen limitation;
  • cross responses;
  • interactions;
  • plant defence;
  • polyphenol oxidase;
  • phenolics;
  • tomatine;
  • growth

Larbat, R., Adamowicz, S., Robin, C., Han, P., Desneux, N., and Le Bot, J. (2015). Interrelated responses of tomato plants and the leafminer Tuta absoluta to nitrogen supply. Plant Biol J. DOI: 10.1111/plb.12425

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