Grazzi talli żort Nature.com. Il-verżjoni tal-browser li qed tuża għandha appoġġ limitat għal CSS. Għall-aħjar riżultati, nirrakkomandaw li tuża verżjoni aktar ġdida tal-browser tiegħek (jew tiddiżattiva l-Modalità ta' Kompatibbiltà fl-Internet Explorer). Sadanittant, biex niżguraw appoġġ kontinwu, qed nuru s-sit mingħajr stil jew JavaScript.
Il-funġiċidi spiss jintużaw waqt il-fjoritura tal-frott tas-siġar u jistgħu jheddu l-pollinaturi tal-insetti. Madankollu, ftit huwa magħruf dwar kif pollinaturi mhux tan-naħal (eż., naħal solitarju, Osmia cornifrons) jirrispondu għall-kuntatt u fungiċidi sistemiċi komunement użati fuq tuffieħ waqt il-fjur. Din il-lakuna fl-għarfien tillimita d-deċiżjonijiet regolatorji li jiddeterminaw konċentrazzjonijiet sikuri u ż-żmien tal-bexx tal-funġiċida. Aħna vvalutajna l-effetti ta 'żewġ funġiċidi ta' kuntatt (captan u mancozeb) u erba 'fungiċidi ta' bejn is-saffi/fitosistemi (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobin u trifloxystrobin). Effetti fuq żieda fil-piż tal-larva, sopravivenza, proporzjon tas-sess u diversità batterjali. L-evalwazzjoni twettqet bl-użu ta’ bioassay kroniku orali li fih il-polline ġie ttrattat fi tliet dożi bbażati fuq id-doża rrakkomandata bħalissa għall-użu fuq il-post (1X), nofs doża (0.5X) u doża baxxa (0.1X). Id-dożi kollha ta 'mancozeb u pyritisoline naqqsu b'mod sinifikanti l-piż tal-ġisem u s-sopravivenza tal-larva. Imbagħad sekwenzajna l-ġene 16S biex tikkaratterizza l-batterjoma tal-larva tal-mancozeb, il-funġiċida responsabbli għall-ogħla mortalità. Sibna li d-diversità u l-abbundanza batterjali tnaqqsu b'mod sinifikanti f'larva mitmugħa b'polline ittrattat bil-mancozeb. Ir-riżultati tal-laboratorju tagħna jindikaw li l-bexx ta 'xi wħud minn dawn il-fungiċidi waqt il-fjur huwa partikolarment ta' ħsara għas-saħħa ta 'O. cornifrons. Din l-informazzjoni hija rilevanti għal deċiżjonijiet ta’ ġestjoni futuri rigward l-użu sostenibbli ta’ prodotti għall-protezzjoni tas-siġar tal-frott u sservi bħala l-bażi għal proċessi regolatorji mmirati lejn il-protezzjoni tal-pollinaturi.
In-naħal solitarja Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) ġiet introdotta fl-Istati Uniti mill-Ġappun lejn l-aħħar tas-snin sebgħin u l-bidu tas-snin tmenin, u l-ispeċi kellha rwol importanti ta 'pollinatur f'ekosistemi ġestiti minn dakinhar. Popolazzjonijiet naturalizzati ta’ din in-naħal huma parti minn madwar 50 speċi ta’ naħal selvaġġ li jikkumplimentaw in-naħal li jippollinaw il-ġonna tal-lewż u tat-tuffieħ fl-Istati Uniti2,3. In-naħal tal-mason jiffaċċjaw ħafna sfidi, inklużi l-frammentazzjoni tal-ħabitat, il-patoġeni, u l-pestiċidi3,4. Fost l-insettiċidi, il-fungiċidi jnaqqsu l-qligħ tal-enerġija, il-foraġġ5 u l-kondizzjonament tal-ġisem6,7. Għalkemm riċerka riċenti tissuġġerixxi li s-saħħa tan-naħal Mason hija influwenzata direttament minn mikro-organiżmi commensal u ectobactic, 8,9 minħabba li l-batterji u l-fungi jistgħu jinfluwenzaw in-nutrizzjoni u r-risponsi immuni, l-effetti tal-espożizzjoni tal-funġiċida fuq id-diversità mikrobjali tan-naħal Mason għadhom kemm jibdew jiġu studjati.
Fungiċidi ta 'effetti varji (kuntatt u sistemiċi) huma sprejjati fil-ġonna tal-frott qabel u waqt il-fjur biex jikkuraw mard bħal skorċa tat-tuffieħ, taħsir morr, taħsir kannella u moffa trab10,11. Il-fungiċidi huma kkunsidrati li ma jagħmlux ħsara lill-pollinaturi, għalhekk huma rakkomandati lill-ġardinara matul il-perjodu tal-fjoritura; L-espożizzjoni u l-inġestjoni ta 'dawn il-fungiċidi min-naħal hija relattivament magħrufa, peress li hija parti mill-proċess ta' reġistrazzjoni tal-pestiċidi mill-Aġenzija għall-Protezzjoni Ambjentali tal-Istati Uniti u ħafna aġenziji regolatorji nazzjonali oħra12,13,14. Madankollu, l-effetti tal-fungiċidi fuq in-naħal li mhumiex naħal huma inqas magħrufa minħabba li mhumiex meħtieġa taħt ftehimiet ta' awtorizzazzjoni għat-tqegħid fis-suq fl-Istati Uniti15. Barra minn hekk, ġeneralment ma jkunx hemm protokolli standardizzati għall-ittestjar ta’ naħal wieħed16,17, u ż-żamma ta’ kolonji li jipprovdu n-naħal għall-ittestjar hija ta’ sfida18. Provi ta' naħal immaniġġjat differenti qed isiru dejjem aktar fl-Ewropa u fl-Istati Uniti biex jiġu studjati l-effetti tal-pestiċidi fuq in-naħal selvaġġ, u reċentement ġew żviluppati protokolli standardizzati għal O. cornifrons19.
In-naħal tal-qrun huma monoċiti u jintużaw kummerċjalment fl-uċuħ tar-raba' tal-karpjun bħala suppliment jew sostituzzjoni għan-naħal tal-għasel. Dawn in-naħal joħorġu bejn Marzu u April, bl-irġiel prekoċi joħorġu minn tlieta sa erbat ijiem qabel in-nisa. Wara t-tgħammir, il-mara tiġbor il-polline u n-nektar b'mod attiv biex tipprovdi serje ta' ċelluli tad-dar fil-kavità tubulari tal-bejta (naturali jew artifiċjali)1,20. Il-bajd jitqiegħed fuq polline ġewwa ċ-ċelloli; il-mara mbagħad tibni ħajt tat-tafal qabel tipprepara ċ-ċellula li jmiss. Il-larva tal-ewwel stadju huma magħluqa fil-korion u jieklu minn fluwidi embrijoniċi. Mit-tieni sal-ħames stadju (prepupa), il-larva jieklu l-polline22. Ladarba l-provvista tal-polline tkun eżawrita għal kollox, il-larva jiffurmaw fosdq, jitfgħu pupa u joħorġu bħala adulti fl-istess kamra tad-dar, ġeneralment fl-aħħar tas-sajf20,23. L-adulti joħorġu fir-rebbiegħa ta’ wara. Is-sopravivenza tal-adulti hija assoċjata ma 'żieda netta tal-enerġija (żieda fil-piż) ibbażata fuq it-teħid tal-ikel. Għalhekk, il-kwalità nutrittiva tal-polline, kif ukoll fatturi oħra bħat-temp jew l-espożizzjoni għall-pestiċidi, huma determinanti tas-sopravivenza u tas-saħħa24.
L-insettiċidi u l-fungiċidi applikati qabel il-fjur huma kapaċi li jiċċaqalqu fi ħdan il-vaskulatura tal-pjanti fi gradi differenti, minn translaminari (eż., kapaċi li jiċċaqilqu mill-wiċċ ta 'fuq tal-weraq għall-wiċċ t'isfel, bħal xi funġiċidi) 25 għal effetti verament sistemiċi. , li jistgħu jippenetraw il-kuruna mill-għeruq, jistgħu jidħlu fin-nektar tal-fjuri tat-tuffieħ26, fejn jistgħu joqtlu O. cornifrons adulti27. Xi pestiċidi jidħlu wkoll fil-polline, u jaffettwaw l-iżvilupp tal-larva tal-qamħirrum u jikkawżaw il-mewt tagħhom19. Studji oħra wrew li xi funġiċidi jistgħu jbiddlu b'mod sinifikanti l-imġiba tat-tbejjit tal-ispeċi relatata O. lignaria28. Barra minn hekk, studji fil-laboratorju u fuq il-post li jissimulaw xenarji ta’ espożizzjoni għall-pestiċidi (inklużi fungiċidi) wrew li l-pestiċidi jaffettwaw b’mod negattiv il-fiżjoloġija 22 morfoloġija 29 u s-sopravivenza tan-naħal tal-għasel u xi naħal solitarju. Diversi sprejs funġiċidi applikati direttament fuq fjuri miftuħa waqt il-fjoritura jistgħu jikkontaminaw il-polline miġbura mill-adulti għall-iżvilupp tal-larva, li l-effetti tiegħu għad iridu jiġu studjati30.
Huwa dejjem aktar rikonoxxut li l-iżvilupp tal-larva huwa influwenzat mill-polline u l-komunitajiet mikrobjali tas-sistema diġestiva. Il-mikrobijoma tan-naħal jinfluwenza parametri bħall-massa tal-ġisem31, il-bidliet metaboliċi22 u s-suxxettibilità għall-patoġeni32. Studji preċedenti eżaminaw l-influwenza tal-istadju tal-iżvilupp, in-nutrijenti u l-ambjent fuq il-mikrobijoma tan-naħal solitarju. Dawn l-istudji wrew xebh fl-istruttura u l-abbundanza tal-mikrobijomi tal-larva u tal-polline33, kif ukoll l-aktar ġeneri batterjali komuni Pseudomonas u Delftia, fost speċi ta’ naħal solitarji. Madankollu, għalkemm il-fungiċidi ġew assoċjati ma 'strateġiji biex jipproteġu s-saħħa tan-naħal, l-effetti tal-fungiċidi fuq il-mikrobijota tal-larva permezz ta' espożizzjoni orali diretta għadhom mhux esplorati.
Dan l-istudju ttestja l-effetti tad-dożi tad-dinja reali ta 'sitt funġiċidi użati komunement irreġistrati għall-użu fuq frott tas-siġar fl-Istati Uniti, inklużi fungiċidi ta' kuntatt u sistemiċi amministrati mill-ħalq lil larva tal-kamla tad-dud tal-qamħirrum minn ikel ikkontaminat. Sibna li l-fungiċidi ta 'kuntatt u sistemiċi naqqsu ż-żieda fil-piż tal-ġisem tan-naħal u żiedu l-mortalità, bl-aktar effetti severi assoċjati ma' mancozeb u pyrithiopide. Imbagħad qabbilna d-diversità mikrobjali tal-larva mitmugħa fuq id-dieta tal-polline ittrattata b'mancozeb ma 'dawk mitmugħa bid-dieta ta' kontroll. Niddiskutu l-mekkaniżmi potenzjali sottostanti l-mortalità u l-implikazzjonijiet għall-programmi ta’ ġestjoni integrata ta’ pesti u pollinaturi (IPPM)36.
Adulti O. cornifrons overwintering f'cocoons inkisbu miċ-Ċentru ta 'Riċerka tal-Frott, Biglerville, PA, u maħżuna f'-3 sa 2 ° C (± 0.3 ° C). Qabel l-esperiment (600 cocoon b'kollox). F'Mejju 2022, 100 cocoons O. cornifrons ġew trasferiti kuljum fi tazzi tal-plastik (50 cocoons kull tazza, DI 5 cm × 15 cm twil) u msielaħ tqiegħdu ġewwa t-tazzi biex jippromwovu l-ftuħ u jipprovdu sottostrat li jintmagħdu, u jnaqqas l-istress fuq in-naħal tal-ġebel37. Poġġi żewġ tazzi tal-plastik li fihom fosdq f'gaġġa tal-insetti (30 × 30 × 30 ċm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Tajwan) b'feeders ta '10 ml li fihom 50% soluzzjoni ta' sukrożju u aħżen għal erbat ijiem biex tiżgura l-għeluq u t-tgħammir . 23°C, umdità relattiva 60%, fotoperjodu 10 l (intensità baxxa): 14-il jum. 100 nisa u irġiel imgħammrin ġew rilaxxati kull filgħodu għal sitt ijiem (100 kuljum) f'żewġ bejtiet artifiċjali waqt il-fjoritura tal-quċċata tat-tuffieħ (nassa: wisa '33.66 × għoli 30.48 × tul 46.99 ċm; Figura Supplimentari 1). Imqiegħda fl-Arboretum tal-Istat tal-Pennsylvania, ħdejn iċ-ċirasa (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), ħawħ (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), lanġas (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia', Pyrus perifoliae) u 'S coronaria perifoliae', 'S coronaria' varjetajiet numerużi ta' siġar tat-tuffieħ (Malus coronaria, Malus), siġra tat-tuffieħ domestiku 'Co-op 30' Enterprise™, siġra tat-tuffieħ Malus 'Co-Op 31' Winecrisp™, begonja 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy'). Kull birdhouse tal-plastik blu joqgħod fuq żewġ kaxxi tal-injam. Kull kaxxa tal-bejta kienet fiha 800 tubu tal-karta kraft vojta (spirali miftuħa, 0.8 ċm ID × 15 ċm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) imdaħħla f'tubi tas-sellophane opaki (0.7 OD ara Plakek tal-plastik (tappijiet T-1X) jipprovdu siti ta 'bejta.
Iż-żewġ kaxxi tal-bejta ffaċċjaw lejn il-lvant u kienu mgħottija b'ċnut tal-ġnien tal-plastik aħdar (mudell Everbilt #889250EB12, daqs tal-ftuħ 5 × 5 ċm, 0.95 m × 100 m) biex jipprevjenu aċċess għall-annimali gerriema u għasafar u mqiegħda fuq il-wiċċ tal-ħamrija ħdejn il-kaxxi tal-ħamrija tal-kaxxa tal-bejta. Kaxxa tal-bejta (Figura Supplimentari 1a). Il-bajd tal-corn borer inġabar kuljum billi nġabru 30 tubu mill-bejtiet u ttrasportahom lejn il-laboratorju. Bl-użu tal-imqass, agħmel qatgħa fit-tarf tat-tubu, imbagħad żarma t-tubu spirali biex tesponi ċ-ċelloli tal-brood. Il-bajd individwali u l-polline tagħhom tneħħew bl-użu ta 'spatula mgħawġa (kit ta' għodda Microslide, BioQuip Products Inc., California). Il-bajd ġie inkubat fuq karta tal-filtru niedja u mqiegħda f'dixx Petri għal sagħtejn qabel ma jintuża fl-esperimenti tagħna (Figura Supplimentari 1b-d).
Fil-laboratorju, aħna evalwaw it-tossiċità orali ta 'sitt fungiċidi applikati qabel u matul il-fjur tat-tuffieħ fi tliet konċentrazzjonijiet (0.1X, 0.5X, u 1X, fejn 1X hija l-marka applikata għal kull 100 gallun ta' ilma / acre. Doża għolja fil-qasam = konċentrazzjoni fil-qasam). , Tabella 1). Kull konċentrazzjoni ġiet ripetuta 16-il darba (n = 16). Żewġ funġiċidi ta’ kuntatt (Tabella S1: mancozeb 2696.14 ppm u captan 2875.88 ppm) u erba’ fungiċidi sistemiċi (Tabella S1: pyrithiostrobin 250.14 ppm; trifloxystrobin 110.06 ppm; myclobutanil azole . ppm) tossiċità għall-frott, ħaxix u uċuħ ornamentali. Aħna omoġenizzajna l-polline bl-użu ta 'grinder, ittrasferijna 0.20 g għal bir (24-well Falcon Plate), u żidna u ħallat 1 μL ta' soluzzjoni ta 'fungiċida biex tifforma polline piramidali b'bjar fond ta' 1 mm li fihom tqiegħdu l-bajd. Poġġi billi tuża spatula żgħira (Figura Supplimentari 1c, d). Pjanċi Falcon ġew maħżuna f'temperatura tal-kamra (25 ° C) u 70% umdità relattiva. Aħna qabbilhom ma 'larva ta' kontroll mitmugħa dieta polline omoġenja ttrattata b'ilma pur. Aħna rreġistrajna l-mortalità u kejlu l-piż tal-larva kull jum ieħor sakemm il-larva laħqet l-età prepupali bl-użu ta 'bilanċ analitiku (Fisher Scientific, preċiżjoni = 0.0001 g). Fl-aħħarnett, il-proporzjon tas-sess ġie vvalutat billi nfetaħ il-cocoon wara 2.5 xhur.
Id-DNA ġie estratt minn larva O. cornifrons sħaħ (n = 3 għal kull kundizzjoni ta 'trattament, polline ittrattat b'mancozeb u mhux ittrattat) u għamilna analiżi tad-diversità tal-mikrobi fuq dawn il-kampjuni, speċjalment minħabba li f'mancozeb l-ogħla mortalità ġiet osservata fil-larva. jirċievi MnZn. Id-DNA ġie amplifikat, ippurifikat bl-użu tal-kit DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA (Zymo Research, Irvine, CA), u sekwenzat (600 ċiklu) fuq Illumina® MiSeq™ bl-użu tal-kit v3. Sekwenzar immirat ta 'ġeni RNA ribosomali batterjali 16S sar bl-użu tal-Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) bl-użu ta' primers li jimmiraw ir-reġjun V3-V4 tal-ġene 16S rRNA. Barra minn hekk, is-sekwenzjar ta '18S sar bl-użu ta' inklużjoni ta '10% PhiX, u l-amplifikazzjoni saret bl-użu tal-par primer 18S001 u NS4.
Importa u pproċessa qari paired39 bl-użu tal-pipeline QIIME2 (v2022.11.1). Dawn il-qari ġew mirqum u magħquda, u sekwenzi kimeriċi tneħħew bl-użu tal-plugin DADA2 f'QIIME2 (qiime dada2 noise pairing)40. L-assenjazzjonijiet tal-klassi 16S u 18S saru bl-użu tal-plugin tal-klassifikazzjoni tal-oġġetti Classify-sklearn u l-artifact silva-138-99-nb-classifier imħarreġ minn qabel.
Id-dejta sperimentali kollha ġiet iċċekkjata għan-normalità (Shapiro-Wilks) u l-omoġeneità tal-varjanzi (it-test ta 'Levene). Minħabba li s-sett tad-dejta ma ssodisfax is-suppożizzjonijiet ta 'analiżi parametrika u t-trasformazzjoni naqset milli tistandardizza r-residwi, għamilna ANOVA nonparametric two-way (Kruskal-Wallis) b'żewġ fatturi [ħin (tliet fażijiet 2, 5, u 8 punti ta' ħin ta 'ġurnata) u funġiċida] biex jevalwaw l-effett tat-trattament fuq il-piż frisk tal-larva, imbagħad wettqu t-test tal-parametri mhux parametriku wara Wilcowicse. Aħna użajna mudell lineari ġeneralizzat (GLM) b'distribuzzjoni Poisson biex inqabblu l-effetti tal-fungiċidi fuq is-sopravivenza fi tliet konċentrazzjonijiet ta 'fungiċidi41,42. Għal analiżi ta 'abbundanza differenzjali, in-numru ta' varjanti ta 'sekwenza ta' amplicon (ASVs) kien ikkollassat fil-livell tal-ġeneru. Tqabbil ta 'abbundanza differenzjali bejn gruppi li jużaw 16S (livell ta' ġeneru) u abbundanza relattiva 18S saru bl-użu ta 'mudell ta' addittiv ġeneralizzat għal pożizzjoni, skala u forma (GAMLSS) b'distribuzzjonijiet tal-familja beta zero-inflated (BEZI), li kienu mmudellati fuq makro . fil-Mikrobijoma R43 (v1.1). 1). Neħħi l-ispeċi mitokondrijali u kloroplasti qabel l-analiżi differenzjali. Minħabba l-livelli tassonomiċi differenti ta '18S, l-aktar livell baxx biss ta' kull taxon intuża għal analiżi differenzjali. L-analiżi statistiċi kollha twettqu bl-użu ta 'R (v. 3.4.3., proġett CRAN) (Team 2013).
L-espożizzjoni għal mancozeb, pyrithiostrobin, u trifloxystrobin naqqas b'mod sinifikanti ż-żieda fil-piż tal-ġisem f'O. cornifrons (Fig. 1). Dawn l-effetti ġew osservati b'mod konsistenti għat-tliet dożi kollha vvalutati (Fig. 1a–c). Cyclostrobin u myclobutanil ma naqqsux b'mod sinifikanti l-piż tal-larva.
Piż frisk medju tal-larva tal-borer taz-zokk imkejjel fi tliet punti ta 'żmien taħt erba' trattamenti tad-dieta (għalf tal-polline omoġenju + funġiċida: kontroll, dożi 0.1X, 0.5X u 1X). (a) Doża baxxa (0.1X): l-ewwel punt tal-ħin (jum 1): χ2: 30.99, DF = 6; P <0.0001, it-tieni punt tal-ħin (jum 5): 22.83, DF = 0.0009; it-tielet darba; punt (jum 8): χ2: 28.39, DF = 6; (b) nofs doża (0.5X): l-ewwel punt tal-ħin (jum 1): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, it-tieni punt tal-ħin (l-ewwel jum). ): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; it-tielet punt tal-ħin (jum 8) χ2: 16.47, DF = 6; (c) Sit jew doża sħiħa (1X): l-ewwel punt tal-ħin (jum 1) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, it-tieni punt tal-ħin (jum 5): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; it-tielet punt tal-ħin (jum 8): χ2: 28.39, DF = 6; analiżi mhux parametrika tal-varjanza. Bars jirrappreżentaw medja ± SE ta 'paraguni par (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
Fl-inqas doża (0.1X), il-piż tal-ġisem tal-larva tnaqqas b'60% bi trifloxystrobin, 49% b'mancozeb, 48% b'myclobutanil, u 46% b'pyrithistrobin (Fig. 1a). Meta espost għal nofs id-doża tal-post (0.5X), il-piż tal-ġisem tal-larva ta 'mancozeb tnaqqas b'86%, pyrithiostrobin b'52% u trifloxystrobin b'50% (Fig. 1b). Doża tal-kamp sħiħ (1X) ta 'mancozeb naqqset il-piż tal-larva bi 82%, pyrithiostrobin b'70%, u trifloxystrobin, myclobutanil u sangard b'madwar 30% (Fig. 1c).
Il-mortalità kienet l-ogħla fost il-larva mitmugħa polline trattat b'mancozeb, segwita minn pyrithiostrobin u trifloxystrobin. Il-mortalità żdiedet b'dożi dejjem jiżdiedu ta' mancozeb u pyritisoline (Fig. 2; Tabella 2). Madankollu, il-mortalità tal-corn borer żdiedet biss ftit hekk kif żdiedu l-konċentrazzjonijiet ta’ trifloxystrobin; cyprodinil u captan ma żiedux b'mod sinifikanti l-mortalità meta mqabbla ma' trattamenti ta' kontroll.
Il-mortalità tal-larva tad-dubbien borer tqabbel wara l-inġestjoni ta 'polline ttrattat individwalment b'sitt funġiċidi differenti. Mancozeb u pentopyramide kienu aktar sensittivi għall-espożizzjoni orali għal durmi tal-qamħ (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (linja, inklinazzjoni = 0.29, P <0.001; inklinazzjoni = 0.24, P <0.00)).
Bħala medja, fit-trattamenti kollha, 39.05% tal-pazjenti kienu nisa u 60.95% kienu irġiel. Fost it-trattamenti ta' kontroll, il-proporzjon tan-nisa kien ta' 40% kemm fl-istudji b'doża baxxa (0.1X) kif ukoll f'nofs doża (0.5X), u 30% fl-istudji fuq il-post (1X). F'doża ta '0.1X, fost larva mitmugħa bil-polline ttrattati b'mancozeb u myclobutanil, 33.33% tal-adulti kienu nisa, 22% tal-adulti kienu nisa, 44% tal-larva adulti kienu nisa, 44% tal-larva adulti kienu nisa. femminili, 41% tal-larva adulti kienu nisa, u l-kontrolli kienu 31% (Fig. 3a). F'0.5 darbiet id-doża, 33% tad-dud adulti fil-grupp mancozeb u pyrithiostrobin kienu nisa, 36% fil-grupp trifloxystrobin, 41% fil-grupp myclobutanil, u 46% fil-grupp cyprostrobin. Din iċ-ċifra kienet 53% fil-grupp. fil-grupp captan u 38% fil-grupp ta 'kontroll (Fig. 3b). F'doża 1X, 30% tal-grupp mancozeb kienu nisa, 36% tal-grupp pyrithiostrobin, 44% tal-grupp trifloxystrobin, 38% tal-grupp myclobutanil, 50% tal-grupp ta 'kontroll kienu nisa - 38.5% (Fig. 3c).
Perċentwal ta' borers nisa u rġiel wara esponiċida tal-istadju tal-larva. (a) Doża baxxa (0.1X). (b) Nofs doża (0.5X). (c) Doża fuq il-post jew doża sħiħa (1X).
L-analiżi tas-sekwenza 16S wriet li l-grupp batterjali kien differenti bejn larva mitmugħa b'polline ittrattat b'mancozeb u larva mitmugħa b'polline mhux ittrattat (Fig. 4a). L-indiċi mikrobjali ta 'larva mhux ittrattata mitmugħa bil-polline kien ogħla minn dak ta' larva mitmugħa fuq polline ittrattat b'mancozeb (Fig. 4b). Għalkemm id-differenza osservata fir-rikkezza bejn il-gruppi ma kinitx statistikament sinifikanti, kienet aktar baxxa b'mod sinifikanti minn dik osservata għal-larva li jitimgħu fuq polline mhux ittrattat (Fig. 4c). Abbundanza relattiva wriet li l-mikrobijota ta 'larva mitmugħa fuq polline ta' kontroll kienet aktar diversa minn dik ta 'larva mitmugħa fuq larva ttrattata b'mancozeb (Fig. 5a). Analiżi deskrittiva żvelat il-preżenza ta 'ġeneri 28 f'kampjuni ta' kontroll u ttrattati b'mancozeb (Fig. 5b). c Analiżi bl-użu ta 'sekwenzjar 18S ma żvelat l-ebda differenzi sinifikanti (Figura 2 Supplimentari).
Il-profili SAV ibbażati fuq sekwenzi 16S tqabblu mar-rikkezza ta 'Shannon u r-rikkezza osservata fil-livell tal-phylum. (a) Analiżi tal-koordinati prinċipali (PCoA) ibbażata fuq l-istruttura ġenerali tal-komunità mikrobjali f'larva mitmugħa bil-polline jew kontroll (blu) u mancozeb (oranġjo). Kull punt tad-dejta jirrappreżenta kampjun separat. PCoA ġie kkalkulat bl-użu tad-distanza Bray-Curtis tad-distribuzzjoni t multivarjata. L-ovali jirrappreżentaw il-livell ta' kunfidenza ta' 80%. (b) Boxplot, data mhux maħduma dwar il-ġid ta' Shannon (punti) u c. Ġid osservabbli. Boxplots juru kaxxi għal-linja medjana, medda interkwartili (IQR), u 1.5 × IQR (n = 3).
Kompożizzjoni ta 'komunitajiet mikrobjali ta' larva mitmugħa fuq polline ittrattat b'mancozeb u mhux ittrattat. (a) Abbundanza relattiva ta 'ġeneri mikrobjali tinqara fil-larva. (b) Mappa tas-sħana tal-komunitajiet mikrobjali identifikati. Delftia (odds ratio (OR) = 0.67, P = 0.0030) u Pseudomonas (OR = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060); Ir-ringieli tal-mapep tas-sħana huma miġbura bl-użu tad-distanza ta' korrelazzjoni u l-konnettività medja.
Ir-riżultati tagħna juru li l-espożizzjoni orali għal fungiċidi ta 'kuntatt (mancozeb) u sistemiċi (pyrostrobin u trifloxystrobin), applikati b'mod wiesa' waqt il-fjoritura, naqqset b'mod sinifikanti ż-żieda fil-piż u żiedet il-mortalità tal-larva tal-qamħirrum. Barra minn hekk, mancozeb naqqas b'mod sinifikanti d-diversità u r-rikkezza tal-mikrobijoma matul l-istadju prepupal. Myclobutanil, funġiċida sistemika oħra, naqqas b'mod sinifikanti ż-żieda fil-piż tal-ġisem tal-larva fit-tliet dożi kollha. Dan l-effett kien evidenti fit-tieni (jum 5) u fit-tielet (jum 8) punti ta 'żmien. B'kuntrast, cyprodinil u captan ma naqqsux b'mod sinifikanti ż-żieda fil-piż jew is-sopravivenza meta mqabbla mal-grupp ta 'kontroll. Sa fejn nafu, dan ix-xogħol huwa l-ewwel wieħed li jiddetermina l-effetti tar-rati tal-għalqa ta 'fungiċidi differenti użati biex jipproteġu l-uċuħ tar-raba' tal-qamħ permezz ta' espożizzjoni diretta għall-polline.
It-trattamenti kollha funġiċidi naqqsu b'mod sinifikanti ż-żieda fil-piż tal-ġisem meta mqabbla mat-trattamenti ta 'kontroll. Mancozeb kellu l-akbar effett fuq iż-żieda fil-piż tal-ġisem tal-larva bi tnaqqis medju ta' 51%, segwit minn pyrithiostrobin. Madankollu, studji oħra ma rrappurtawx effetti avversi ta’ dożi ta’ funġiċidi fuq il-post fuq l-istadji tal-larva44. Għalkemm il-bijoċidi dithiocarbamate intwerew li għandhom tossiċità akuta baxxa45, ethylene bisdithiocarbamates (EBDCS) bħal mancozeb jistgħu jiddegradaw għal urea ethylene sulfide. Minħabba l-effetti mutaġeniċi tiegħu f'annimali oħra, dan il-prodott ta' degradazzjoni jista' jkun responsabbli għall-effetti osservati46,47. Studji preċedenti wrew li l-formazzjoni ta 'ethylene thiourea hija influwenzata minn fatturi bħal temperatura elevata48, livelli ta' umdità49 u tul tal-ħażna tal-prodott50. Kundizzjonijiet ta' ħażna xierqa għall-bijoċidi jistgħu jtaffu dawn l-effetti sekondarji. Barra minn hekk, l-Awtorità Ewropea dwar is-Sigurtà fl-Ikel esprimiet tħassib dwar it-tossiċità tal-pyrithiopide, li ntwera li hija karċinoġenika għas-sistemi diġestivi ta’ annimali oħra51.
L-amministrazzjoni orali ta 'mancozeb, pyrithiostrobin, u trifloxystrobin iżid il-mortalità tal-larva tal-corn borer. B'kuntrast, myclobutanil, ciprocycline u captan ma kellhom l-ebda effett fuq il-mortalità. Dawn ir-riżultati huma differenti minn dawk ta 'Ladurner et al.52, li wrew li captan naqqas b'mod sinifikanti s-sopravivenza ta' adulti O. lignaria u Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae). Barra minn hekk, fungiċidi bħal captan u boscalid instabu li jikkawżaw mortalità tal-larva52,53,54 jew ibiddlu l-imġieba tal-għalf55. Dawn il-bidliet, min-naħa tagħhom, jistgħu jaffettwaw il-kwalità nutrittiva tal-polline u fl-aħħar mill-aħħar il-qligħ tal-enerġija tal-istadju tal-larva. Il-mortalità osservata fil-grupp ta' kontroll kienet konsistenti ma' studji oħra 56,57.
Il-proporzjon tas-sess li jiffavorixxi l-irġiel osservat fix-xogħol tagħna jista 'jiġi spjegat minn fatturi bħal tgħammir insuffiċjenti u kundizzjonijiet ħżiena tat-temp waqt il-fjur, kif issuġġerit qabel għal O. cornuta minn Vicens u Bosch. Għalkemm in-nisa u l-irġiel fl-istudju tagħna kellhom erbat ijiem biex jitgħammru (perjodu ġeneralment meqjus biżżejjed għal tgħammir b'suċċess), aħna naqqasna deliberatament l-intensità tad-dawl biex innaqqsu l-istress. Madankollu, din il-modifika tista' tinterferixxi mhux intenzjonalment mal-proċess tat-tgħammir61. Barra minn hekk, in-naħal jesperjenzaw diversi jiem ta’ temp ħażin, inkluż xita u temperaturi baxxi (<5°C), li jistgħu wkoll ikollhom impatt negattiv fuq is-suċċess tat-tgħammir4,23.
Għalkemm l-istudju tagħna ffoka fuq il-mikrobijoma tal-larva kollu, ir-riżultati tagħna jipprovdu għarfien dwar relazzjonijiet potenzjali fost komunitajiet batterjali li jistgħu jkunu kritiċi għan-nutrizzjoni tan-naħal u l-espożizzjoni tal-fungiċida. Pereżempju, il-larva mitmugħa polline trattat b'mancozeb naqqsu b'mod sinifikanti l-istruttura u l-abbundanza tal-komunità mikrobjali meta mqabbla ma 'larva mitmugħa polline mhux ittrattat. Fil-larva li jikkunsmaw polline mhux ittrattat, il-gruppi batterjali Proteobacteria u Actinobacteria kienu dominanti u kienu predominantement aerobiċi jew aerobiċi fakultattiv. Il-batterji Delft, normalment assoċjati ma 'speċi ta' naħal solitarji, huma magħrufa li għandhom attività antibijotika, li jindika rwol protettiv potenzjali kontra l-patoġeni. Speċi batterjali oħra, Pseudomonas, kienet abbundanti f'larva mitmugħa polline mhux ittrattat, iżda tnaqqset b'mod sinifikanti f'larva ttrattata b'mancozeb. Ir-riżultati tagħna jappoġġjaw studji preċedenti li jidentifikaw lil Pseudomonas bħala wieħed mill-ġeneri l-aktar abbundanti f'O. bicornis35 u wasps solitarji oħra34. Għalkemm evidenza sperimentali għar-rwol ta 'Pseudomonas fis-saħħa ta' O. cornifrons ma ġietx studjata, dan il-batterju ġie muri li jippromwovi s-sintesi ta 'tossini protettivi fil-ħanfusa Paederus fuscipes u jippromwovi l-metaboliżmu ta' l-arginine in vitro 35, 65. Dawn l-osservazzjonijiet jissuġġerixxu rwol potenzjali fid-difiża virali u batterjali matul iż-żmien ta 'żvilupp ta' O. cornifrons. Microbacterium huwa ġeneru ieħor identifikat fl-istudju tagħna li huwa rrappurtat li huwa preżenti f'numru kbir f'larva ta 'dubbien suwed suldat taħt kundizzjonijiet ta' ġuħ66. Fil-larva ta 'O. cornifrons, il-mikrobatterji jistgħu jikkontribwixxu għall-bilanċ u r-reżiljenza tal-mikrobijoma tal-musrana taħt kundizzjonijiet ta' stress. Barra minn hekk, Rhodococcus jinsab fil-larva ta’ O. cornifrons u huwa magħruf għall-abbiltajiet tiegħu ta’ ditossifikazzjoni67. Dan il-ġeneru jinstab ukoll fl-imsaren ta’ A. florea, iżda f’abbundanza baxxa ħafna68. Ir-riżultati tagħna juru l-preżenza ta 'varjazzjonijiet ġenetiċi multipli f'diversi taxa mikrobjali li jistgħu jbiddlu l-proċessi metaboliċi fil-larva. Madankollu, hemm bżonn ta 'fehim aħjar tad-diversità funzjonali ta' O. cornifrons.
Fil-qosor, ir-riżultati jindikaw li mancozeb, pyrithiostrobin, u trifloxystrobin naqqsu ż-żieda fil-piż tal-ġisem u żiedu l-mortalità tal-larva tal-corn borer. Għalkemm hemm tħassib dejjem jikber dwar l-effetti tal-fungiċidi fuq il-pollinaturi, hemm bżonn li wieħed jifhem aħjar l-effetti tal-metaboliti residwi ta 'dawn il-komposti. Dawn ir-riżultati jistgħu jiġu inkorporati f’rakkomandazzjonijiet għal programmi ta’ ġestjoni integrata tal-pollinaturi li jgħinu lill-bdiewa jevitaw l-użu ta’ ċerti funġiċidi qabel u waqt il-fjur tas-siġar tal-frott billi jagħżlu funġiċidi u jvarjaw iż-żmien tal-applikazzjoni, jew billi jinkoraġġixxu l-użu ta’ alternattivi inqas ta’ ħsara 36. Din l-informazzjoni hija importanti għall-iżvilupp tar-rakkomandazzjonijiet. dwar l-użu tal-pestiċidi, bħall-aġġustament tal-programmi eżistenti tal-bexx u l-bdil tal-ħin tal-bexx meta jintgħażlu funġiċidi jew il-promozzjoni tal-użu ta’ alternattivi inqas perikolużi. Hemm bżonn ta 'aktar riċerka dwar l-effetti negattivi tal-fungiċidi fuq il-proporzjon tas-sess, l-imġieba ta' l-għalf, il-mikrobijoma tal-musrana, u l-mekkaniżmi molekulari sottostanti telf ta 'piż u mortalità tal-corn borer.
Id-dejta tas-sors 1, 2 u 3 fil-Figuri 1 u 2 ġiet iddepożitata fir-repożitorju tad-dejta figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 u https://doi.org/10.6084/m9. figshare.24996233. Is-sekwenzi analizzati fl-istudju attwali (Figuri 4, 5) huma disponibbli fir-repożitorju tal-NCBI SRA taħt in-numru ta 'adeżjoni PRJNA1023565.
Bosch, J. u Kemp, WP Żvilupp u stabbiliment ta 'speċi tan-naħal tal-għasel bħala pollinaturi ta' uċuħ agrikoli: l-eżempju tal-ġeneru Osmia. (Hymenoptera: Megachilidae) u siġar tal-frott. barri. Ntomore. riżorsa. 92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al. Prattiki ta' pollinazzjoni u perċezzjonijiet ta' pollinaturi alternattivi fost il-produtturi tat-tuffieħ fi New York u Pennsylvania. aġġornament. Agrikoltura. Sistemi tal-ikel. 35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL u Ricketts TH Ekoloġija u ekonomija tal-pollinazzjoni tal-lewż bl-użu ta 'naħal indiġeni. J. Ekonomija. Ntomore. 111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y., u Park, Y.-L. Effetti tat-tibdil fil-klima fuq il-fenoloġija tat-tragopan: implikazzjonijiet għall-ġestjoni tal-popolazzjoni. Tlugħ. Bidla 150, 305–317 (2018).
Artz, DR u Pitts-Singer, TL Effett ta 'sprejs fungiċidi u adjuvanti fuq l-imġieba tat-tbejtu ta' żewġ naħal solitarji ġestiti (Osmia lignaria u Megachile rotundata). PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al. Fungiċida tal-uċuħ tar-raba 'tossiku baxx (fenbuconazole) jinterferixxi ma' sinjali ta 'kwalità riproduttiva maskili li jirriżultaw f'suċċess imnaqqas ta' tgħammir f'naħal solitarju selvaġġ. J. Apps. ekoloġija. 59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al. L-insettiċidi tan-neonikotinojdi u l-bijosintesi tal-ergosterol jrażżnu l-mortalità tal-fungiċida sinerġistika fi tliet speċi tan-naħal. Kontroll tal-pesti. ix-xjenza. 73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. u Danforth BN Solitary wasp larvae jbiddlu d-diversità batterjali fornuta mill-polline lin-naħal li jbejtu z-zokk Osmia cornifrons (Megachilidae). quddiem. mikroorganiżmu. 13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN u Steffan SA Il-mikro-organiżmi ektosimjotiċi fil-polline iffermentat huma importanti għall-iżvilupp tan-naħal solitarju daqs il-polline innifsu. ekoloġija. evoluzzjoni. 12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F u Thalheimer M. Tħawwil bejn ir-ringieli fil-ġonna tat-tuffieħ biex jikkontrolla l-mard taż-żrigħ mill-ġdid: studju tal-effettività prattika bbażat fuq indikaturi mikrobjali. Ħamrija tal-Pjanti 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG u Peter KA Taħsir morr tat-tuffieħ fl-Istati Uniti tan-nofs tal-Atlantiku: valutazzjoni ta 'speċi kawżattivi u l-influwenza tal-kundizzjonijiet reġjonali tat-temp u s-suxxettibilità tal-kultivari. Phytopathology 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK. u Stanley DA Fungiċidi, erbiċidi u naħal: reviżjoni sistematika ta 'riċerka u metodi eżistenti. PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED u Jepson, PC Effetti sinerġistiċi ta 'fungiċidi EBI u insettiċidi piretrojdi fuq in-naħal tal-għasel (Apis mellifera). pesti-xjenza. 39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE u Peng, CY Effett ta 'fungiċidi magħżula fuq it-tkabbir u l-iżvilupp tal-larva tan-naħal tal-għasel Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae). l-Erbgħa. Ntomore. 33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., u McArt, S. Gwida tad-Deċiżjoni għall-Użu tal-Pestiċidi biex Jipproteġu Pollinaturi fil-Ġonna tas-Siġar (Cornell University, 2018).
Iwasaki, JM u Hogendoorn, K. Espożizzjoni tan-naħal għal nonpesticides: reviżjoni ta 'metodi u riżultati rrappurtati. Agrikoltura. ekosistema. l-Erbgħa. 314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA. u Pitts-Singer TL Effett tat-tip ta 'provvista u espożizzjoni għall-pestiċidi fuq l-iżvilupp tal-larva ta' Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae). l-Erbgħa. Ntomore. 51, 240–251 (2022).
Kopit AM u Pitts-Singer TL Mogħdijiet ta' espożizzjoni għall-pestiċidi għal naħal solitarju tal-bejta vojta. l-Erbgħa. Ntomore. 47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al. Protokoll ġdid ta 'bioassay ta' inġestjoni għall-valutazzjoni tat-tossiċità tal-pestiċidi fin-naħal tal-ġnien Ġappuniż adulti (Osmia cornifrons). ix-xjenza. Rapporti 10, 9517 (2020).
Ħin tal-post: Mejju-14-2024