Ви благодариме што ја посетивте Nature.com.Верзијата на прелистувачот што ја користите има ограничена поддршка за CSS.За најдобри резултати, препорачуваме да користите понова верзија на вашиот прелистувач (или да го оневозможите режимот на компатибилност во Internet Explorer).Во меѓувреме, за да обезбедиме постојана поддршка, ја прикажуваме страницата без стајлинг или JavaScript.
Фунгицидите често се користат за време на цветањето на плодовите на дрвјата и можат да ги загрозат опрашувачите од инсекти.Сепак, малку е познато за тоа како не-пчелните опрашувачи (на пр., осамени пчели, Osmia cornifrons) реагираат на контакт и системски фунгициди кои вообичаено се користат на јаболката за време на цветањето.Овој јаз во знаењето ги ограничува регулаторните одлуки кои ги одредуваат безбедните концентрации и времето на прскање со фунгициди.Ги проценивме ефектите на два контактни фунгициди (каптан и манкозеб) и четири меѓуслојни/фитосистемски фунгициди (ципроциклин, миклобутанил, пиростробин и трифлоксистробин).Ефекти врз зголемувањето на тежината на ларвите, преживувањето, односот на половите и разновидноста на бактериите.Евалуацијата беше спроведена со употреба на хронична орална биоанализа во која поленот беше третиран во три дози врз основа на моментално препорачаната доза за теренска употреба (1X), половина доза (0,5X) и мала доза (0,1X).Сите дози на манкозеб и пиритизолин значително ја намалија телесната тежина и преживувањето на ларвите.Потоа го секвенциониравме генот 16S за да го карактеризираме бактериомот на ларвата на манкозеб, фунгицидот одговорен за највисоката смртност.Откривме дека бактериската разновидност и изобилството беа значително намалени кај ларвите кои се хранат со полен третиран со манкозеб.Нашите лабораториски резултати покажуваат дека прскањето на некои од овие фунгициди за време на цветањето е особено штетно за здравјето на O. cornifrons.Оваа информација е релевантна за идните одлуки за управување во врска со одржливата употреба на производи за заштита на овошни дрвја и служи како основа за регулаторните процеси насочени кон заштита на опрашувачите.
Осамената пчела ѕидарска Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) беше внесена во Соединетите Држави од Јапонија кон крајот на 1970-тите и почетокот на 1980-тите, и оттогаш овој вид игра важна улога на опрашувач во управуваните екосистеми.Натурализираните популации на оваа пчела се дел од приближно 50 видови диви пчели кои ги надополнуваат пчелите кои ги опрашуваат овоштарниците со бадеми и јаболка во САД2,3.Мејсон пчелите се соочуваат со многу предизвици, вклучувајќи фрагментација на живеалиштата, патогени и пестициди3,4.Меѓу инсектицидите, фунгицидите ја намалуваат добивката на енергија, потрагата по храна5 и уредувањето на телото6,7.Иако неодамнешното истражување сугерира дека здравјето на пчелите Мејсон е директно под влијание на комензалните и ектобактичките микроорганизми, 8,9 бидејќи бактериите и габите можат да влијаат врз исхраната и имунолошките реакции, ефектите од изложеноста на фунгициди врз микробиолошката разновидност на пчелите мејсон штотуку почнуваат да бидат студирал.
Фунгициди со различни ефекти (контактни и системски) се прскаат во овоштарниците пред и за време на цветањето за лекување на болести како што се краста од јаболко, горчливо гниење, кафеаво гниење и прашкаст мувла10,11.Фунгицидите се сметаат за безопасни за опрашувачите, па затоа им се препорачуваат на градинарите за време на цветниот период;Изложеноста и голтањето на овие фунгициди од пчелите е релативно добро познато, бидејќи тоа е дел од процесот на регистрација на пестициди од страна на Американската агенција за заштита на животната средина и многу други национални регулаторни агенции12,13,14.Сепак, ефектите на фунгицидите врз непчелите се помалку познати бидејќи тие не се потребни според договорите за овластување за ставање во промет во Соединетите Држави15.Покрај тоа, генерално не постојат стандардизирани протоколи за тестирање на поединечни пчели16,17, а одржувањето колонии кои обезбедуваат пчели за тестирање е предизвик18.Испитувањата на различни управувани пчели се повеќе се спроведуваат во Европа и САД за да се проучат ефектите на пестицидите врз дивите пчели, а неодамна беа развиени стандардизирани протоколи за O. cornifrons19.
Роговите пчели се моноцити и комерцијално се користат во културите на крап како додаток или замена за медоносните пчели.Овие пчели се појавуваат помеѓу март и април, а предвремените мажјаци се појавуваат три до четири дена пред женките.По парењето, женката активно собира полен и нектар за да обезбеди низа клетки од младенчиња во тубуларната празнина на гнездото (природно или вештачко)1,20.Јајцата се ставаат на полен во внатрешноста на клетките;женката потоа гради ѕид од глина пред да ја подготви следната ќелија.Ларвите од првата возраст се затворени во хорионот и се хранат со ембрионски течности.Од втората до петтата старост (препупа), ларвите се хранат со полен22.Штом резервите на полен целосно ќе се исцрпат, ларвите формираат кожурци, куклички и се појавуваат како возрасни во истата комора за потомство, обично кон крајот на летото20,23.Возрасните се појавуваат следната пролет.Преживувањето на возрасните е поврзано со нето добивка на енергија (зголемување на телесната тежина) врз основа на внесот на храна.Така, нутритивниот квалитет на поленот, како и други фактори како што се временските услови или изложеноста на пестициди, се детерминанти за преживување и здравје24.
Инсектицидите и фунгицидите кои се применуваат пред цветањето се способни да се движат во васкулатурата на растението до различен степен, од трансламинарни (на пример, способни да се движат од горната површина на листовите до долната површина, како некои фунгициди) 25 до вистински системски ефекти., кои можат да навлезат во круната од корените, можат да навлезат во нектарот на јаболкото26, каде што можат да го убијат возрасниот O. cornifrons27.Некои пестициди, исто така, се излачуваат во поленот, што влијае на развојот на ларвите на пченката и предизвикува нивна смрт19.Други студии покажаа дека некои фунгициди може значително да го променат однесувањето на гнездење на сродниот вид O. lignaria28.Дополнително, лабораториските и теренските студии кои симулираат сценарија за изложеност на пестициди (вклучувајќи фунгициди) покажаа дека пестицидите негативно влијаат на физиологијата 22 морфологијата 29 и на опстанокот на медоносните пчели и на некои осамени пчели.Различни фунгицидни спрејови кои се применуваат директно на отворените цветови за време на цветањето може да го контаминираат поленот собран од возрасните за развој на ларви, чии ефекти останува да се проучуваат30.
Се повеќе се препознава дека развојот на ларвите е под влијание на поленот и микробните заедници на дигестивниот систем.Микробиомот на пчелата влијае на параметрите како што се телесна маса31, метаболички промени22 и подложност на патогени32.Претходните студии го испитуваа влијанието на фазата на развој, хранливите материи и околината врз микробиомот на осамените пчели.Овие студии открија сличности во структурата и изобилството на микробиомите на ларвите и поленот33, како и најчестите бактериски родови Pseudomonas и Delftia, меѓу осамените пчелни видови.Сепак, иако фунгицидите се поврзани со стратегии за заштита на здравјето на пчелите, ефектите на фунгицидите врз микробиотата на ларвите преку директна орална изложеност остануваат неистражени.
Оваа студија ги тестираше ефектите на реалните дози на шест најчесто користени фунгициди регистрирани за употреба на плодовите на дрвјата во Соединетите Држави, вклучувајќи контактни и системски фунгициди администрирани орално на ларви од молци од пченкарен црви од контаминирана храна.Откривме дека контактните и системските фунгициди го намалуваат зголемувањето на телесната тежина на пчелите и ја зголемуваат смртноста, со најтешките ефекти поврзани со манкозеб и пиритиопид.Потоа ја споредивме микробната разновидност на ларвите хранети со диетата со полен третирана со манкозеб со оние кои се хранат со контролната диета.Разговараме за потенцијалните механизми во основата на смртноста и импликациите за програмите за интегрирано управување со штетници и опрашувачи (IPPM)36.
Возрасни O. cornifrons кои презимуваат во кожурци беа добиени од Центарот за истражување на овошје, Биглервил, PA, и се чуваат на -3 до 2°C (±0,3°C).Пред експериментот (вкупно 600 кожурци).Во мај 2022 година, 100 кожурци од O. cornifrons секојдневно се префрлаа во пластични чаши (50 кожурци по чаша, DI 5 cm × 15 cm долги) и се ставаа марамчиња во внатрешноста на чашите за да се промовира отворањето и да се обезбеди подлога за џвакање, намалувајќи го стресот на каменот пчели37 .Ставете две пластични чаши што содржат кожурци во кафез за инсекти (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) со хранилки од 10 ml што содржат 50% раствор на сахароза и чувајте ги четири дена за да се обезбеди затворање и парење.23°C, релативна влажност 60%, фотопериод 10 l (низок интензитет): 14 дена.100 парени женки и мажјаци беа пуштени секое утро во текот на шест дена (100 на ден) во две вештачки гнезда за време на врвното цветање на јаболката (гнездо за стапица: ширина 33,66 × висина 30,48 × должина 46,99 cm; Дополнителна слика 1 ).Сместено во Државниот Арборетум на Пенсилванија, во близина на цреша (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), праска (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), круша (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia ' Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), коронарија јаболкница (Malus coronaria) и бројни сорти на јаболкници (Malus coronaria, Malus), домашна јаболкница 'Co-op 30' Enterprise™, Malus јаболкница 'Co- Опција 31′ Winecrisp™, бегонија „Freedom“, бегонија „Golden Delicious“, Бегонија „Nova Spy“).Секоја сина пластична куќичка за птици се вклопува на врвот на две дрвени кутии.Секоја гнездо кутија содржеше 800 празни крафт-хартиени цевки (спирално отворени, 0,8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Мичиген) вметнати во непроѕирни целофански цевки (0,7 OD видете Пластични приклучоци (T-1X приклучоци) обезбедуваат места за гнездење .
Двете кутии за гнезда беа свртени кон исток и беа покриени со зелена пластична градинарска ограда (Everbilt модел #889250EB12, големина на отворот 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) за да се спречи пристапот на глодари и птици и поставени на површината на почвата до почвата на гнездото. кутии.Кутија за гнездо (Дополнителна слика 1а).Секојдневно се собираа јајца од пченка со собирање 30 цевки од гнездата и транспортирање во лабораторија.Со помош на ножици, направете засек на крајот на цевката, а потоа расклопете ја спиралната цевка за да ги изложите клетките на младенчето.Поединечните јајца и нивниот полен беа отстранети со помош на закривена шпатула (комплет со алатки Microslide, BioQuip Products Inc., Калифорнија).Јајцата беа инкубирани на влажна филтер-хартија и ставени во Петри чинија 2 часа пред да се користат во нашите експерименти (Дополнителна слика 1б-г).
Во лабораторија, ја проценивме оралната токсичност на шест фунгициди применети пред и за време на цветот на јаболкото во три концентрации (0,1X, 0,5X и 1X, каде што 1X е ознаката применета на 100 галони вода/акр. Висока поленска доза = концентрација на теренот)., Табела 1).Секоја концентрација се повторува 16 пати (n = 16).Два контактни фунгициди (Табела S1: манкозеб 2696,14 ppm и каптан 2875,88 ppm) и четири системски фунгициди (Табела S1: пиритиостробин 250,14 ppm; трифлоксистробин 110,06 ppm; миклобутанил азол .8040 токсичност овошје, зеленчук и украсни култури .Поленот го хомогенизиравме со помош на мелница, префрливме 0,20 g во бунар (24-бунарски сокол чинија) и додадовме и измешавме 1 μL раствор од фунгицид за да формираме пирамидален полен со бунари длабоки 1 mm во кои беа ставени јајцата.Ставете со мини шпатула (Дополнителна слика 1в, г).Фалкон плочите се чуваа на собна температура (25°C) и 70% релативна влажност.Ги споредивме со контролните ларви хранети со хомогена диета со полен третирана со чиста вода.Ја евидентиравме смртноста и ја меревме тежината на ларвите секој втор ден додека ларвите не достигнаа предмладешка возраст користејќи аналитичка рамнотежа (Fisher Scientific, точност = 0,0001 g).Конечно, односот на половите беше проценет со отворање на кожурецот по 2,5 месеци.
Беше извлечена ДНК од цели ларви на O. cornifrons (n = 3 по услов за третман, полен третиран со манкозеб и нетретиран полен) и извршивме анализи на микробната разновидност на овие примероци, особено затоа што кај манкозеб беше забележана најголема смртност кај ларвите.примајќи MnZn.ДНК беше засилена, прочистена со помош на комплетот DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead за ДНК (Zymo Research, Irvine, CA) и секвенционираше (600 циклуси) на Illumina® MiSeq™ со помош на комплетот v3.Насоченото секвенционирање на бактериските 16S рибозомални РНК гени беше изведено со користење на Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) со помош на прајмери кои го таргетираат V3-V4 регионот на генот 16S rRNA.Дополнително, секвенционирањето на 18S беше изведено со користење на 10% инклузија на PhiX, а засилувањето беше извршено со користење на парот прајмер 18S001 и NS4.
Увезете и обработете спарени читања39 користејќи го гасоводот QIIME2 (v2022.11.1).Овие читања беа исечени и споени, а химеричките секвенци беа отстранети со помош на приклучокот DADA2 во QIIME2 (qiime dada2 noise pairing)40.Задачите на класата 16S и 18S беа изведени со помош на приклучокот за класификатор на објекти Classify-sklearn и претходно обучениот артефакт silva-138-99-nb-класификатор.
Сите експериментални податоци беа проверени за нормалност (Шапиро-Вилкс) и хомогеност на варијансите (Левенов тест).Бидејќи збирот на податоци не ги исполнуваше претпоставките за параметарска анализа и трансформацијата не успеа да ги стандардизира резидуите, извршивме непараметрична двонасочна АНОВА (Крускал-Волис) со два фактори [време (три-фази 2, 5 и 8 ден временски точки) и фунгицид] за да се процени ефектот на третманот врз свежата тежина на ларвите, потоа беа извршени пост-хок непараметриски парни споредби со помош на Wilcoxon тестот.Користивме генерализиран линеарен модел (GLM) со Поасон дистрибуција за да ги споредиме ефектите на фунгицидите врз преживувањето во три концентрации на фунгициди41,42.За анализа на диференцијална изобилство, бројот на варијанти на ампликонската секвенца (ASVs) беше колабиран на ниво на род.Споредбите на диференцијалното изобилство помеѓу групите кои користат релативно изобилство 16S (ниво на род) и 18S беа изведени со користење на генерализиран модел на адитиви за позиција, скала и форма (GAMLSS) со дистрибуции на фамилијарни бета нула (BEZI), кои беа моделирани на макро .во Микробиом R43 (v1.1).1).Отстранете ги видовите на митохондриите и хлоропластите пред диференцијалната анализа.Поради различните таксономски нивоа на 18S, само најниското ниво на секој таксон се користеше за диференцијални анализи.Сите статистички анализи беа направени со користење на R (v. 3.4.3., CRAN проект) (Team 2013).
Изложеноста на манкозеб, пиритиостробин и трифлоксистробин значително го намали зголемувањето на телесната тежина кај O. cornifrons (сл. 1).Овие ефекти беа постојано забележани за сите три проценети дози (сл. 1а-в).Циклостробин и миклобутанил не ја намалија значително тежината на ларвите.
Просечна свежа тежина на ларвите на матичните дупчиња измерена во три временски точки под четири диететски третмани (хомогена храна за полен + фунгицид: контрола, 0,1X, 0,5X и 1X дози).(а) Ниска доза (0,1X): прва временска точка (ден 1): χ2: 30,99, DF = 6;P < 0,0001, втора временска точка (ден 5): 22,83, DF = 0,0009;трет пат;точка (ден 8): χ2: 28,39, DF = 6;(б) половина доза (0,5X): прва временска точка (ден 1): χ2: 35,67, DF = 6;P < 0,0001, втора временска точка (прв ден).): χ2: 15,98, DF = 6;P = 0,0090;трета временска точка (ден 8) χ2: 16,47, DF = 6;(в) Место или целосна доза (1X): прва временска точка (ден 1) χ2: 20,64, P = 6;P = 0,0326, втора временска точка (ден 5): χ2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;трета временска точка (ден 8): χ2: 28,39, DF = 6;непараметриска анализа на варијанса.Точките претставуваат средна вредност ± SE на споредби во пар (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
При најниската доза (0,1X), телесната тежина на ларвите беше намалена за 60% со трифлоксистробин, 49% со манкозеб, 48% со миклобутанил и 46% со пиритистробин (сл. 1а).Кога се изложени на половина од дозата на теренот (0,5X), телесната тежина на ларвите на манкозеб беше намалена за 86%, пиритиостробин за 52% и трифлоксистробин за 50% (сл. 1б).Дозата на целосно поле (1X) на манкозеб ја намали тежината на ларвите за 82%, пиритиостробинот за 70%, и трифлоксистробинот, миклобутанилот и санггард за приближно 30% (сл. 1в).
Смртноста беше највисока меѓу ларвите хранети со полен третиран со манкозеб, проследено со пиритиостробин и трифлоксистробин.Смртноста се зголеми со зголемување на дозите на манкозеб и пиритизолин (сл. 2; Табела 2).Сепак, смртноста од дупчаникот на пченка се зголеми само малку како што се зголемија концентрациите на трифлоксистробин;ципродинил и каптан не ја зголемија значително смртноста во споредба со контролните третмани.
Смртноста на ларвите на дупната мушичка беше споредена по ингестија на полен индивидуално третиран со шест различни фунгициди.Манкозеб и пентопирамид беа почувствителни на орална изложеност на отрепки од пченка (GLM: χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (линија, наклон = 0,29, P < 0,001; наклон = 0,24, P <0).
Во просек, кај сите третмани, 39,05% од пациентите биле женски и 60,95% мажи.Помеѓу контролните третмани, процентот на жени беше 40% и во студиите со ниски дози (0,1X) и со полудоза (0,5X), и 30% во студиите со теренска доза (1X).Во доза од 0,1X, меѓу ларвите хранети со полен третирани со манкозеб и миклобутанил, 33,33% од возрасните беа женски, 22% од возрасните беа женски, 44% од возрасните ларви беа женски, 44% од возрасните ларви беа женски.женски, 41% од возрасните ларви беа женски, а контролите беа 31% (сл. 3а).Со 0,5 пати поголема доза, 33% од возрасните црви во групата со манкозеб и пиритиостробин биле жени, 36% во групата со трифлоксистробин, 41% во групата со миклобутанил и 46% во групата со ципростробин.Оваа бројка беше 53% во групата.во групата каптан и 38% во контролната група (сл. 3б).При 1X доза, 30% од групата манкозеб беа жени, 36% од групата пиритиостробин, 44% од групата со трифлоксистробин, 38% од групата со миклобутанил, 50% од контролната група беа жени - 38,5% (сл. 3в) .
Процент на женски и машки дупнатини по изложување на фунгицид во фаза на ларва.(а) Ниска доза (0,1X).(б) Половина доза (0,5X).(в) Теренска доза или целосна доза (1X).
Анализата на секвенцата на 16S покажа дека бактериската група се разликува помеѓу ларвите хранети со полен третиран со манкозеб и ларвите хранети со нетретиран полен (сл. 4а).Микробиолошкиот индекс на нетретирани ларви хранети со полен беше повисок од оној на ларвите хранети со полен третиран со манкозеб (сл. 4б).Иако забележаната разлика во богатството помеѓу групите не беше статистички значајна, таа беше значително пониска од онаа забележана за ларвите кои се хранат со нетретиран полен (сл. 4в).Релативното изобилство покажа дека микробиотата на ларвите хранети со контролниот полен е поразновидна од онаа на ларвите што се хранат со ларви третирани со манкозеб (сл. 5а).Описната анализа откри присуство на 28 родови во контролните и третираните примероци со манкозеб (сл. 5б).c Анализата со користење на секвенционирање 18S не откри значајни разлики (Дополнителна слика 2).
SAV профилите базирани на 16S секвенци беа споредени со богатството на Шенон и забележано богатство на ниво на филум.(а) Главна координатна анализа (PCoA) врз основа на целокупната структура на микробната заедница кај нетретирани ларви хранети со полен или контролни (сини) и манкозеб (портокалови).Секоја податочна точка претставува посебен примерок.PCoA беше пресметан со користење на растојанието Bray-Curtis на мултиваријантната t дистрибуција.Овалите го претставуваат нивото на доверба од 80%.(б) Boxplot, необработени податоци за богатството на Шенон (поени) и в.Забележливо богатство.Кутијата покажуваат кутии за средна линија, интерквартален опсег (IQR) и 1,5 × IQR (n = 3).
Состав на микробни заедници на ларви кои се хранат со полен третиран со манкозеб и нетретиран.(а) Релативното изобилство на микробиолошки родови се чита кај ларвите.(б) Топлинска карта на идентификувани микробни заедници.Delftia (сооднос на шанси (ИЛИ) = 0,67, P = 0,0030) и Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Microbacterium (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060);Редовите за топлинска карта се групирани со користење на корелирачко растојание и просечна поврзаност.
Нашите резултати покажуваат дека оралната изложеност на контактни (манкозеб) и системски (пиростробин и трифлоксистробин) фунгициди, широко применети за време на цветањето, значително го намалија зголемувањето на телесната тежина и ја зголемија смртноста на ларвите на пченката.Дополнително, манкозеб значително ја намали разновидноста и богатството на микробиомот за време на предмладешката фаза.Миклобутанил, друг системски фунгицид, значително го намали зголемувањето на телесната тежина на ларвите во сите три дози.Овој ефект беше очигледен во вториот (ден 5) и третиот (ден 8) временски точки.Спротивно на тоа, ципродинил и каптан не го намалија значително зголемувањето на телесната тежина или преживувањето во споредба со контролната група.Според нашите сознанија, оваа работа е прва што ги утврди ефектите од стапките на теренот на различни фунгициди кои се користат за заштита на културите на пченка преку директна изложеност на полен.
Сите третмани со фунгициди значително го намалија зголемувањето на телесната тежина во споредба со контролните третмани.Манкозеб имаше најголем ефект врз зголемувањето на телесната тежина на ларвите со просечно намалување од 51%, проследено со пиритиостробин.Сепак, други студии не ги пријавиле негативните ефекти на теренските дози на фунгициди врз фазите на ларви44.Иако се покажа дека биоцидите на дитиокарбамат имаат ниска акутна токсичност45, етилен бисдитиокарбаматите (EBDCS) како што е манкозеб може да се разградат до уреа етилен сулфид.Со оглед на неговите мутагени ефекти кај други животни, овој производ на разградување може да биде одговорен за набљудуваните ефекти46,47.Претходните студии покажаа дека формирањето на етилен тиоуреа е под влијание на фактори како што се покачена температура48, нивоа на влажност49 и должина на складирање на производот50.Соодветните услови за складирање на биоцидите можат да ги ублажат овие несакани ефекти.Дополнително, Европската управа за безбедност на храна изрази загриженост за токсичноста на пиритиопидот, за кој се покажа дека е канцероген за дигестивниот систем на други животни51.
Оралната администрација на манкозеб, пиритиостробин и трифлоксистробин ја зголемува смртноста на ларвите на пченката.Спротивно на тоа, миклобутанил, ципроциклин и каптан немаа ефект врз смртноста.Овие резултати се разликуваат од оние на Ладурнер и сор.52, кои покажаа дека каптанот значително го намалил преживувањето на возрасните O. lignaria и Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae).Дополнително, откриено е дека фунгицидите како каптан и боскалид предизвикуваат смртност на ларвите52,53,54 или го менуваат однесувањето на хранењето55.Овие промени, пак, може да влијаат на нутритивниот квалитет на поленот и на крајот на енергетската добивка во фазата на ларви.Смртноста забележана во контролната група беше конзистентна со другите студии 56,57.
Соодносот на половите поволни за мажи, забележан во нашата работа може да се објасни со фактори како што се недоволно парење и лоши временски услови за време на цветањето, како што претходно беше предложено за O. cornuta од Vicens и Bosch.Иако женките и мажјаците во нашата студија имаа четири дена за парење (период кој генерално се смета за доволен за успешно парење), ние намерно го намаливме интензитетот на светлината за да го минимизираме стресот.Меѓутоа, оваа модификација може ненамерно да се меша во процесот на парење61.Покрај тоа, пчелите доживуваат неколкудневни неповолни временски услови, вклучувајќи дожд и ниски температури (<5°C), што исто така може негативно да влијае на успехот на парењето4,23.
Иако нашата студија се фокусираше на целиот микробиом на ларви, нашите резултати обезбедуваат увид во потенцијалните односи меѓу бактериските заедници кои можат да бидат критични за исхраната на пчелите и изложеноста на фунгициди.На пример, ларвите хранети со полен третиран со манкозеб значително ја намалија структурата и изобилството на микробната заедница во споредба со ларвите кои се хранат со нетретиран полен.Во ларвите кои консумираат нетретиран полен, бактериските групи Proteobacteria и Actinobacteria беа доминантни и беа претежно аеробни или факултативно аеробни.Познато е дека делфт бактериите, обично поврзани со осамени пчелни видови, имаат антибиотска активност, што укажува на потенцијална заштитна улога против патогени.Друг бактериски вид, Pseudomonas, беше изобилен во ларвите кои се хранат со нетретиран полен, но беше значително намален кај ларвите третирани со манкозеб.Нашите резултати ги поддржуваат претходните студии кои идентификуваа Pseudomonas како еден од најзастапените родови во O. bicornis35 и другите осамени оси34.Иако не се проучени експериментални докази за улогата на Pseudomonas во здравјето на O. cornifrons, се покажа дека оваа бактерија промовира синтеза на заштитни токсини во бубачката Paederus fuscipes и го промовира метаболизмот на аргинин ин витро 35, 65. Овие набљудувања сугерираат потенцијална улога во вирусната и бактериската одбрана за време на развојот на ларвите на O. cornifrons.Microbacterium е уште еден род идентификуван во нашата студија за кој е пријавено дека е присутен во голем број кај ларвите на црните војнички муви во услови на гладување66.Во ларвите на O. cornifrons, микробактериите може да придонесат за рамнотежа и еластичност на цревниот микробиом под стресни услови.Дополнително, Rhodococcus се наоѓа во ларвите на O. cornifrons и е познат по своите способности за детоксикација67.Овој род се наоѓа и во цревата на A. florea, но во многу мало изобилство68.Нашите резултати покажуваат присуство на повеќекратни генетски варијации кај бројни микробиолошки таксони кои можат да ги променат метаболичките процеси кај ларвите.Сепак, потребно е подобро разбирање на функционалната разновидност на O. cornifrons.
Накратко, резултатите укажуваат дека манкозеб, пиритиостробин и трифлоксистробин го намалија зголемувањето на телесната тежина и ја зголемија смртноста на ларвите на пченката.Иако постои зголемена загриженост за ефектите на фунгицидите врз опрашувачите, постои потреба подобро да се разберат ефектите на резидуалните метаболити на овие соединенија.Овие резултати може да се вклучат во препораките за интегрирани програми за управување со опрашувачи кои им помагаат на земјоделците да избегнуваат употреба на одредени фунгициди пред и за време на цветањето на овошните дрвја со избирање фунгициди и менување на времето на примена или со поттикнување на употребата на помалку штетни алтернативи 36. Оваа информација е важно за развивање препораки.за употреба на пестициди, како што се прилагодување на постоечките програми за прскање и промена на времето на прскање при избор на фунгициди или промовирање на употреба на помалку опасни алтернативи.Потребни се понатамошни истражувања за негативните ефекти на фунгицидите врз односот на половите, однесувањето на хранењето, цревниот микробиом и молекуларните механизми кои лежат во основата на губењето на тежината и смртноста од габи од пченка.
Изворните податоци 1, 2 и 3 на сликите 1 и 2 се депонирани во складиштето за податоци на figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 и https://doi.org/10.6084/m9.смокви.24996233.Секвенците анализирани во тековната студија (слика 4, 5) се достапни во складиштето NCBI SRA под пристапниот број PRJNA1023565.
Bosch, J. and Kemp, WP Развој и воспоставување на видови медоносни пчели како опрашувачи на земјоделски култури: пример на родот Osmia.(Hymenoptera: Megachilidae) и овошни дрвја.бик.Уште не.ресурс.92, 3-16 (2002).
Паркер, МГ и сор.Практики на опрашување и перцепции за алтернативни опрашувачи кај одгледувачите на јаболка во Њујорк и Пенсилванија.ажурирање.Земјоделство.системи за храна.35, 1-14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL и Ricketts TH Екологија и економија на опрашувањето на бадемите со помош на домашни пчели.J. Економика.Уште не.111, 16-25 (2018).
Ли, Е., Тој, И. и Парк, Ј.-Л.Ефектите на климатските промени врз трагопанската фенологија: импликации за управувањето со населението.Се искачи.Промена 150, 305–317 (2018).
Artz, DR и Pitts-Singer, TL.PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al.Ниско-токсичен фунгицид за култури (фенбуконазол) ги попречува сигналите за квалитетот на репродуктивниот маж кај мажите што резултира со намален успех на парење кај дивите осамени пчели.J. Апликации.екологијата.59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al.Неоникотиноидните инсектициди и биосинтезата на ергостерол ја потиснуваат смртноста од синергетски фунгициди кај три вида пчели.Контрола на штетници.науката.73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.и Danforth BN Ларвите на осамените оси ја менуваат бактериската разновидност што ја обезбедува полен до пчелите кои се гнездат во стеблото Osmia cornifrons (Megachilidae).напред.микроорганизам.13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN и Steffan SA Ектосимбиотските микроорганизми во ферментираниот полен се исто толку важни за развојот на осамените пчели како и самиот полен.екологијата.еволуција.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F и Thalheimer M. Садење меѓу редови во овоштарници со јаболка за контрола на болестите на повторно сеење: практична студија за ефективност базирана на микробиолошки индикатори.Растителна почва 357, 381-393 (2012).
Мартин П.Л., Кравчик Т., Кодадади Ф., Ачимович С.Г. и Питер КА Горчливо гниење на јаболката во средината на Атлантикот Соединетите Американски Држави: проценка на предизвикувачките видови и влијанието на регионалните временски услови и чувствителноста на сортите.Phytopathology 111, 966-981 (2021).
Кален МГ, Томпсон ЛЈ, Керолан ЈК, Витко Џ.К.и Стенли ДА Фунгициди, хербициди и пчели: систематски преглед на постоечките истражувања и методи.PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED и Jepson, PC Синергетски ефекти на EBI фунгицидите и пиретроидните инсектициди врз медоносните пчели (Apis mellifera).штетници на науката.39, 293-297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE и Peng, CY Ефект на одбрани фунгициди врз растот и развојот на ларвите на медоносните пчели Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae).среда.Уште не.33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., and McArt, S. Водич за одлуки за употреба на пестициди за заштита на опрашувачи во овоштарници (Универзитет Корнел, 2018).
Iwasaki, JM and Hogendoorn, K. Изложеност на пчели на непестициди: преглед на методи и пријавени резултати.Земјоделство.екосистем.среда.314, 107423 (2021).
Копит А.М., Клингер Е, Кокс-Фостер ДЛ, Рамирез РА.и Pitts-Singer TL.среда.Уште не.51, 240-251 (2022).
Kopit AM и Pitts-Singer TL Патеки на изложеност на пестициди на осамени пчели со празно гнездо.среда.Уште не.47, 499-510 (2018).
Пан, НТ и сор.Нов протокол за биоесеј за ингестија за проценка на токсичноста на пестицидите кај возрасни јапонски градинарски пчели (Osmia cornifrons).науката.Извештаи 10, 9517 (2020).
Време на објавување: мај-14-2024 година