Faleminderit që vizituat Nature.com. Versioni i shfletuesit që po përdorni ka mbështetje të kufizuar CSS. Për rezultate më të mira, ju rekomandojmë të përdorni një version më të ri të shfletuesit tuaj (ose çaktivizoni modalitetin e përputhshmërisë në Internet Explorer). Ndërkohë, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne po e shfaqim sajtin pa stilim ose JavaScript.
Fungicidet shpesh përdoren gjatë lulëzimit të frutave të pemëve dhe mund të kërcënojnë pjalmuesit e insekteve. Megjithatë, dihet pak se si pjalmuesit jo bletë (p.sh., bletët e vetmuara, Osmia cornifrons) reagojnë ndaj kontaktit dhe fungicideve sistemike që përdoren zakonisht tek mollët gjatë lulëzimit. Ky boshllëk njohurish kufizon vendimet rregullatore që përcaktojnë përqendrimet e sigurta dhe kohën e spërkatjes me fungicid. Ne vlerësuam efektet e dy fungicideve të kontaktit (kaptan dhe mancozeb) dhe katër fungicideve ndërshtresore/fitosistemit (ciprociklina, miklobutanil, pirostrobin dhe trifloksistrobin). Efektet në shtimin e peshës së larvave, mbijetesën, raportin gjinor dhe diversitetin bakterial. Vlerësimi u krye duke përdorur një bioanalizëm kronik oral në të cilin poleni u trajtua në tre doza bazuar në dozën e rekomanduar aktualisht për përdorim në terren (1X), gjysmë dozë (0.5X) dhe dozë të ulët (0.1X). Të gjitha dozat e mancozebit dhe piritizolinës reduktuan ndjeshëm peshën trupore dhe mbijetesën e larvave. Më pas ne renditëm gjenin 16S për të karakterizuar bakterin e larvave të mancozebit, fungicidin përgjegjës për vdekshmërinë më të lartë. Ne zbuluam se diversiteti dhe bollëku bakterial u reduktuan ndjeshëm në larvat e ushqyera me polen të trajtuar me mancozeb. Rezultatet tona laboratorike tregojnë se spërkatja e disa prej këtyre fungicideve gjatë lulëzimit është veçanërisht e dëmshme për shëndetin e O. cornifrons. Ky informacion është i rëndësishëm për vendimet e ardhshme të menaxhimit në lidhje me përdorimin e qëndrueshëm të produkteve për mbrojtjen e pemëve frutore dhe shërben si bazë për proceset rregullatore që synojnë mbrojtjen e pjalmuesve.
Bleta murator e vetmuar Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) u prezantua në Shtetet e Bashkuara nga Japonia në fund të viteve 1970 dhe në fillim të viteve 1980, dhe speciet kanë luajtur një rol të rëndësishëm polenizues në ekosistemet e menaxhuara që atëherë. Popullatat e natyralizuara të kësaj blete janë pjesë e afërsisht 50 llojeve të bletëve të egra që plotësojnë bletët që pjalmojnë kopshtet e bajameve dhe mollëve në Shtetet e Bashkuara2,3. Bletët mason përballen me shumë sfida, duke përfshirë fragmentimin e habitatit, patogjenët dhe pesticidet3,4. Ndër insekticidet, fungicidet reduktojnë fitimin e energjisë, gjetjen e ushqimit5 dhe kondicionimin e trupit6,7. Megjithëse kërkimet e fundit sugjerojnë se shëndeti i bletëve Mason ndikohet drejtpërdrejt nga mikroorganizmat komensal dhe ektobakterial, 8,9 për shkak se bakteret dhe kërpudhat mund të ndikojnë në ushqimin dhe përgjigjet imune, efektet e ekspozimit ndaj fungicideve në diversitetin mikrobial të bletëve Mason sapo kanë filluar të studiohen.
Fungicidet me efekte të ndryshme (kontaktuese dhe sistemike) spërkaten në pemishte para dhe gjatë lulëzimit për të trajtuar sëmundje të tilla si koreja e mollës, kalbëzimi i hidhur, kalbëzimi i murrmë dhe myku pluhur10,11. Fungicidet konsiderohen të padëmshme për pjalmuesit, kështu që ato u rekomandohen kopshtarëve gjatë periudhës së lulëzimit; Ekspozimi dhe gëlltitja e këtyre fungicideve nga bletët është relativisht i njohur, pasi është pjesë e procesit të regjistrimit të pesticideve nga Agjencia Amerikane e Mbrojtjes së Mjedisit dhe shumë agjenci të tjera rregullatore kombëtare12,13,14. Megjithatë, efektet e fungicideve tek jo bletët janë më pak të njohura, sepse ato nuk kërkohen sipas marrëveshjeve të autorizimit të marketingut në Shtetet e Bashkuara15. Për më tepër, në përgjithësi nuk ka protokolle të standardizuara për testimin e bletëve të vetme16,17 dhe mbajtja e kolonive që ofrojnë bletët për testim është sfiduese18. Provat e bletëve të ndryshme të menaxhuara po kryhen gjithnjë e më shumë në Evropë dhe SHBA për të studiuar efektet e pesticideve mbi bletët e egra dhe protokollet e standardizuara janë zhvilluar së fundmi për O. cornifrons19.
Bletët me brirë janë monocite dhe përdoren komercialisht në kulturat e krapit si një shtesë ose zëvendësim për bletët e mjaltit. Këto bletë dalin midis marsit dhe prillit, me meshkujt e hershëm që dalin tre deri në katër ditë para femrave. Pas çiftëzimit, femra mbledh në mënyrë aktive polen dhe nektar për të siguruar një sërë qelizash pjellore brenda zgavrës së folesë tubulare (natyrale ose artificiale)1,20. Vezët vendosen mbi polen brenda qelizave; femra më pas ndërton një mur balte përpara se të përgatisë qelizën tjetër. Larvat e moshës së parë janë të mbyllura në korion dhe ushqehen me lëngje embrionale. Nga mosha e dytë deri në të pestën (prepupa), larvat ushqehen me polen22. Pasi furnizimi i polenit është i varfëruar plotësisht, larvat formojnë fshikëza, pupëzohen dhe dalin si të rritur në të njëjtën dhomë pjelljeje, zakonisht në fund të verës20,23. Të rriturit dalin pranverën e ardhshme. Mbijetesa e të rriturve lidhet me fitimin neto të energjisë (rritje në peshë) bazuar në marrjen e ushqimit. Kështu, cilësia ushqyese e polenit, si dhe faktorë të tjerë si moti apo ekspozimi ndaj pesticideve, janë përcaktues të mbijetesës dhe shëndetit24.
Insekticidet dhe fungicidet e aplikuara para lulëzimit janë në gjendje të lëvizin brenda enëve të gjakut në shkallë të ndryshme, nga translaminare (p.sh. në gjendje të lëvizin nga sipërfaqja e sipërme e gjetheve në sipërfaqen e poshtme, si disa fungicide) 25 deri në efekte të vërteta sistemike. , të cilat mund të depërtojnë në kurorën nga rrënjët, mund të hyjnë në nektarin e luleve të mollës26, ku mund të vrasin O. cornifrons27 të rritur. Disa pesticide gjithashtu rrjedhin në polen, duke ndikuar në zhvillimin e larvave të misrit dhe duke shkaktuar vdekjen e tyre19. Studime të tjera kanë treguar se disa fungicide mund të ndryshojnë ndjeshëm sjelljen e folezimit të specieve të lidhura O. lignaria28. Përveç kësaj, studimet laboratorike dhe në terren që simulojnë skenarët e ekspozimit ndaj pesticideve (përfshirë fungicidet) kanë treguar se pesticidet ndikojnë negativisht në fiziologjinë 22 morfologjinë 29 dhe mbijetesën e bletëve të mjaltit dhe disa bletëve të vetmuara. Spërkatjet e ndryshme fungicidale të aplikuara drejtpërdrejt në lulet e hapura gjatë lulëzimit mund të kontaminojnë polenin e mbledhur nga të rriturit për zhvillimin e larvave, efektet e të cilit mbeten për t'u studiuar30.
Gjithnjë e më shumë pranohet se zhvillimi i larvave ndikohet nga poleni dhe bashkësitë mikrobike të sistemit të tretjes. Mikrobioma e bletës ndikon në parametra të tillë si masa trupore31, ndryshimet metabolike22 dhe ndjeshmëria ndaj patogjenëve32. Studimet e mëparshme kanë ekzaminuar ndikimin e fazës së zhvillimit, lëndëve ushqyese dhe mjedisit në mikrobiomën e bletëve të vetmuara. Këto studime zbuluan ngjashmëri në strukturën dhe bollëkun e mikrobiomeve të larvave dhe polenit33, si dhe gjinitë bakteriale më të zakonshme Pseudomonas dhe Delftia, midis specieve të vetmuara të bletëve. Megjithatë, megjithëse fungicidet janë shoqëruar me strategji për të mbrojtur shëndetin e bletëve, efektet e fungicideve në mikrobiotën e larvave përmes ekspozimit të drejtpërdrejtë oral mbeten të paeksploruara.
Ky studim testoi efektet e dozave reale të gjashtë fungicideve të përdorura zakonisht të regjistruara për përdorim në frutat e pemëve në Shtetet e Bashkuara, duke përfshirë fungicidet kontaktuese dhe sistemike të administruara nga goja te larvat e molës së krimbit të misrit nga ushqimi i kontaminuar. Ne zbuluam se fungicidet e kontaktit dhe sistemik reduktuan shtimin e peshës trupore të bletës dhe rritën vdekshmërinë, me efektet më të rënda të lidhura me mancozeb dhe pyrithiopide. Më pas krahasuam diversitetin mikrobik të larvave të ushqyera me dietën e polenit të trajtuar me mancozeb me ato të ushqyera me dietën e kontrollit. Ne diskutojmë mekanizmat e mundshëm në themel të vdekshmërisë dhe implikimet për programet e integruara të menaxhimit të dëmtuesve dhe pjalmuesve (IPPM)36.
Të rriturit O. cornifrons që dimëronin në fshikëza u morën nga Qendra Kërkimore e Frutave, Biglerville, PA, dhe u ruajtën në -3 deri në 2°C (±0,3°C). Para eksperimentit (600 fshikëza gjithsej). Në maj 2022, 100 fshikëza O. cornifrons u transferuan çdo ditë në gota plastike (50 fshikëza për filxhan, DI 5 cm × 15 cm e gjatë) dhe peceta u vendosën brenda kupave për të nxitur hapjen dhe për të siguruar një substrat të përtypur, duke reduktuar stresin mbi bletët me gurë37. Vendosni dy gota plastike që përmbajnë fshikëza në një kafaz insektesh (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) me ushqyes 10 ml që përmbajnë solucion saharozë 50% dhe ruajini për katër ditë për të siguruar mbylljen dhe çiftëzimin. 23°C, lagështia relative 60%, fotoperiudha 10 l (intensitet i ulët): 14 ditë. 100 femra dhe meshkuj të çiftëzuar u lëshuan çdo mëngjes për gjashtë ditë (100 në ditë) në dy fole artificiale gjatë lulëzimit të pikut të mollës (foleja e kurthit: gjerësia 33,66 × lartësi 30,48 × gjatësi 46,99 cm; Figura plotësuese 1 ). E vendosur në Arboretumin Shtetëror të Pensilvanisë, pranë qershisë (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), pjeshkës (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), dardhës (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyruskoperifolia', Pyruskoperia', Pyruskoperia', perifolia "Olympic" 'Shinseiki'), pema e mollës koronaria (Malus coronaria) dhe varietete të shumta të pemëve të mollës (Malus coronaria, Malus), pema e mollës shtëpiake 'Co-op 30' Enterprise™, pema e mollës Malus 'Co-Op 31' Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begoniapyen 'N, BegoniaGold'. Çdo shtëpi zogjsh plastike blu përshtatet në krye të dy kutive prej druri. Çdo kuti fole përmbante 800 tuba bosh letre kraft (spiral të hapur, 0,8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) të futura në tuba celofani të errët (0,7 OD shih Prizat plastike (tapat T-1X) ofrojnë vende foleje.
Të dy kutitë e foleve ishin të drejtuara nga lindja dhe ishin të mbuluara me gardh plastik të gjelbër kopshti (modeli Everbilt #889250EB12, madhësia e hapjes 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) për të parandaluar hyrjen e brejtësve dhe zogjve dhe u vendosën në sipërfaqen e tokës pranë kutive të dheut të kutisë së folesë. Kutia e folesë (Figura plotësuese 1a). Vezët e farës së misrit mblidheshin çdo ditë duke mbledhur 30 tuba nga foletë dhe duke i transportuar ato në laborator. Duke përdorur gërshërë, bëni një prerje në fund të tubit, më pas çmontoni tubin spirale për të ekspozuar qelizat e pjelljes. Vezët individuale dhe poleni i tyre u hoqën duke përdorur një shpatull të lakuar (Kit mjetesh Microslide, BioQuip Products Inc., Kaliforni). Vezët u inkubuan në letër filtri të lagur dhe u vendosën në një enë Petri për 2 orë përpara se të përdoren në eksperimentet tona (Figura plotësuese 1b-d).
Në laborator, ne vlerësuam toksicitetin oral të gjashtë fungicideve të aplikuara para dhe gjatë lulëzimit të mollës në tre përqendrime (0.1X, 0.5X dhe 1X, ku 1X është shenja e aplikuar për 100 gallon ujë/acre. Doza e lartë e fushës = përqendrimi në fushë). , Tabela 1). Çdo përqendrim u përsërit 16 herë (n = 16). Dy fungicide kontakti (Tabela S1: mancozeb 2696.14 ppm dhe kaptan 2875.88 ppm) dhe katër fungicide sistemike (Tabela S1: pyrithiostrobin 250.14 ppm; trifloksistrobin 110.06 ppm; myclobutanil azole .820,20 ppm 75; ppm) toksiciteti ndaj frutave, perimeve dhe kulturave zbukuruese. Homogjenizuam polenin duke përdorur një mulli, transferuam 0,20 g në një pus (Pjatë Falcon 24 pusesh) dhe shtuam dhe përziejmë 1 μL tretësirë fungicide për të formuar polen piramidale me puse të thella 1 mm në të cilat vendoseshin vezët. Vendoseni duke përdorur një mini shpatull (Figura plotësuese 1c,d). Pllakat Falcon u ruajtën në temperaturë dhome (25°C) dhe lagështi relative 70%. Ne i krahasuam ato me larvat e kontrollit të ushqyer me një dietë homogjene poleni të trajtuar me ujë të pastër. Ne regjistruam vdekshmërinë dhe matëm peshën e larvave çdo të dytën ditë derisa larvat arritën moshën parapupale duke përdorur një bilanc analitik (Fisher Scientific, saktësia = 0.0001 g). Më në fund, raporti gjinor u vlerësua duke hapur fshikëzën pas 2.5 muajsh.
ADN-ja u nxor nga larvat e plota të O. cornifrons (n = 3 për gjendje trajtimi, polen të trajtuar me mancozeb dhe të patrajtuar) dhe ne kryem analiza të diversitetit mikrobik në këto kampione, veçanërisht sepse në mancozeb vdekshmëria më e lartë u vu re te larvat. duke marrë MnZn. ADN-ja u përforcua, u pastrua duke përdorur kompletin e ADN-së DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead (Zymo Research, Irvine, CA) dhe u rendit (600 cikle) në një Illumina® MiSeq™ duke përdorur kompletin v3. Sekuenca e synuar e gjeneve të ARN-së ribozomale bakteriale 16S u krye duke përdorur Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) duke përdorur abetare që synojnë rajonin V3-V4 të gjenit 16S rRNA. Për më tepër, sekuenca 18S u krye duke përdorur përfshirjen 10% PhiX dhe amplifikimi u krye duke përdorur çiftin e primerit 18S001 dhe NS4.
Importoni dhe përpunoni leximet e çiftuara39 duke përdorur tubacionin QIIME2 (v2022.11.1). Këto lexime u shkurtuan dhe u bashkuan, dhe sekuencat kimerike u hoqën duke përdorur shtesën DADA2 në QIIME2 (qiime dada2 noise pairing)40. Detyrat e klasës 16S dhe 18S u kryen duke përdorur shtesën e klasifikimit të objekteve Classify-sklearn dhe klasifikuesin e para-trajnuar të artefakteve silva-138-99-nb.
Të gjitha të dhënat eksperimentale u kontrolluan për normalitet (Shapiro-Wilks) dhe homogjenitet të variancave (testi Levene). Për shkak se grupi i të dhënave nuk plotësonte supozimet e analizës parametrike dhe transformimi dështoi në standardizimin e mbetjeve, ne kryem një ANOVA joparametrike dykahëshe (Kruskal-Wallis) me dy faktorë [koha (pikat kohore trefazore 2, 5 dhe 8 ditore) dhe fungicid] për të vlerësuar efektin e trajtimit në larvat duke përdorur peshën e freskët joparametike të larvave, më pas. Testi Wilcoxon. Ne përdorëm një model linear të përgjithësuar (GLM) me një shpërndarje Poisson për të krahasuar efektet e fungicideve në mbijetesë në tre përqendrime fungicide41,42. Për analizën e bollëkut diferencial, numri i varianteve të sekuencës së amplikonit (ASV) u shembur në nivelin e gjinisë. Krahasimet e bollëkut diferencial midis grupeve që përdorin bollëkun relativ 16S (niveli i gjinisë) dhe 18S u kryen duke përdorur një model shtesë të përgjithësuar për pozicionin, shkallën dhe formën (GAMLSS) me shpërndarjet e familjes me fryrje beta zero (BEZI), të cilat u modeluan në një makro. në Microbiome R43 (v1.1). 1). Hiqni speciet mitokondriale dhe kloroplastike përpara analizës diferenciale. Për shkak të niveleve të ndryshme taksonomike të 18S, vetëm niveli më i ulët i secilit takson u përdor për analiza diferenciale. Të gjitha analizat statistikore u kryen duke përdorur R (v. 3.4.3., projekti CRAN) (Ekipi 2013).
Ekspozimi ndaj mancozeb, pyrithiostrobin dhe trifloxystrobin uli ndjeshëm shtimin e peshës trupore në O. cornifrons (Fig. 1). Këto efekte u vëzhguan vazhdimisht për të tre dozat e vlerësuara (Fig. 1a-c). Ciklostrobina dhe miklobutanili nuk ulën ndjeshëm peshën e larvave.
Pesha mesatare e freskët e larvave të gërmuesit rrjedhin e matur në tre pika kohore nën katër trajtime dietike (ushqim homogjen i polenit + fungicid: kontrolli, doza 0.1X, 0.5X dhe 1X). (a) Doza e ulët (0.1X): pika e parë (dita 1): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0,0001, pika e dytë e kohës (dita 5): 22,83, DF = 0,0009; hera e tretë; pika (dita 8): χ2: 28.39, DF = 6; (b) gjysma e dozës (0.5X): pika e parë (dita 1): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, pika e dytë e kohës (dita e parë). ): χ2: 15,98, DF = 6; P = 0,0090; pika e tretë e kohës (dita 8) χ2: 16.47, DF = 6; (c) Vendi ose doza e plotë (1X): pika e parë (dita 1) χ2: 20.64, P = 6; P = 0,0326, pika e dytë e kohës (dita 5): χ2: 22,83, DF = 6; P = 0,0009; pika e tretë e kohës (dita 8): χ2: 28.39, DF = 6; analiza joparametrike e variancës. Shiritat përfaqësojnë mesataren ± SE të krahasimeve në çift (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
Në dozën më të ulët (0,1X), pesha trupore e larvave u reduktua me 60% me trifloksistrobin, 49% me mancozeb, 48% me myclobutanil dhe 46% me pirithistrobin (Fig. 1a). Kur u ekspozua ndaj gjysmës së dozës në terren (0,5X), pesha trupore e larvave të mancozebit u reduktua me 86%, piritiostrobina me 52% dhe trifloksistrobina me 50% (Fig. 1b). Një dozë e plotë në fushë (1X) e mancozeb reduktoi peshën e larvave me 82%, piritiostrobinën me 70% dhe trifloksistrobinën, miklobutanilin dhe sangardin me afërsisht 30% (Fig. 1c).
Vdekshmëria ishte më e lartë në mesin e larvave të ushqyera me polen të trajtuar me mancozeb, e ndjekur nga piritiostrobina dhe trifloksistrobina. Vdekshmëria u rrit me rritjen e dozave të mancozebit dhe piritizolinës (Fig. 2; Tabela 2). Megjithatë, vdekshmëria nga gërmuesit e misrit u rrit vetëm pak me rritjen e përqendrimeve të trifloksistrobinës; ciprodinili dhe kaptani nuk e rritën ndjeshëm vdekshmërinë krahasuar me trajtimet e kontrollit.
Vdekshmëria e larvave të mizave të shpinës u krahasua pas gëlltitjes së polenit të trajtuar individualisht me gjashtë fungicide të ndryshme. Mancozeb dhe pentopiramidi ishin më të ndjeshëm ndaj ekspozimit oral ndaj krimbave të misrit (GLM: χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (vija, pjerrësia = 0,29, P < 0,001; pjerrësia = 0,24, P <0).
Mesatarisht, në të gjitha trajtimet, 39.05% e pacientëve ishin femra dhe 60.95% ishin meshkuj. Ndër trajtimet e kontrollit, përqindja e grave ishte 40% në studimet me dozë të ulët (0.1X) dhe gjysmë dozë (0.5X), dhe 30% në studimet me dozë në terren (1X). Në dozë 0.1X, midis larvave të ushqyera me polen të trajtuara me mancozeb dhe myclobutanil, 33.33% e të rriturve ishin femra, 22% e të rriturve ishin femra, 44% e larvave të rritura ishin femra, 44% e larvave të rritura ishin femra. femra, 41% e larvave të rritura ishin femra dhe kontrollet ishin 31% (Fig. 3a). Me 0,5 herë më shumë dozë, 33% e krimbave të rritur në grupin mancozeb dhe pyrithiostrobin ishin femra, 36% në grupin e trifloksistrobinës, 41% në grupin e myclobutanil dhe 46% në grupin e ciprostrobinës. Kjo shifër ishte 53% në grup. në grupin kaptan dhe 38% në grupin e kontrollit (Fig. 3b). Në dozën 1X, 30% e grupit mancozeb ishin gra, 36% e grupit pyrithiostrobin, 44% e grupit trifloxystrobin, 38% e grupit myclobutanil, 50% e grupit të kontrollit ishin gra - 38.5% (Fig. 3c).
Përqindja e kërpudhave femra dhe meshkuj pas ekspozimit ndaj fungicidit në fazën e larvës. (a) Dozë e ulët (0.1X). (b) Gjysma e dozës (0.5X). (c) Doza në terren ose doza e plotë (1X).
Analiza e sekuencës 16S tregoi se grupi bakterial ndryshonte midis larvave të ushqyera me polen të trajtuar me mancozeb dhe larvave të ushqyera me polen të patrajtuar (Fig. 4a). Indeksi mikrobial i larvave të patrajtuara të ushqyera me polen ishte më i lartë se ai i larvave të ushqyera me polen të trajtuar me mancozeb (Fig. 4b). Megjithëse dallimi i vërejtur në pasuri midis grupeve nuk ishte statistikisht i rëndësishëm, ai ishte dukshëm më i ulët se ai i vërejtur për larvat që ushqeheshin me polen të patrajtuar (Fig. 4c). Bollëku relativ tregoi se mikrobiota e larvave të ushqyera me polenin e kontrollit ishte më e larmishme se ajo e larvave të ushqyera me larvat e trajtuara me mancozeb (Fig. 5a). Analiza përshkruese zbuloi praninë e 28 gjinive në mostrat e kontrollit dhe të trajtuara me mancozeb (Fig. 5b). c Analiza duke përdorur sekuencën 18S nuk zbuloi dallime domethënëse (Figura plotësuese 2).
Profilet SAV të bazuara në sekuencat 16S u krahasuan me pasurinë Shannon dhe u vunë re pasuri në nivel grupi. (a) Analiza e koordinatave kryesore (PCoA) bazuar në strukturën e përgjithshme të komunitetit mikrobik në larvat e ushqyera me polen ose kontroll (blu) dhe të ushqyer me mancozeb (portokalli). Çdo pikë e të dhënave përfaqëson një mostër të veçantë. PCoA u llogarit duke përdorur distancën Bray-Curtis të shpërndarjes t multivariate. Ovalet përfaqësojnë nivelin 80% të besimit. (b) Boxplot, të dhëna të papërpunuara të pasurisë së Shannon (pikë) dhe c. Pasuri e dukshme. Komplotet kuti tregojnë kutitë për vijën mesatare, diapazonin ndërkuartilor (IQR) dhe 1,5 × IQR (n = 3).
Përbërja e komuniteteve mikrobike të larvave të ushqyera me polen të trajtuar me mancozeb dhe të patrajtuar. (a) Bollëku relativ i gjinive mikrobike lexohet në larva. (b) Harta e nxehtësisë e komuniteteve mikrobiale të identifikuara. Delftia (raporti i gjasave (OR) = 0,67, P = 0,0030) dhe Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Mikrobakteri (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060); Rreshtat e hartës së nxehtësisë grumbullohen duke përdorur distancën e korrelacionit dhe lidhjen mesatare.
Rezultatet tona tregojnë se ekspozimi oral ndaj fungicideve kontaktuese (mancozeb) dhe sistematike (pirostrobin dhe trifloksistrobin), të aplikuara gjerësisht gjatë lulëzimit, uli ndjeshëm shtimin në peshë dhe rriti vdekshmërinë e larvave të misrit. Përveç kësaj, mancozeb reduktoi ndjeshëm diversitetin dhe pasurinë e mikrobiomës gjatë fazës prepupale. Myclobutanil, një tjetër fungicid sistemik, uli ndjeshëm shtimin e peshës trupore të larvave në të tre dozat. Ky efekt ishte i dukshëm në momentin e dytë (dita 5) dhe e tretë (dita 8). Në të kundërt, ciprodinili dhe kaptani nuk reduktuan ndjeshëm shtimin në peshë ose mbijetesën në krahasim me grupin e kontrollit. Sipas njohurive tona, kjo punë është e para që përcakton efektet e shkallës në terren të fungicideve të ndryshëm të përdorur për të mbrojtur të korrat e misrit përmes ekspozimit të drejtpërdrejtë të polenit.
Të gjitha trajtimet me fungicide reduktuan ndjeshëm shtimin e peshës trupore në krahasim me trajtimet e kontrollit. Mancozeb pati efektin më të madh në shtimin e peshës trupore të larvave me një reduktim mesatar prej 51%, i ndjekur nga pyrithiostrobin. Megjithatë, studime të tjera nuk kanë raportuar efekte të padëshiruara të dozave në terren të fungicideve në fazat e larvave44. Megjithëse biocidet e ditiokarbamatit janë treguar të kenë toksicitet të ulët akut45, etilen bisdithiocarbamates (EBDCS) si mancozeb mund të degradojnë në ure etilen sulfid. Duke pasur parasysh efektet e tij mutagjene në kafshë të tjera, ky produkt degradimi mund të jetë përgjegjës për efektet e vëzhguara46,47. Studimet e mëparshme kanë treguar se formimi i tiuresë së etilenit ndikohet nga faktorë të tillë si temperatura e ngritur48, nivelet e lagështisë49 dhe kohëzgjatja e ruajtjes së produktit50. Kushtet e duhura të ruajtjes së biocideve mund të zbusin këto efekte anësore. Përveç kësaj, Autoriteti Evropian i Sigurisë Ushqimore ka shprehur shqetësimin për toksicitetin e piritiopidit, i cili është treguar se është kancerogjen për sistemin tretës të kafshëve të tjera51.
Administrimi oral i mancozeb, pyrithiostrobin dhe trifloxystrobin rrit vdekshmërinë e larvave të gërmuesit të misrit. Në të kundërt, myclobutanil, ciprocycline dhe captan nuk kishin asnjë efekt në vdekshmërinë. Këto rezultate ndryshojnë nga ato të Ladurner et al.52, të cilët treguan se kaptani uli ndjeshëm mbijetesën e O. lignaria të rritur dhe Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae). Përveç kësaj, fungicidet si captan dhe boscalid janë gjetur se shkaktojnë vdekshmëri të larvave52,53,54 ose ndryshojnë sjelljen e të ushqyerit55. Këto ndryshime, nga ana tjetër, mund të ndikojnë në cilësinë ushqyese të polenit dhe në fund të fundit në fitimin e energjisë në fazën e larvës. Vdekshmëria e vëzhguar në grupin e kontrollit ishte në përputhje me studimet e tjera 56,57.
Raporti gjinor i favorshëm për meshkujt i vërejtur në punën tonë mund të shpjegohet me faktorë të tillë si çiftëzimi i pamjaftueshëm dhe kushtet e këqija të motit gjatë lulëzimit, siç sugjerohej më parë për O. cornuta nga Vicens dhe Bosch. Edhe pse femrat dhe meshkujt në studimin tonë kishin katër ditë për t'u çiftuar (një periudhë që përgjithësisht konsiderohet e mjaftueshme për çiftëzimin e suksesshëm), ne e reduktuam qëllimisht intensitetin e dritës për të minimizuar stresin. Megjithatë, ky modifikim mund të ndërhyjë pa dashje në procesin e çiftëzimit61. Përveç kësaj, bletët përjetojnë disa ditë moti të pafavorshëm, duke përfshirë shiun dhe temperaturat e ulëta (<5°C), të cilat gjithashtu mund të ndikojnë negativisht në suksesin e çiftëzimit4,23.
Megjithëse studimi ynë u fokusua në të gjithë mikrobiomën e larvave, rezultatet tona ofrojnë një pasqyrë të marrëdhënieve të mundshme midis komuniteteve bakteriale që mund të jenë kritike për ushqimin e bletëve dhe ekspozimin ndaj fungicideve. Për shembull, larvat e ushqyera me polen të trajtuar me mancozeb kishin reduktuar ndjeshëm strukturën dhe bollëkun e komunitetit mikrobik në krahasim me larvat e ushqyera me polen të patrajtuar. Në larvat që konsumonin polen të patrajtuar, grupet bakteriale Proteobacteria dhe Actinobacteria ishin dominuese dhe ishin kryesisht aerobe ose aerobike fakultative. Bakteret Delft, zakonisht të lidhura me specie të vetme të bletëve, dihet se kanë aktivitet antibiotik, gjë që tregon një rol të mundshëm mbrojtës kundër patogjenëve. Një tjetër specie bakteriale, Pseudomonas, ishte e bollshme në larvat e ushqyera me polen të patrajtuar, por u reduktua ndjeshëm në larvat e trajtuara me mancozeb. Rezultatet tona mbështesin studimet e mëparshme që identifikonin Pseudomonas si një nga gjinitë më të përhapura në O. bicornis35 dhe grerëza të tjera të vetmuara34. Edhe pse provat eksperimentale për rolin e Pseudomonas në shëndetin e O. cornifrons nuk janë studiuar, ky bakter është treguar se promovon sintezën e toksinave mbrojtëse në brumbullin Paederus fuscipes dhe promovon metabolizmin e argininës in vitro 35, 65. Këto vëzhgime sugjerojnë një rol të mundshëm në zhvillimin e mbrojtjes virale dhe bakteriale të O.frni. Microbacterium është një tjetër gjini e identifikuar në studimin tonë që raportohet të jetë e pranishme në një numër të lartë në larvat e mizave të zeza të ushtarëve në kushte uria66. Në larvat e O. cornifrons, mikrobakteret mund të kontribuojnë në ekuilibrin dhe elasticitetin e mikrobiomës së zorrëve në kushte stresi. Përveç kësaj, Rhodococcus gjendet në larvat O. cornifrons dhe është i njohur për aftësitë e tij detoksifikuese67. Kjo gjini gjendet edhe në zorrën e A. florea, por me bollëk shumë të ulët68. Rezultatet tona tregojnë praninë e variacioneve të shumta gjenetike në takson të shumtë mikrobialë që mund të ndryshojnë proceset metabolike në larva. Megjithatë, nevojitet një kuptim më i mirë i diversitetit funksional të O. cornifrons.
Në përmbledhje, rezultatet tregojnë se mancozeb, pyrithiostrobin dhe trifloxystrobin reduktuan shtimin e peshës trupore dhe rritën vdekshmërinë e larvave të gjirit të misrit. Edhe pse ka një shqetësim në rritje për efektet e fungicideve te pjalmuesit, ekziston nevoja për të kuptuar më mirë efektet e metabolitëve të mbetur të këtyre komponimeve. Këto rezultate mund të përfshihen në rekomandimet për programet e integruara të menaxhimit të pjalmuesve që ndihmojnë fermerët të shmangin përdorimin e disa fungicideve para dhe gjatë lulëzimit të pemëve frutore duke përzgjedhur fungicide dhe duke ndryshuar kohën e aplikimit, ose duke inkurajuar përdorimin e alternativave më pak të dëmshme 36. Ky informacion është i rëndësishëm për zhvillimin e rekomandimeve. mbi përdorimin e pesticideve, të tilla si rregullimi i programeve ekzistuese të spërkatjes dhe ndryshimi i kohës së spërkatjes kur zgjidhni fungicidet ose promovimi i përdorimit të alternativave më pak të rrezikshme. Nevojiten kërkime të mëtejshme për efektet negative të fungicideve në raportin gjinor, sjelljen e të ushqyerit, mikrobiomën e zorrëve dhe mekanizmat molekularë që qëndrojnë në bazë të humbjes së peshës dhe vdekshmërisë së kërpudhave të misrit.
Të dhënat burimore 1, 2 dhe 3 në figurat 1 dhe 2 janë depozituar në depon e të dhënave figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 dhe https://doi.org/10.6084/m9. figshare.24996233. Sekuencat e analizuara në studimin aktual (Fig. 4, 5) janë të disponueshme në depon e NCBI SRA me numrin e hyrjes PRJNA1023565.
Bosch, J. dhe Kemp, WP Zhvillimi dhe vendosja e llojeve të bletëve si pjalmues të kulturave bujqësore: shembulli i gjinisë Osmia. (Hymenoptera: Megachilidae) dhe pemë frutore. dem. Jo më shumë. burimi. 92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al. Praktikat e pjalmimit dhe perceptimet e pjalmuesve alternativë midis kultivuesve të mollëve në Nju Jork dhe Pensilvani. përditësimi. Bujqësia. sistemet ushqimore. 35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL dhe Ricketts TH Ekologjia dhe ekonomia e pjalmimit të bajameve duke përdorur bletët vendase. J. Ekonomik. Jo më shumë. 111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y. dhe Park, Y.-L. Efektet e ndryshimit të klimës në fenologjinë e tragopanit: implikimet për menaxhimin e popullsisë. Ngjiteni. Ndryshimi 150, 305–317 (2018).
Artz, DR dhe Pitts-Singer, TL Efekti i spërkatjeve fungicide dhe ndihmëse në sjelljen e foleve të dy bletëve të vetme të menaxhuara (Osmia lignaria dhe Megachile rotundata). PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al. Një fungicid i ulët toksik (fenbukonazol) ndërhyn në sinjalet e cilësisë riprodhuese të meshkujve duke rezultuar në uljen e suksesit të çiftëzimit te bletët e egra të vetmuara. J. Aplikacionet. ekologjisë. 59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al. Insekticidet neonikotinoid dhe biosinteza e ergosterolit shtypin vdekshmërinë e fungicideve sinergjike në tre lloje bletësh. Kontrolli i dëmtuesve. shkenca. 73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. dhe Danforth BN Larvat e grerëzave të vetme ndryshojnë diversitetin bakterial të furnizuar nga poleni për bletët me fole Osmia cornifrons (Megachilidae). përpara. mikroorganizëm. 13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN dhe Steffan SA Mikroorganizmat ektosimbiotikë në polenin e fermentuar janë po aq të rëndësishëm për zhvillimin e bletëve të vetmuara sa edhe vetë poleni. ekologjisë. evolucionit. 12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F dhe Thalheimer M. Mbjellja ndërmjet rreshtave në pemishte mollësh për të kontrolluar sëmundjet e rimbjelljes: një studim praktik efektiviteti i bazuar në treguesit mikrobikë. Toka bimore 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG dhe Peter KA Kalbja e hidhur e mollëve në mes të Atlantikut të Shteteve të Bashkuara: vlerësimi i specieve shkaktare dhe ndikimi i kushteve rajonale të motit dhe ndjeshmëria e kultivarëve. Phytopathology 111, 966-981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK. dhe Stanley DA Fungicidet, herbicidet dhe bletët: një rishikim sistematik i kërkimit dhe metodave ekzistuese. PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED dhe Jepson, PC Efektet sinergjike të fungicideve EBI dhe insekticideve piretroide mbi bletët e mjaltit (Apis mellifera). dëmton shkencën. 39, 293-297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE dhe Peng, CY Efekti i fungicideve të përzgjedhura në rritjen dhe zhvillimin e larvave të bletës së mjaltit Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae). e mërkurë. Jo më shumë. 33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., dhe McArt, S. Udhëzues Vendimi për Përdorimin e Pesticideve për Mbrojtjen e Pjalmuesve në Pemët e Pemëve (Universiteti Cornell, 2018).
Iwasaki, JM dhe Hogendoorn, K. Ekspozimi i bletëve ndaj jopesticideve: një rishikim i metodave dhe rezultateve të raportuara. Bujqësia. ekosistem. e mërkurë. 314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA. dhe Pitts-Singer TL Efekti i llojit të furnizimit dhe ekspozimit ndaj pesticideve në zhvillimin e larvave të Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae). e mërkurë. Jo më shumë. 51, 240–251 (2022).
Kopit AM dhe Pitts-Singer TL Rrugët e ekspozimit ndaj pesticideve ndaj bletëve të vetmuara me fole boshe. e mërkurë. Jo më shumë. 47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al. Një protokoll i ri i biovlerësimit të gëlltitjes për vlerësimin e toksicitetit të pesticideve në bletët e rritura japoneze të kopshtit (Osmia cornifrons). shkenca. Raportet 10, 9517 (2020).
Koha e postimit: Maj-14-2024