Effects of the gall midge Baldratia salicorniae infestation on Salicornia ramosissima

Abstract

Salicornia ramosissima is a halophyte plant the only species of the genus Salicornia present in Portugal. This plant as many other halophyte plants of the genus Salicornia have been gaining importance in the food sector where they are considered gourmet plants used in salads and in the production of “green salt". These plants have been used as traditional medicines for the treatment of various diseases, especially in Asian Countries, and more recently have received attention by the pharmaceutical and cosmetic industries. Due to the growing interest of the industry these plants have been grown on a large scale, also because they are able to tolerate high salinity levels in the soil, a growing worldwide problem. Since 2015 have been recorded in Ria de Aveiro S. ramosissima plants infested with galls identified as galls caused by the fly Baldratia salicorniae (Cecidomyiidae). As the effects caused by this infestation were quite evident, this work had as main objectives: a) to verify if B. salicorniae infestation altered the synthesis of S. ramosissima compounds by using gas chromatography and liquid chromatography techniques; b) to verify if the infestation conditions influenced the root microbiological load by extracting bacteria from the rhizosphere; and finally c) to verify if the conditions of the soil flooding influenced the infestation by B. salicorniae as well as their rate of parasitism through field and laboratory infestation trials. It was possible to conclude that the infestation altered the production and storage of compounds in the aerial part of the plant, mainly of alkane compounds, followed by fatty acids and alcohols. These changes due to the action of the insect, induced in the plant the production of secondary compounds, some of which were already identified as having insecticidal properties. It was also verified that the infestation induced changes in the microbial load of the rhizosphere, probably due to the modification of the root exudates due to the presence of the insect. As for the success of the infestation and emergence of B. salicorniae, it was possible to observe that although the rate of infestation was higher in non-waterlogged areas, the emergence was higher in the waterlogged areas, however these results were not conclusive due to the negative effects of the spring tides which destroyed the protective barriers in the saltpans where the sampling took place. This trend was similar for parasitism rates. This pioneer work contributes with important results which can be in future used as tools to detect the fly infestation or some of the isolated compounds may be used in trials to test for their effective insecticidal activity. It was not possible to conclude effectively whether if the soil water content conditions influenced the infestation by the above-mentioned contingencies, but this aspect should be further investigated in the future as it can contribute to provide effective cultural measures which can be used by farmers to minimize the negative effects of this pest.

Salicornia ramosissima é uma planta halófita, a única espécie do género Salicornia L. presente em Portugal. Esta planta juntamente com muitas outras halófitas do género Salicornia L. têm ganhado destaque no setor alimentar onde são consideradas plantas gourmet, usadas em saladas e na produção do “sal verde”. Estas plantas têm sido utilizadas na medicina tradicional no tratamento de várias doenças, especialmente em países Asiáticos, e mais recentemente têm despertado o interesse da indústria farmacêutica e cosmética. Devido ao crescente interesse da indústria estas plantas têm vindo a ser cultivadas em larga escala, também devido ao facto de tolerarem elevados níveis de salinização do solo, um problema que tem vindo a aumentar um pouco por todo o mundo. Desde 2015 têm sido encontradas em algumas culturas de S. ramosissima da região da Ria de Aveiro plantas com a presença de galhas, que foram identificadas como galhas provocadas pela mosca Baldratia salicorniae (Cecidomyiidae). Sendo os efeitos físicos provocados por esta infestação bastante percetíveis, este trabalho teve como objetivos: a) verificar se a infestação por Baldratia salicorniae altera a produção de compostos da planta utilizando as técnicas de cromatografia gasosa e cromatografia líquida; b) verificar de que forma as condições de infestação influenciam a carga microbiológica da raiz através da extração de bactérias da rizosfera; c) verificar se as condições de encharcamento do solo influenciam a infestação por B. salicorniae bem como a taxa de parasitismo das mesmas através da realização de ensaios de infestação em campo e laboratório. Foi possível concluir que a infestação alterou a produção e armazenamento de compostos na parte aérea das plantas, principalmente compostos do grupo dos alcanos, seguido pelos ácidos gordos e pelos álcoois. Estas alterações deveram-se, provavelmente, à ação do inseto que induziu na planta a produção de compostos secundários alguns com propriedades inseticidas. Foi também verificado que a infestação provocou alterações na carga microbiana da rizosfera, provavelmente devido à modificação dos exsudados radiculares. Quanto ao sucesso de infestação e eclosão de B. salicorniae foi possível observar que embora a infestação tenha sido mais abundante nas zonas não encharcadas, a eclosão foi maior nas zonas mais húmidas, contudo os resultados foram pouco conclusivos devido ao efeito nefasto das marés vivas que destruíram as barreiras protetoras nas marinhas onde a amostragem ocorreu. Esta tendência foi idêntica para as taxas de parasitismo. Este trabalho pioneiro vem contribuir com importantes resultados que podem vir a ser utilizados como ferramentas de deteção da presença de infestação ou futuramente alguns dos compostos isolados possam vir a ser usados em ensaios devido à sua atividade inseticida. Não foi possível concluir de forma efetiva se as condições de teor de água no solo influenciam a infestação pelas contingências referidas anteriormente, mas este aspeto deverá ser futuramente investigado pois pode contribuir com medidas culturais que possam vir a ser utilizadas pelos produtores para minimizarem os efeitos desta praga.