Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Barley is one of the most economically important cultivated crops in the world. However, barley is a host for many insect pests and plant pathogenic fungi which is a threat to the production. Rhopalosiphum padi is an economically important insect pest that leads to large economical losses in agricultural crops such as barley.
An increased understanding of interactions between insects, plants and microorganisms is an important step in developing non-chemical control strategies to prevent major outbreaks of aphids and other pests. This study firstly aims to study the effect of barley inoculated with the beneficial fungi Trichoderma atroviride and the plant pathogen Fusarium graminearum on emission of volatile organic compounds. Secondly, it aims to analyse aphid behavior and preference to odours from barley plants inoculated with T. atroviride, F. graminearum and non-inoculated controls through olfactometer tests. Volatile organic compounds were collected on volatile traps from barley-plants inoculated and grown under controlled conditions in a growth chamber. The volatile organic compounds were analysed and quantified in a Gas chromatography – mass spectrometry (GC-MS) and then in the Automated Mass Spectral Deconvolution and Identification System (AMDIS). The result of the volatile analysis showed no significant differences in the total volatile organic compound (VOC) composition between plants inoculated with F. graminearum, T. atroviride and non-inoculated plants. The olfactometer test result shows no significant difference in aphid preference between plants inoculated with F. graminearum and non-inoculated plants. However, R. padi did significantly prefer non-inoculated plants over plants inoculated with T. atroviride. As a conclusion, based on the results in this study, VOCs induced by T. atroviride could possibly work as repellents for R. padi. However, further studies on the interaction between plants, insects and microorganisms are needed to develop new control strategies and possibly use it as biological control and in Integrated Pest Management (IPM).

Korn är en av de ekonomiskt viktigaste odlade grödorna i världen och är värd för flera skadeinsekter och växtpatogena svampar, vilka utgör hot mot produktionen. Havrebladlusen Rhopalosiphum padi är en ekonomiskt viktig skadeinsekt som leder till stora ekonomiska förluster i jordbruksgrödor som exempelvis i korn. En ökad förståelse för interaktioner mellan insekter, växter och mikroorganismer är ett viktigt steg för att utveckla andra icke-kemiska kontrollstrategier för att förhindra stora utbrott av bladlöss. Denna studie syftade för det första till att studera hur inokuleringen av korn med nyttosvampen Trichoderma atroviride och den växtpatogena svampen Fusarium graminearum påverkar volatila ämnen från plantan. För det andra syftade den till att analysera bladlössens beteende och preferens för volatiler från kornplantor inokulerade med T. atroviride, F. graminearum och ej inokulerade kontrollplantor genom olfaktometer tester. Volatiler samlades in på fällor från kornplantor som hade växt under kontrollerade förhållanden i en tillväxtkammare. Volatilerna analyserades och kvantifierades med GC-MS och AMDIS. Resultaten visade inga signifikanta skillnader i den totala sammansättningen av volatiler från plantor inokulerade med T. atroviride, F. graminearum och ej inokulerade plantor. Olfaktometertestet visade ingen signifikant skillnad i bladlössens preferens mellan plantor inokulerade med F. graminearum och ej inokulerade plantor. Rhopalosiphum padi föredrog däremot ej inokulerade plantor framför plantor inokulerade med T. atroviride. Som en slutsats, baserat på resultaten i denna studie, kan volatiler inducerade av T. atroviride möjligen fungera frånstötande för R. padi. Det behövs dock ytterligare studier om interaktionen mellan växter, insekter och mikroorganismer för att utveckla nya kontrollstrategier och för att använda denna strategi inom biologisk kontroll och i IPM-strategier.