Interaction between a fungal endophyte and root herbivores of Ammophila arenaria

SummaryThe effect of an endophytic fungus (Acremonium strictum) on plant-growth related parameters of marram grass (Ammophila arenaria), and its potential as a protective agent against root herbivores (Pratylenchus dunensis and Pratylenchus penetrans, root-lesion nematodes) was investigated in two inoculation experiments under different conditions. Acremonium strictum-inoculated plants showed increased plant development in terms of root biomass in the first experiment and increased number of tillers in the second experiment and biomass was less suppressed by nematodes than the Acremonium strictum-free plants. In neither experiment did Acremonium strictum reduce multiplication of root herbivores. On the contrary, Acremonium strictum-inoculated plants seemed to increase herbivore multiplication. Plants infected with P. penetrans benefitted more from the endophytic fungus than those with P. dunensis in terms of total biomass. The effect of Acremonium strictum on interspecific competition was also analyzed by plant inoculation with both nematode species. In Acremonium strictum-free plants with mixed nematode inoculum, the total number of nematodes, compared to numbers observed in one-species inoculation, was less than expected, suggesting that interspecific competition took place. In Acremonium strictum-inoculated plants no interspecific competition was observed. Plants inoculated with P. dunensis, P. penetrans and Acremonium strictum showed decreased total biomass compared to Acremonium strictum-free plants inoculated with the same nematodes. The implications of increased tillering and root growth of plants with Acremonium endophytes are discussed in relation to the sand stabilizing role of Ammophila arenaria in coastal dunes.

ZusammenfassungDer Effekt eines endophytischen Pilzes (Acremonium strictum) auf Wachstumsparameter des Dünengrases (Ammophila arenaria), und sein Potential als schützender Wirkstoff gegen Wurzelherbivore (Pratylenchus dunensis und Pratylenchus penetrans) wurde in zwei Inokulationsexperimenten bei unterschiedlichen Bedingungen untersucht. Endophyten-inokulierte Pflanzen in Experiment 1 zeigten gesteigertes Pflanzenwachstum bezüglich der Wurzelbiomasse und der Anzahl der Schösslinge in Experiment 2. Weiterhin zeigten sie weniger Schaden durch Nematoden als die Endophyten-freien Pflanzen.In keinem der Experimente reduzierten die Endophyten die Vermehrung der Wurzelherbivoren. Im Gegenteil, Endophyten-inokulierte Pflanzen scheinen die Herbivoren-Vermehrung zu steigern. Hinsichtlich der absoluten Biomasse profitierten Pflanzen, die mit P. penetrans infiziert waren, mehr vom endophytischen Pilz als jene, die mit P. dunensis infiziert waren. Der Effekt von Acremonium strictum auf die interspezifische Konkurrenz wurde untersucht, indem die Pflanzen mit beiden Nematodenarten inokuliert wurden. In Endophyten-freien Pflanzen mit gemischtem Nematoden-Inokulum war die absolute Anzahl der Nematoden im Vergleich mit der Anzahl, die für Ein-Arten-Inokulationen beobachtet wurde, geringer als erwartet, was darauf hindeutet, dass interspezifischer Wettbewerb stattgefunden hat. Pflanzen, die sowohl mit P. dunensis als auch mit P. penetrans und dem endophytischen Pilz inokuliert waren, wiesen eine geringere absolute Biomasse auf als Endophyten-freie Pflanzen die mit beiden Nematodenarten inokuliert worden waren. Die Implikationen einer Zunahme an Schösslingen und eines gesteigerten Wurzelwachstums der Pflanzen mit Acremonium-Endophyten werden in Hinblick auf die sandstabilisierende Rolle von Ammophila arenaria in Küstendünen diskutiert.