Priming effects of Artemisia absinthium Linnaeus essential oil on tomato plants against the nematode Meloidogyne javanica and on pepper plants against the aphid Myzus persicae

Abstract

In search for alternatives to conventional pesticides, priming appeared to be an interesting finding as a prophylactic treatment of crops, at low fitness cost. In this respect, only few research has been conducted on the priming potential of essential oils, which are already known for their multiple properties and are raising interest in agriculture. The priming effect of seed coating with (the thujone- free) Artemisia absinthium L. var. candial® essential oil (AEO) on Solanum lycopersicum L. has been proven effective against Fusarium oxysporum. Therefore, in this study, its effect against the common pests Myzus persicae and Meloidogyne javanica, respectively on Capsicum annuum L. and S. lycopersicum, was investigated. In vitro assays confirmed that AEO was not nematicidal, had a low activity against aphids and that it was not phytotoxic to pepper. It was detrimental for tomato seeds’ germination from a concentration of 5 mg/mL but the in vivo experiments highlighted that the resulting plants were, visually, healthy. On one hand, the biological observations made during the in vivo assays showed no effect against M. javanica but an increase in reproduction of M. persicae on treated peppers and significant differences in weight of roots and aerials. On the other hand, GC- and HPLC- MS analyses of the secondary metabolites synthesized in the aerial parts of both peppers and tomatoes, revealed that the seed coating by AEO, did trigger a response. To allocate the differences observed between treated, non-treated, infected and non-infected plants, to priming of defenses, additional data need to be collected. The most promising route for further investigation would be to apply the AEO-priming-treatment at a later growth stage. Several suggestions are provided in the perspectives.

Dans la recherche d’alternatives aux pesticides conventionnels, le «priming» représente une découverte intéressante en tant que traitement prophylactique, à moindre coût pour les plantes cultivées. Très peu de recherches ont été effectuées dans cette optique, sur les huiles essentielles, dont les multiples propriétés sont pourtant bien connues et rencontrent un succès grandissant dans le domaine de l’agriculture. L’effet de « priming » de l’huile essentielle d’Artemisia absinthium L. (HEA) (de la variété candial® qui ne possède pas de thujone), administrée par enrobage de la graine, a déjà été démontré sur Solanum lycopersicum L. contre Fusarium oxysporum. C’est pourquoi, dans le cadre de ce travail, son effet contre les ravageurs communs Myzus persicae et Meloidogyne javanica, sur respectivement, Capsicum annuum L. et S. lycopersicum a été investigué. Les essais in vitro ont confirmé que l’HEA n’était pas nématicide, possédait une faible activité contre les pucerons et n’était pas phytotoxique pour le poivron. Elle était néfaste pour la germination des graines de tomate à partir d’une concentration de 5 mg/mL mais les expériences in vivo ont mis en évidence que les plantes en résultant étaient, visuellement, saines. En ce qui concerne les essais in vivo, d’une part, les observations biologiques n’ont montré aucun effet contre M. javanica mais une augmentation de la reproduction de M. persicae sur les poivrons traités et des différences significatives entre les poids des racines et des parties aériennes des poivrons testés. D’autre part, les analyses GC- et HPLC-MS des métabolites secondaires synthétisés dans les parties aériennes des poivrons et des tomates, ont révélé que l’enrobage des graines avec l’HEA, a bel et bien stimulé une réponse chez les plantes. Pour pouvoir attribuer les différences observées, entre plantes traitées, non-traitées, infectées et non-infectées, au « priming », des données supplémentaires devraient être récoltées. La piste la plus prometteuse pour approfondir les recherches futures serait d’appliquer le traitement de l’HEA à un stade de développement de la plante, plus avancé. Plusieurs suggestions sont formulées dans les perspectives.