Dankon pro vizito de Nature.com.La versio de retumilo, kiun vi uzas, havas limigitan CSS-subtenon.Por plej bonaj rezultoj, ni rekomendas, ke vi uzu pli novan version de via retumilo (aŭ malŝaltu Kongruo-Reĝimon en Internet Explorer).Intertempe, por certigi daŭran subtenon, ni montras la retejon sen stilo aŭ JavaScript.
Fungicidoj estas ofte uzataj dum arbofruktoflorado kaj povas minaci insektajn polenigistojn.Tamen oni malmulte scias pri kiel ne-abelaj polenigistoj (ekz., solecaj abeloj, Osmia cornifrons) respondas al kontakto kaj ĉieaj fungicidoj ofte uzataj sur pomoj dum florado.Tiu sciinterspaco limigas reguligajn decidojn determinantajn sekurajn koncentriĝojn kaj tempigon de fungicida ŝprucigado.Ni taksis la efikojn de du kontaktaj fungicidoj (kaptano kaj mankozebo) kaj kvar intertavolaj/fitosistemaj fungicidoj (ciprociclino, miklobutanilo, pirostrobin kaj trifloksistrobin).Efikoj sur larvopeziĝo, supervivo, seksproporcio kaj bakteria diverseco.La taksado estis farita uzante kronikan parolan bioanalizon en kiu poleno estis traktita en tri dozoj surbaze de la nuntempe rekomendita dozo por kampuzo (1X), duondozo (0.5X) kaj malalta dozo (0.1X).Ĉiuj dozoj de mankozebo kaj piritizolino signife reduktis korpan pezon kaj larvan supervivon.Ni tiam sekvencigis la 16S-genon por karakterizi la larvan bakteriomon de mankozebo, la fungicido respondeca por la plej alta morteco.Ni trovis ke bakteria diverseco kaj abundo estis signife reduktitaj en larvoj manĝitaj per mankozeb-traktita poleno.Niaj laboratoriorezultoj indikas, ke ŝprucigi kelkajn el ĉi tiuj fungicidoj dum florado estas precipe damaĝa al la sano de O. cornifrons.Ĉi tiuj informoj estas gravaj por estontaj administraddecidoj koncerne la daŭrigeblan uzon de fruktoarbaj protektaj produktoj kaj funkcias kiel la bazo por reguligaj procezoj celantaj protekti polenigistojn.
La soleca masonabelo Osmia cornifrons ( Hymenoptera : Megachilidae ) estis enkondukita en Usonon el Japanio en la malfruaj 1970-aj jaroj kaj fruaj 1980-aj jaroj, kaj la specio ludis gravan polenigan rolon en administritaj ekosistemoj ekde tiam.Naturigitaj populacioj de ĉi tiu abelo estas parto de proksimume 50 specioj de sovaĝaj abeloj, kiuj kompletigas la abelojn, kiuj polenas migdalojn kaj pomĝardenojn en Usono2,3.Masonaj abeloj alfrontas multajn defiojn, inkluzive de habitatfragmentiĝo, patogenoj kaj insekticidoj3,4.Inter insekticidoj, fungicidoj reduktas energigajnon, furaĝadon5 kaj korpan kondiĉadon6,7.Kvankam lastatempaj esploroj sugestas, ke la sano de masonaj abeloj estas rekte influita de komensaj kaj ektobaktikaj mikroorganismoj, 8,9 ĉar bakterioj kaj fungoj povas influi nutradon kaj imunreagojn, la efikoj de fungicidmalkovro sur la mikroba diverseco de masonaj abeloj ĵus komencas esti. studis.
Fungicidoj de diversaj efikoj (kontaktaj kaj ĉieaj) estas ŝprucitaj en fruktoplantejoj antaŭ kaj dum florado por trakti malsanojn kiel pomkrusto, amara putro, bruna putro kaj pulvora milduo10,11.Fungicidoj estas konsiderataj sendanĝeraj por polenigistoj, do ili estas rekomenditaj al ĝardenistoj dum la florado;La ekspozicio kaj konsumado de ĉi tiuj fungicidoj fare de abeloj estas relative konataj, ĉar ĝi estas parto de la registra procezo de pesticidoj de la Usona Mediprotekta Agentejo kaj multaj aliaj naciaj reguligaj agentejoj12,13,14.Tamen, la efikoj de fungicidoj sur ne-abeloj estas malpli konataj ĉar ili ne estas postulataj laŭ merkataj rajtigaj interkonsentoj en Usono15.Krome, ĝenerale ne ekzistas normigitaj protokoloj por testado de ununuraj abeloj16,17, kaj konservi koloniojn kiuj provizas abelojn por testado estas defia18.Provoj de malsamaj administritaj abeloj estas ĉiam pli faritaj en Eŭropo kaj Usono por studi la efikojn de insekticidoj sur sovaĝaj abeloj, kaj normigitaj protokoloj ĵus estis evoluigitaj por O. cornifrons19.
Kornaj abeloj estas monocitoj kaj estas komerce uzitaj en karpkultivaĵoj kiel suplemento aŭ anstataŭaĵo por mielabeloj.Tiuj abeloj aperas inter marto kaj aprilo, kun la frumaturaj maskloj emerĝante tri ĝis kvar tagojn antaŭ la inoj.Post pariĝado, la ino aktive kolektas polenon kaj nektaron por havigi serion de ovoĉeloj ene de la tubforma nestokavo (natura aŭ artefarita)1,20.La ovoj estas demetataj sur polenon ene de la ĉeloj;la ino tiam konstruas argilan muron antaŭ prepari la venontan ĉelon.La larvoj de la unua etapo estas enfermitaj en la koriono kaj manĝas embriajn fluidojn.De la dua ĝis la kvina etapo (prepupa), la larvoj manĝas polenon22.Post kiam la polenoprovizo estas tute elĉerpita, la larvoj formas kokonojn, krizalidiĝas kaj ekaperas kiel plenkreskuloj en la sama bredĉambro, kutime fine de somero20,23.Plenkreskuloj aperas la sekvan printempon.Plenkreska supervivo estas rilata al neta energigajno (peziĝo) bazita sur manĝaĵo.Tiel, la nutra kvalito de poleno, same kiel aliaj faktoroj kiel vetero aŭ eksponiĝo al insekticidoj, estas determinantoj de supervivo kaj sano24.
Insekticidoj kaj fungicidoj aplikitaj antaŭ florado povas moviĝi ene de la plantvaskulaturo al diversaj gradoj, de translaminar (ekz., kapablaj moviĝi de la supra surfaco de folioj al la malsupra surfaco, kiel kelkaj fungicidoj) 25 ĝis vere ĉieaj efikoj., kiu povas penetri la kronon de la radikoj, povas eniri la nektaron de pomaj floroj26, kie ili povas mortigi plenkreskan O. cornifrons27.Kelkaj insekticidoj ankaŭ elfluas en polenon, influante la evoluon de maizlarvoj kaj kaŭzante ilian morton19.Aliaj studoj montris, ke kelkaj fungicidoj povas signife ŝanĝi la nestokonduton de la rilata specio O. lignaria28.Krome, laboratorio- kaj kampaj studoj simulantaj insekticidajn eksponscenarojn (inkluzive de fungicidoj) montris ke insekticidoj negative influas la fiziologion 22 morfologion 29 kaj supervivon de mielabeloj kaj kelkaj izolaj abeloj.Diversaj fungicidaj ŝprucaĵoj aplikataj rekte al malfermaj floroj dum florado povas polui polenon kolektitan de plenkreskuloj por larva evoluo, kies efikoj restas esplorendaj30.
Estas ĉiam pli rekonite ke larva evoluo estas influita per poleno kaj mikrobaj komunumoj de la digesta sistemo.La abelmikrobio influas parametrojn kiel korpa maso31, metabolajn ŝanĝojn22 kaj malsaniĝemecon al patogenoj32.Antaŭaj studoj ekzamenis la influon de evolustadio, nutraĵoj kaj medio sur la mikrobiomo de izolataj abeloj.Tiuj studoj rivelis similecojn en la strukturo kaj abundo de la larvaj kaj polenaj mikrobiomoj33, same kiel la plej oftajn bakteriajn genrojn Pseudomonas kaj Delftia, inter solecaj abelspecioj.Tamen, kvankam fungicidoj estis asociitaj kun strategioj por protekti abelsanon, la efikoj de fungicidoj sur larva mikrobioto per rekta buŝa eksponiĝo restas neesploritaj.
Tiu studo testis la efikojn de realmondaj dozoj de ses ofte uzitaj fungicidoj registritaj por uzo sur arbofrukto en Usono, inkluzive de kontakto kaj ĉieaj fungicidoj administritaj buŝe al maizkornvermtineolarvoj de poluita manĝaĵo.Ni trovis, ke kontakto kaj ĉieaj fungicidoj reduktis korpan pezon de abelo kaj pliigis mortecon, kun la plej severaj efikoj asociitaj kun mankozebo kaj piritiopido.Ni tiam komparis la mikroban diversecon de larvoj nutritaj per la mankozeb-traktita polena dieto kun tiuj nutritaj per la kontrola dieto.Ni diskutas eblajn mekanismojn subestajn mortecon kaj implicojn por integraj plagoj kaj polenigistoadministrado (IPPM)36 programoj.
Plenkreskaj O. cornifrons travintrinta en kokonoj estis akiritaj de la Frukto-Esplorcentro, Biglerville, PA, kaj stokita je −3 ĝis 2 °C (±0.3 °C).Antaŭ la eksperimento (600 kokonoj entute).En majo 2022, 100 kokonoj de O. cornifrons ĉiutage estis transdonitaj en plastajn tasojn (50 kokonoj per taso, DI 5 cm × 15 cm longaj) kaj viŝtukoj estis metitaj ene de la tasoj por antaŭenigi malfermiĝon kaj disponigi maĉeblan substraton, reduktante streson sur la ŝtona. abeloj37 .Metu du plastajn tasojn enhavantajn kokonojn en insektkaĝon (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Tajvano) kun 10 ml manĝiloj enhavantaj 50% sukrozosolvo kaj konservu dum kvar tagoj por certigi fermon kaj pariĝon.23°C, relativa humideco 60%, fotoperiodo 10 l (malalta intenseco): 14 tagoj.100 parigitaj inoj kaj maskloj estis liberigitaj ĉiumatene dum ses tagoj (100 tage) en du artefaritajn nestojn dum pinta pomflorado (kaptilnesto: larĝo 33,66 × alto 30,48 × longo 46,99 cm; Suplementa Figuro 1).Lokita ĉe la Pensilvania Ŝtata Arbejo, proksime de ĉerizo (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), persiko (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), piro (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia ' Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), coronaria pomarbo (Malus coronaria) kaj multaj varioj de pomarboj (Malus coronaria, Malus), hejma pomarbo 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus pomarbo 'Co- Op 31′ Winecrisp™, begonio 'Libereco', Begonio 'Golden Delicious', Begonio 'Nova Spiono').Ĉiu blua plasta birddomo taŭgas sur du lignaj skatoloj.Ĉiu nestoskatolo enhavis 800 malplenajn kraftpapertubojn (spiralo malferma, 0.8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Miĉigano) enigitajn en maldiafanajn celofantubojn (0.7 OD vidu Plastaj ŝtopiloj (T-1X-ŝtopiloj) disponigas nestajn lokojn. .
Ambaŭ nestokestoj frontis orienten kaj estis kovritaj per verda plasta ĝardenskermado (Everbilt-modelo #889250EB12, malfermaĵogrando 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) por malhelpi ronĝul- kaj birdan aliron kaj metitaj sur la grundosurfacon apud la nestoskatolo grundo. skatoloj.Nestoskatolo (Aldona Figuro 1a).Ovoj de maizborilo estis kolektitaj ĉiutage kolektante 30 tubojn el nestoj kaj transportante ilin al la laboratorio.Uzante tondilon, faru tranĉon ĉe la fino de la tubo, tiam malmuntu la spiralan tubon por elmontri la bredajn ĉelojn.Individuaj ovoj kaj ilia poleno estis forigitaj uzante kurban spatelon (Microslide ilaro, BioQuip Products Inc., Kalifornio).La ovoj estis kovataj sur malseka filtrila papero kaj metitaj en Petri-pladon dum 2 horoj antaŭ ol esti uzataj en niaj eksperimentoj (Aldona Figuro 1b-d).
En la laboratorio, ni taksis la parolan toksecon de ses fungicidoj aplikitaj antaŭ kaj dum pomfloro je tri koncentriĝoj (0.1X, 0.5X, kaj 1X, kie 1X estas la marko aplikata por 100 galonoj da akvo/akreo. Alta kampa dozo = koncentriĝo). en la kampo)., Tabelo 1).Ĉiu koncentriĝo estis ripetita 16 fojojn (n = 16).Du kontaktaj fungicidoj (Tablo S1: mankozebo 2696.14 ppm kaj kaptano 2875.88 ppm) kaj kvar ĉieaj fungicidoj (Tablo S1: piritiostrobin 250.14 ppm; trifloksistrobin 110.06 ppm; miclobutanil-azolo 75.85.000 ppm tokseco) al fruktoj, legomoj kaj ornamaj kultivaĵoj .Ni homogenigis la polenon per muelilo, transdonis 0,20 g al puto (24-puto Falcon Plate), kaj aldonis kaj miksis 1 μL da fungicida solvaĵo por formi piramidan polenon kun 1 mm profundaj putoj, en kiuj la ovoj estis metitaj.Metu uzante mini-spatelon (Kuldona Figuro 1c,d).Falkaj teleroj estis stokitaj ĉe ĉambra temperaturo (25 °C) kaj 70% relativa humideco.Ni komparis ilin kun kontrolo-larvoj nutritaj de homogena polena dieto traktita per pura akvo.Ni registris mortecon kaj mezuris larvan pezon ĉiun duan tagon ĝis la larvoj atingis antaŭpupan aĝon uzante analizan ekvilibron (Fisher Scientific, precizeco = 0,0001 g).Fine, seksproporcio estis taksita malfermante la kokonon post 2.5 monatoj.
DNA estis ĉerpita el tutaj larvoj de O. cornifrons (n = 3 per traktadkondiĉo, mankozeb-traktita kaj netraktita poleno) kaj ni faris mikroban diversecon analizojn sur tiuj specimenoj, precipe ĉar en mankozebo la plej alta morteco estis observita en larvoj.ricevante MnZn.DNA estis plifortigita, purigita per la DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA-kompleto (Zymo Research, Irvine, CA), kaj sekvencita (600 cikloj) sur Illumina® MiSeq™ uzante la v3-ilaron.Celita sekvencado de bakteriaj 16S ribosomaj RNA-genoj estis farita per la Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) uzante enkondukojn celantajn la V3-V4-regionon de la 16S rRNA-geno.Aldone, 18S-sekvencado estis farita uzante 10% PhiX-inkludon, kaj plifortigo estis farita uzante la enkondukparon 18S001 kaj NS4.
Importi kaj prilabori parigitajn legadojn39 uzante la QIIME2-dukton (v2022.11.1).Ĉi tiuj legaĵoj estis tajlitaj kaj kunfanditaj, kaj ĥimeraj sekvencoj estis forigitaj uzante la DADA2-aldonaĵon en QIIME2 (qiime dada2 brua parigo)40.La 16S kaj 18S-klasaj taskoj estis faritaj per la objektklasigilo kromaĵo Classify-sklearn kaj la antaŭtrejnita artefakto silva-138-99-nb-classifier.
Ĉiuj eksperimentaj datumoj estis kontrolitaj por normaleco (Shapiro-Wilks) kaj homogeneco de variancoj (testo de Levene).Ĉar la datuma aro ne plenumis la supozojn de parametrika analizo kaj la transformo malsukcesis normigi la restaĵojn, ni faris neparametrikan dudirektan ANOVAn (Kruskal-Wallis) kun du faktoroj [tempo (trifaza 2, 5 kaj 8 tago). tempopunktoj) kaj fungicido] por taksi la efikon de terapio sur larva freŝa pezo, tiam post hoc neparametraj duopaj komparoj estis faritaj uzante la Wilcoxon-teston.Ni uzis ĝeneraligitan linearan modelon (GLM) kun distribuo de Poisson por kompari la efikojn de fungicidoj sur supervivo tra tri fungicidaj koncentriĝoj41,42.Por diferenciga abundanalizo, la nombro da amplikonsekvencvariaĵoj (ASVoj) estis kolapsita ĉe la genronivelo.Komparoj de diferenciga abundo inter grupoj uzantaj 16S (genra nivelo) kaj 18S relativan abundon estis faritaj uzante ĝeneraligitan aldonan modelon por pozicio, skalo kaj formo (GAMLSS) kun beta-nul-ŝvelitaj (BEZI) familiaj distribuoj, kiuj estis modeligitaj laŭ makroo. .en Microbiome R43 (v1.1).1).Forigi mitokondriajn kaj kloroplastajn speciojn antaŭ diferenciga analizo.Pro la malsamaj taksonomaj niveloj de 18S, nur la plej malsupra nivelo de ĉiu taksono estis uzita por diferencigaj analizoj.Ĉiuj statistikaj analizoj estis faritaj uzante R (v. 3.4.3., CRAN-projekto) (Team 2013).
Eksponiĝo al mancozeb, pyrithiostrobin kaj trifloxystrobin signife reduktis korpan pezon en O. cornifrons (Fig. 1).Ĉi tiuj efikoj estis konstante observitaj por ĉiuj tri dozoj taksitaj (Fig. 1a-c).Cyclostrobin kaj myclobutanil ne signife reduktis la pezon de larvoj.
Averaĝa freŝa pezo de larvoj de tigoborilo mezurita en tri tempopunktoj sub kvar dietaj traktadoj (homogena polena nutraĵo + fungicido: kontrolo, 0.1X, 0.5X kaj 1X dozoj).(a) Malalta dozo (0,1X): unua tempopunkto (tago 1): χ2: 30,99, DF = 6;P < 0,0001, dua tempopunkto (tago 5): 22,83, DF = 0,0009;trian fojon;punkto (tago 8): χ2: 28,39, DF = 6;(b) duona dozo (0,5X): unua tempopunkto (tago 1): χ2: 35,67, DF = 6;P < 0.0001, dua tempopunkto (unua tago).): χ2: 15,98, DF = 6;P = 0,0090;tria tempopunkto (tago 8) χ2: 16,47, DF = 6;(c) Loko aŭ plena dozo (1X): unua tempopunkto (tago 1) χ2: 20,64, P = 6;P = 0,0326, dua tempopunkto (tago 5): χ2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;tria tempopunkto (tago 8): χ2: 28,39, DF = 6;neparametra analizo de varianco.Trinkejoj reprezentas meznombron ± SE de duopaj komparoj (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
Ĉe la plej malalta dozo (0.1X), larva korpa pezo estis reduktita je 60% kun trifloksistrobin, 49% kun mancozeb, 48% kun myclobutanil, kaj 46% kun pirithistrobin (Fig. 1a).Kiam eksponita al duono de la kampodozo (0.5X), la korpa pezo de mankozebaj larvoj estis reduktita je 86%, piritiostrobin je 52% kaj trifloksistrobin je 50% (Fig. 1b).Plena kampodozo (1X) de mankozebo reduktis larvan pezon je 82%, piritiostrobin je 70%, kaj trifloksistrobin, myclobutanil kaj sangard je proksimume 30% (Fig. 1c).
Morteco estis plej alta inter larvoj manĝitaj mankozeb-traktita poleno, sekvita per piritiostrobin kaj trifloksistrobin.Morteco pliiĝis kun pliiĝantaj dozoj de mankozebo kaj piritizolino (Fig. 2; Tabelo 2).Tamen, la morteco de maizborilo pliiĝis nur iomete kiam trifloksistrobin-koncentriĝoj pliiĝis;ciprodinil kaj kaptano ne signife pliigis mortecon kompare kun kontroltraktadoj.
Morteco de boraj muŝolarvoj estis komparita post konsumado de poleno individue traktita kun ses malsamaj fungicidoj.Mancozeb kaj pentopiramido estis pli sentemaj al parola eksponiĝo al maizlarvoj (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (linio, deklivo = 0.29, P <0.001; deklivo = 0.24, P <0.00)).
Averaĝe, tra ĉiuj traktadoj, 39.05% de pacientoj estis inaj kaj 60.95% estis viroj.Inter la kontrolaj traktadoj, la proporcio de virinoj estis 40% en kaj la malalta dozo (0.1X) kaj duondoza (0.5X) studoj, kaj 30% en la kampo-dozo (1X) studoj.Ĉe 0.1X dozo, inter polen-manĝitaj larvoj traktitaj kun mankozebo kaj miklobutanilo, 33.33% de plenkreskuloj estis inaj, 22% de plenkreskuloj estis inaj, 44% de plenkreskaj larvoj estis inaj, 44% de plenkreskaj larvoj estis inaj.ino, 41% de plenkreskaj larvoj estis inoj, kaj kontroloj estis 31% (Fig. 3a).Je 0,5-oble la dozo, 33% de plenkreskaj vermoj en la grupo de mankozebo kaj piritiostrobin estis inaj, 36% en la grupo de trifloksistrobin, 41% en la grupo de miklobutanil, kaj 46% en la grupo de ciprostrobin.Ĉi tiu figuro estis 53% en la grupo.en la kaptangrupo kaj 38% en la kontrolgrupo (Fig. 3b).Ĉe 1X-dozo, 30% de la grupo de mankozeb estis virinoj, 36% de la grupo de piritiostrobin, 44% de la grupo de trifloksistrobin, 38% de la grupo de miklobutanil, 50% de la grupo de kontrolo estis virinoj - 38.5% (Fig. 3c) .
Procento de inaj kaj masklaj boriloj post larva stadio de fungicidmalkovro.(a) Malalta dozo (0.1X).(b) Duondozo (0.5X).(c) Kampa dozo aŭ plena dozo (1X).
16S-sekvencanalizo montris, ke la bakteria grupo diferencis inter larvoj manĝitaj per mankozeb-traktita poleno kaj larvoj manĝitaj per netraktita poleno (Fig. 4a).La mikroba indekso de netraktitaj larvoj manĝitaj per poleno estis pli alta ol tiu de larvoj manĝitaj per mankozeb-traktita poleno (Fig. 4b).Kvankam la observita diferenco en riĉeco inter grupoj ne estis statistike signifa, ĝi estis signife pli malalta ol tiu observita por larvoj manĝantaj netraktitan polenon (Fig. 4c).Relativa abundo montris, ke la mikrobiota de larvoj nutritaj per kontrola poleno estis pli diversa ol tiu de larvoj manĝitaj per mankozeb-traktataj larvoj (Fig. 5a).Priskriba analizo malkaŝis la ĉeeston de 28 genroj en kontrolo kaj mankozeb-traktataj specimenoj (Fig. 5b).c Analizo uzanta 18S-sekvencadon malkaŝis neniujn signifajn diferencojn (Suplementa Bildo 2).
SAV-profiloj bazitaj sur 16S-sekvencoj estis komparitaj kun Shannon-riĉeco kaj observita riĉeco sur la filumnivelo.(a) Ĉefkoordinata analizo (PCoA) bazita sur totala mikroba komunuma strukturo en netraktitaj polen-manĝitaj aŭ kontrolo (bluaj) kaj mankozeb-manĝitaj larvoj (oranĝaj).Ĉiu datenpunkto reprezentas apartan provaĵon.PCoA estis kalkulita uzante la Bray-Curtis-distancon de la plurvaria t-distribuo.Ovaloj reprezentas la 80%-konfidan nivelon.(b) Boxplot, krudaj Shannon-riĉdatenoj (punktoj) kaj ĉ.Rimarkebla riĉeco.Kestoparoj montras kestojn por meza linio, interkvartila intervalo (IQR), kaj 1.5 × IQR (n = 3).
Kunmetaĵo de mikrobaj komunumoj de larvoj manĝitaj per mankozeb-traktita kaj netraktita poleno.(a) Relativa abundo de mikrobaj genroj legas en larvoj.(b) Varmapo de identigitaj mikrobaj komunumoj.Delftia (odds ratio (OR) = 0.67, P = 0.0030) kaj Pseudomonas (OR = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060);Varmaj mapvicoj estas amasigitaj uzante korelacian distancon kaj mezan konekteblecon.
Niaj rezultoj montras, ke parola eksponiĝo al kontakto (mankozebo) kaj ĉiea (pirostrobin kaj trifloksistrobin) fungicidoj, vaste aplikataj dum florado, signife reduktis pezon kaj pliigis mortecon de maizlarvoj.Krome, mancozeb signife reduktis la diversecon kaj riĉecon de la mikrobiomo dum la prepupa stadio.Miclobutanil, alia ĉiea fungicido, signife reduktis larvan korpopeziĝon ĉe ĉiuj tri dozoj.Ĉi tiu efiko estis evidenta ĉe la dua (tago 5) kaj tria (tago 8) tempopunktoj.En kontrasto, ciprodinil kaj kaptano ne signife reduktis pezon aŭ supervivon kompare kun la kontrolgrupo.Laŭ nia scio, ĉi tiu laboro estas la unua se temas pri determini la efikojn de kampaj indicoj de malsamaj fungicidoj uzataj por protekti maizkultivaĵojn per rekta polena eksponiĝo.
Ĉiuj fungicidaj traktadoj signife reduktis korpopeziĝon kompare kun kontroltraktadoj.Mancozeb havis la plej grandan efikon al larva korpopeziĝo kun meza redukto de 51%, sekvita per piritiostrobin.Tamen, aliaj studoj ne raportis malfavorajn efikojn de kampodozoj de fungicidoj sur larvaj stadioj44.Kvankam ditiokarbamatbiocidoj pruviĝis havi malaltan akutan toksecon45, etilenbisditiocarbamatoj (EBDCS) kiel ekzemple mankozebo povas degradi al urea etilensulfido.Konsiderante ĝiajn mutagenajn efikojn en aliaj bestoj, tiu degenerprodukto povas kaŭzi la observitajn efikojn46,47.Antaŭaj studoj montris, ke la formado de etileno-tioureo estas influita de faktoroj kiel levita temperaturo48, humidecniveloj49 kaj longeco de produkta stokado50.Taŭgaj konservadkondiĉoj por biocidoj povas mildigi ĉi tiujn kromefikojn.Krome, la Eŭropa Aŭtoritato pri Nutraĵa Sekureco esprimis zorgon pri la tokseco de piritiopido, kiu pruviĝis esti kancerogena por la digestaj sistemoj de aliaj bestoj51.
Buŝa administrado de mankozebo, piritiostrobin kaj trifloksistrobin pliigas mortecon de larvoj de maizborilo.En kontrasto, miklobutanilo, ciprociclino kaj kaptano havis neniun efikon al morteco.Tiuj rezultoj diferencas de tiuj de Ladurner et al.52, kiuj montris ke kaptano signife reduktis la supervivon de plenkreskulo O. lignaria kaj Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae).Krome, fungicidoj kiel kaptano kaj boscalido estas trovitaj kaŭzi larvan mortecon52,53,54 aŭ ŝanĝas manĝadkonduton55.Tiuj ŝanĝoj, siavice, povas influi la nutrokvaliton de la poleno kaj finfine la energigajnon de la larva stadio.Morteco observita en la kontrolgrupo estis kongrua kun aliaj studoj 56,57.
La maskla favora seksproporcio observita en nia laboro povas esti klarigita per faktoroj kiel ekzemple nesufiĉa sekspariĝo kaj malbonaj vetercirkonstancoj dum florado, kiel antaŭe sugestite por O. cornuta fare de Vicens kaj Bosch.Kvankam inoj kaj maskloj en nia studo havis kvar tagojn por pariĝi (periodo ĝenerale konsiderita sufiĉa por sukcesa sekspariĝo), ni intence reduktis lumintensecon por minimumigi streson.Tamen, ĉi tiu modifo povas neintence malhelpi la sekspariĝprocezon61.Krome, abeloj spertas plurajn tagojn da malfavora vetero, inkluzive de pluvo kaj malaltaj temperaturoj (< 5 °C), kiuj ankaŭ povas negative influi seksan sukceson4,23.
Kvankam nia studo koncentriĝis pri la tuta larva mikrobiomo, niaj rezultoj donas sciojn pri eblaj rilatoj inter bakteriaj komunumoj, kiuj povas esti kritikaj por abelnutrado kaj fungicida ekspozicio.Ekzemple, larvoj manĝigitaj mankozeb-traktita poleno signife reduktis mikroban komunumstrukturon kaj abundon kompare kun larvoj manĝitaj netraktita poleno.En larvoj konsumantaj netraktitan polenon, la bakteriaj grupoj Proteobacteria kaj Aktinobacteria estis dominaj kaj estis ĉefe aerobaj aŭ nedevige aerobaj.Delft-bakterioj, kutime asociitaj kun izolaj abelspecioj, povas havi antibiotikan agadon, indikante eblan protektan rolon kontraŭ patogenoj.Alia bakteria specio, Pseudomonas, estis abunda en larvoj manĝitaj netraktita poleno, sed estis signife reduktita en mankozeb-traktataj larvoj.Niaj rezultoj subtenas antaŭajn studojn identigantajn Pseudomonas kiel unu el la plej abundaj genroj en O. bicornis35 kaj aliaj solecaj vespoj34.Kvankam eksperimentaj pruvoj pri la rolo de Pseudomonas en la sano de O. cornifrons ne estis studita, ĉi tiu bakterio pruviĝis antaŭenigi la sintezon de protektaj toksinoj en la skarabo Paederus fuscipes kaj antaŭenigas arginina metabolon en vitro 35, 65. Ĉi tiuj observoj sugestas. ebla rolo en virusa kaj bakteria defendo dum evoluotempo de O. cornifrons larvoj.Microbacterium estas alia genro identigita en nia studo, kiu laŭdire ĉeestas en grandaj nombroj en larvoj de nigraj soldatmuŝoj sub malsatkondiĉoj66.En larvoj de O. cornifrons, mikrobakterioj povas kontribui al la ekvilibro kaj rezisteco de la intestmikrobiomo sub streskondiĉoj.Aldone, Rhodococcus troviĝas en larvoj de O. cornifrons kaj estas konata pro siaj senoksigkapabloj67.Tiu genro troviĝas ankaŭ en la intesto de A. florea, sed en tre malalta abundo68.Niaj rezultoj montras la ĉeeston de multoblaj genetikaj varioj tra multaj mikrobaj klasifik-grupoj kiuj povas ŝanĝi metabolajn procezojn en larvoj.Tamen, pli bona kompreno de la funkcia diverseco de O. cornifrons estas necesa.
En resumo, la rezultoj indikas ke mankozebo, piritiostrobin, kaj trifloksistrobin reduktis korpopeziĝon kaj pliigis mortecon de maizborilo-larvoj.Kvankam ekzistas kreskanta zorgo pri la efikoj de fungicidoj sur polenigistoj, ekzistas bezono pli bone kompreni la efikojn de restaj metabolitoj de tiuj kunmetaĵoj.Ĉi tiuj rezultoj povas esti korpigitaj en rekomendojn por programoj pri administrado de integraj polenigistoj, kiuj helpas kamparanojn eviti la uzon de certaj fungicidoj antaŭ kaj dum florado de fruktarboj elektante fungicidojn kaj variigante la tempon de aplikado, aŭ instigante la uzon de malpli damaĝaj alternativoj 36. Ĉi tiu informo. gravas por disvolvi rekomendojn.pri insekticida uzo, kiel ekzemple alĝustigo de ekzistantaj ŝprucprogramoj kaj ŝanĝado de ŝprucaĵtempigo dum elektado de fungicidoj aŭ antaŭenigado de la uzo de malpli danĝeraj alternativoj.Plia esplorado estas necesa pri la malfavoraj efikoj de fungicidoj sur seksproporcio, manĝadkonduto, intestmikrobiomo, kaj la molekulaj mekanismoj subestaj maizborilo-pezperdo kaj morteco.
Fontaj datumoj 1, 2 kaj 3 en Figuroj 1 kaj 2 estis deponitaj en la deponejo de datumoj de figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 kaj https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233.La sekvencoj analizitaj en la nuna studo (Fig. 4, 5) estas haveblaj en la deponejo de NCBI SRA sub aliĝnumero PRJNA1023565.
Bosch, J. kaj Kemp, WP Evoluo kaj establado de mielabelspecioj kiel polenigistoj de agrikulturaj kultivaĵoj: la ekzemplo de la genro Osmia.(Himenopteroj: Megachilidae) kaj fruktarboj.virbovo.Ntomore.rimedo.92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al.Polenadpraktikoj kaj perceptoj de alternativaj polenigistoj inter pomkultivistoj en New York kaj Pensilvanio.ĝisdatigo.Agrikulturo.manĝsistemoj.35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL kaj Ricketts TH Ekologio kaj ekonomiko de migdalpolenado uzante indiĝenajn abelojn.J. Ekonomiko.Ntomore.111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y., kaj Park, Y.-L.Efikoj de klimata ŝanĝo sur tragopanfenologio: implicoj por populacioadministrado.Grimpi.Ŝanĝo 150, 305–317 (2018).
Artz, DR kaj Pitts-Singer, TL Efiko de fungicidaj kaj helpaj ŝprucaĵoj sur la nesta konduto de du administritaj solecaj abeloj (Osmia lignaria kaj Megachile rotundata).PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al.Malalt-toksa kultivaĵfungicido (fenbuconazole) influas masklajn generajn kvalitajn signalojn rezultigantajn reduktitan sekspariĝsukceson en sovaĝaj solecaj abeloj.J. Apps.ekologio.59, 1596-1607 (2022).
Sgolastra F. et al.Neonikotinoidaj insekticidoj kaj ergosterol-biosintezo subpremas sinergian fungicidmortecon en tri abelspecioj.Kontrolo de plagoj.la scienco.73, 1236-1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.kaj Danforth BN Solitary-vesplarvoj ŝanĝas la bakterian diversecon liveritan per poleno al tig-nestumaj abeloj Osmia cornifrons (Megachilidae).fronto.mikroorganismo.13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN kaj Steffan SA La ektosimbiozaj mikroorganismoj en fermentita poleno estas same gravaj por la evoluo de solecaj abeloj kiel la poleno mem.ekologio.evoluo.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F kaj Thalheimer M. Inter-vicplantado en pomfruktoplantejoj por kontroli resemajn malsanojn: praktika efikeco-studo bazita sur mikrobaj indikiloj.Plant Soil 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG kaj Peter KA Amara putro de pomoj en la mez-atlantika Usono: taksado de kaŭzaj specioj kaj la influo de regionaj vetercirkonstancoj kaj kulturvario-malsaniĝemo.Fitopatologio 111, 966-981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK.kaj Stanley DA Fungicidoj, herbicidoj kaj abeloj: sistema revizio de ekzistantaj esploroj kaj metodoj.PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED kaj Jepson, PC Sinergia efiko de EBI-fungicidoj kaj piretroidaj insekticidoj sur mielabeloj (Apis mellifera).plagas la sciencon.39, 293-297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE kaj Peng, CY Efiko de elektitaj fungicidoj sur la kresko kaj evoluo de mielabellarvoj Apis mellifera L. (Himenopteroj: Apidae).merkredon.Ntomore.33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., kaj McArt, S. Decision Guide for Pesticide Use to Protect Pollinators in Tree Orchards (Universitato Cornell, 2018).
Iwasaki, JM kaj Hogendoorn, K. Ekspozicio de abeloj al nepesticidoj: revizio de metodoj kaj raportitaj rezultoj.Agrikulturo.ekosistemo.merkredon.314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA.kaj Pitts-Singer TL Efiko de provizospeco kaj insekticidmalkovro sur larva evoluo de Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae).merkredon.Ntomore.51, 240–251 (2022).
Kopit AM kaj Pitts-Singer TL Padoj de insekticida eksponiĝo al solecaj malplenaj nestaj abeloj.merkredon.Ntomore.47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al.Nova konsuma bioanaliza protokolo por taksado de pesticida tokseco en plenkreskaj japanaj ĝardenabeloj ( Osmia cornifrons).la scienco.Raportoj 10, 9517 (2020).
Afiŝtempo: majo-14-2024