As a strategic cost-saving alternative to constitutive resistance, induction of resistance against herbivores in plants can be especially beneficial when enemies are scarce or variable in abundance. Although probably describing the two ends of a continuum, constitutive and induced resistance strategies have long been observed to trade-off within species. Examining these traits among populations along a successional gradient can help understand how temporally variable environments can maintain genetic variation and how ecosystem processes are affected by shifting plant resistance trait expression over time. Here we leverage large experimental plots that represent a chronosequence of succession up to 15 years in combination with common garden experiments to examine changes in the selective environment and genetic differences in tall goldenrod's (Solidago altissima) constitutive and induced resistance. We show that resistance against a specialist herbivore Trirhabda virgata was inducible in the plants originating from mid-succession which coincides with the largest loads of herbivores. The flavonoid compound content of the leaves varied with successional stage of the population of origin which is indicative of constitutive differences in secondary metabolite production. Finally, there was a clear trade-off between constitutive and induced resistance. Our study indicates that selection for resistance traits within a population can be highly variable over time and likely result in genetically determined shifts of resistance strategies over relatively short time periods via genotype sorting.

中文翻译：

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食草动物抗性策略在演替过程中的全种群变化

作为组成性抗性的一种节省成本的战略性替代方案，当敌人稀少或数量多变时，在植物中诱导对食草动物的抗性尤其有益。尽管可能描述了连续体的两端，但长期以来一直观察到组成性和诱导性抗性策略在物种内进行权衡。沿着演替梯度检查种群之间的这些性状可以帮助了解时间可变的环境如何维持遗传变异以及生态系统过程如何受到植物抗性性状表达随时间变化的影响。在这里，我们利用代表长达 15 年的演替时间序列的大型实验地块，结合常见的花园实验来检查高大黄花的选择性环境变化和遗传差异' s (Solidago altissima) 本构和诱导抗性。我们表明，对专业食草动物 Trirhabda virgata 的抗性在源自中期继承的植物中是可诱导的，这与最大的食草动物负载相吻合。叶子的类黄酮化合物含量随着起源种群的演替阶段而变化，这表明次生代谢产物产生的组成性差异。最后，在本构和诱导阻力之间存在明显的权衡。我们的研究表明，种群内抗性性状的选择随着时间的推移可能会发生很大变化，并且可能通过基因型分选在相对较短的时间内导致抗性策略的遗传决定变化。我们表明，对专业食草动物 Trirhabda virgata 的抗性在源自中期继承的植物中是可诱导的，这与最大的食草动物负载相吻合。叶子的类黄酮化合物含量随着起源种群的演替阶段而变化，这表明次生代谢产物产生的组成性差异。最后，在本构和诱导阻力之间存在明显的权衡。我们的研究表明，种群内抗性性状的选择随着时间的推移可能会发生很大变化，并且可能通过基因型分选在相对较短的时间内导致抗性策略的遗传决定变化。我们表明，对专业食草动物 Trirhabda virgata 的抗性在源自中期继承的植物中是可诱导的，这与最大的食草动物负载相吻合。叶子的类黄酮化合物含量随着起源种群的演替阶段而变化，这表明次生代谢产物产生的组成性差异。最后，在本构和诱导阻力之间存在明显的权衡。我们的研究表明，种群内抗性性状的选择随着时间的推移可能会发生很大变化，并且可能通过基因型分选在相对较短的时间内导致抗性策略的遗传决定变化。叶子的类黄酮化合物含量随着起源种群的演替阶段而变化，这表明次生代谢产物产生的组成性差异。最后，在本构和诱导阻力之间存在明显的权衡。我们的研究表明，种群内抗性性状的选择随着时间的推移可能会发生很大变化，并且可能通过基因型分选在相对较短的时间内导致抗性策略的遗传决定变化。叶子的类黄酮化合物含量随着起源种群的演替阶段而变化，这表明次生代谢产物产生的组成性差异。最后，在本构和诱导阻力之间存在明显的权衡。我们的研究表明，种群内抗性性状的选择随着时间的推移可能会发生很大变化，并且可能通过基因型分选在相对较短的时间内导致抗性策略的遗传决定变化。