Experimental testing of rust fungus-mediated herbivory resistance in Betula pendula

Correlative evidence suggests that pathogenic leaf rust fungus, Melampsoridium betulinum, in late summer may negatively affect folivorous insects in the following summer. Correlative association does not necessarily, however, reveal causality. Alternatively, other interconnected plant characters may determine rust densities and herbivore performance. In this study, we used birch clones and rust fungus inoculations to manipulatively test the effects of birch rust and birch genotypes on the growth performance of folivorous moth larvae of Epirrita autumnata (Lep. Geometridae) in the subsequent year. The inoculation treatment increased rust densities (three- to 60-fold) compared with natural infection levels. E. autumnata performance varied among birch clones and showed 4% lower growth performance on rust-inoculated trees. However, the larval performance did not differ between rust-treated shoots and untreated control shoots and the use of tree-specific rust densities as a covariant in statistical analyses failed to reveal any negative association between rust fungus and larval performance. As the slight difference in larval growth performance also levelled until pupation, we propose that rust infection has biologically insignificant importance to the performance of E. autumnata. Etude experimentale de la resistance de Betula pendula a un defoliateur sous dependance de la rouille Des correlations suggerent que l’attaque de rouille aMelampsoridium betulinum qui intervient en fin d’ete peut affecter negativement les insectes foliaires au cours de l’ete suivant. Ceci ne revele cependant pas necessairement un phenomene de causalite, et d’autres caracteres lies chez la plante peuvent determiner la densite de rouille et la performance des phyllophages. Dans cette etude nous avons teste les effets de la rouille (inoculations) et du genotype de l’hote (clones) sur la performance de croissance des larves du lepidoptere phyllophage Epirrita autumnata (geometride) l’annee suivante. L’inoculation a augmente la densite de rouille (3 a 60 fois) par rapport a l’infection naturelle. La performance de croissance de E. autumnata variait selon les clones de bouleau; elle etait 4% plus faible chez les arbres inocules. Cependant, la performance larvaire ne differait pas entre les rameaux inocules et les rameaux temoins; l’utilisation de la densite de rouille specifique des arbres comme covariable n’a pas permis de montrer d’association negative entre la rouille et la performance larvaire. Comme les legeres differences de performance de croissance larvaire s’estompaient avant la pupaison, nous pensons que l’infection de rouille n’a qu’une influence insignifiante sur la performance de E. autumnata. Experimentelle Prufung des Einflusses einer Rostinfektion auf die Entwicklung von Epirrita autumnata an Betula pendula Es gibt Hinweise, dass ein Rostbefall (Melampsoridium betulinum) an Birkenblattern im Spatsommer blattfressende Insekten im folgenden Sommer negativ beeinflussen kann. Diese Korrelation bedeutet jedoch nicht notwendigerweise, dass es einen kausalen Zusammenhang gibt, denn es konnten auch andere Eigenschaften der Pflanze sowohl die Intensitat des Rostbefalls als auch die Herbivorenentwicklung bestimmen. In der vorliegenden Untersuchung wurde an mit M. betulinum inokulierten Birkenklonen (Betula pendula) gepruft, wie sich Rostbefall und Birkengenotypen auf das Wachstum der an den Blattern fressenden Larven von Epirrita autumnata (Lepidoptera, Geometridae) im folgenden Jahr auswirken. Durch die Inokulationen wurde der Rostbefall im Vergleich zur naturlichen Infektion um das drei-bis sechzigfache erhoht. Das Wachstum von E. autumnata variierte in Abhangigkeit von den Birkenklonen und war auf den rostinokulierten Baumen um 4% reduziert. Die Larvenentwicklung auf den behandelten und unbehandelten Trieben zeigte jedoch keinen signifikanten Unterschied. Auch mit der Einfuhrung des baumspezifischen Rostbefalles als zusatzliche Variable in die statistische Analyse konnte kein negativer Zusammenhang zwischen Rostbefall und Larvenentwicklung nachgewiesen werden. Da sich der geringe Unterschied in der Larvenentwicklung zudem bis zur Verpuppung ausglich, wird angenommen, dass die Rostinfektion keine biologisch signifikante Auswirkung auf E. autumnata hat.