Dankie dat jy Nature.com besoek het.Die weergawe van die blaaier wat jy gebruik het beperkte CSS-ondersteuning.Vir die beste resultate, beveel ons aan dat jy 'n nuwer weergawe van jou blaaier gebruik (of deaktiveer Verenigbaarheidsmodus in Internet Explorer).In die tussentyd, om deurlopende ondersteuning te verseker, vertoon ons die webwerf sonder stilering of JavaScript.
Swamdoders word dikwels tydens boomvrugblom gebruik en kan insekbestuiwers bedreig.Min is egter bekend oor hoe nie-bybestuiwers (bv. eensame bye, Osmia cornifrons) reageer op kontak en sistemiese swamdoders wat algemeen op appels tydens blom gebruik word.Hierdie kennisgaping beperk regulatoriese besluite wat veilige konsentrasies en tydsberekening van swamdoderbespuiting bepaal.Ons het die effekte van twee kontakswamdoders (captan en mankoseb) en vier tussenlaag/fitosisteem swamdoders (siprosiklien, miklobutaniel, pirostrobien en trifloksistrobien) beoordeel.Effekte op larwe gewigstoename, oorlewing, geslagsverhouding en bakteriese diversiteit.Die evaluering is uitgevoer met behulp van 'n chroniese orale biotoets waarin stuifmeel in drie dosisse behandel is gebaseer op die tans aanbevole dosis vir veldgebruik (1X), halwe dosis (0.5X) en lae dosis (0.1X).Alle dosisse mankoseb en piritisolien het liggaamsgewig en larwe-oorlewing aansienlik verminder.Ons het toe die 16S-geen in volgorde bepaal om die larwe-bakterioom van mankoseb, die swamdoder wat verantwoordelik is vir die hoogste mortaliteit, te karakteriseer.Ons het gevind dat bakteriese diversiteit en oorvloed aansienlik verminder is in larwes wat op mankoseb-behandelde stuifmeel gevoer is.Ons laboratoriumresultate dui daarop dat die bespuiting van sommige van hierdie swamdoders tydens blom veral skadelik is vir die gesondheid van O. cornifrons.Hierdie inligting is relevant vir toekomstige bestuursbesluite rakende die volhoubare gebruik van vrugteboombeskermingsprodukte en dien as basis vir regulatoriese prosesse wat daarop gemik is om bestuiwers te beskerm.
Die eensame messelby Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) is in die laat 1970's en vroeë 1980's vanaf Japan aan die Verenigde State bekendgestel, en die spesie het sedertdien 'n belangrike bestuiwerrol in bestuurde ekosisteme gespeel.Genaturaliseerde populasies van hierdie by is deel van ongeveer 50 spesies wilde bye wat die bye komplementeer wat amandel- en appelboorde in die Verenigde State bestuif2,3.Vrymesselaarsbye staar baie uitdagings in die gesig, insluitend habitatfragmentasie, patogene en plaagdoders3,4.Onder insekdoders verminder swamdoders energietoename, kossoek5 en liggaamskondisionering6,7.Alhoewel onlangse navorsing daarop dui dat die gesondheid van Mason-bye direk beïnvloed word deur kommensale en ektobaktiese mikroörganismes, 8,9 omdat bakterieë en swamme voeding en immuunreaksies kan beïnvloed, begin die uitwerking van swamdoderblootstelling op die mikrobiese diversiteit van Mason-bye net wees. bestudeer.
Swamdoders met verskeie effekte (kontak en sistemies) word voor en tydens blom in boorde gespuit om siektes soos appelbrandsiekte, bittervrot, bruinvrot en poeieragtige skimmel te behandel10,11.Swamdoders word as onskadelik vir bestuiwers beskou, daarom word dit tydens die blomtyd aan tuiniers aanbeveel;Die blootstelling en inname van hierdie swamdoders deur bye is relatief bekend, aangesien dit deel is van die plaagdoderregistrasieproses deur die Amerikaanse Omgewingsbeskermingsagentskap en baie ander nasionale regulatoriese agentskappe12,13,14.Die uitwerking van swamdoders op nie-bye is egter minder bekend omdat dit nie ingevolge bemarkingsmagtigingsooreenkomste in die Verenigde State vereis word nie15.Daarbenewens is daar oor die algemeen geen gestandaardiseerde protokolle vir die toets van enkele bye16,17 nie, en die instandhouding van kolonies wat bye vir toetsing verskaf, is uitdagend18.Proewe van verskillende bestuurde bye word toenemend in Europa en die VSA uitgevoer om die uitwerking van plaagdoders op wilde bye te bestudeer, en gestandaardiseerde protokolle is onlangs vir O. cornifrons ontwikkel19.
Horingbye is monosiete en word kommersieel in karpgewasse gebruik as 'n aanvulling of vervanging vir heuningbye.Hierdie bye kom tussen Maart en April op, met die voorbarige mannetjies wat drie tot vier dae voor die wyfies opkom.Na paring versamel die wyfie aktief stuifmeel en nektar om 'n reeks broeiselle binne die buisvormige nesholte (natuurlik of kunsmatig) te verskaf 1,20.Die eiers word op stuifmeel binne die selle gelê;die wyfie bou dan 'n kleimuur voordat die volgende sel voorberei word.Die larwes van die eerste stadium word in die chorion ingesluit en voed op embrioniese vloeistowwe.Van die tweede tot die vyfde stadium (prepupa) voed die larwes op stuifmeel22.Sodra die stuifmeelvoorraad heeltemal uitgeput is, vorm die larwes kokonne, verpop en kom as volwassenes in dieselfde broeikamer te voorskyn, gewoonlik in die laat somer20,23.Volwassenes kom die volgende lente na vore.Volwasse oorlewing word geassosieer met netto energietoename (gewigstoename) gebaseer op voedselinname.Dus is die voedingskwaliteit van stuifmeel, asook ander faktore soos weer of blootstelling aan plaagdoders, bepalers van oorlewing en gesondheid24.
Insekdoders en swamdoders wat voor blom toegedien word, is in staat om binne die plantvaskulatuur te beweeg in verskillende grade, van translaminêr (bv. in staat om van die boonste oppervlak van blare na die onderste oppervlak te beweeg, soos sommige swamdoders) 25 tot werklik sistemiese effekte., wat die kroon vanaf die wortels kan binnedring, kan die nektar van appelblomme26 binnedring, waar hulle volwasse O. cornifrons27 kan doodmaak.Sommige plaagdoders loog ook in stuifmeel, wat die ontwikkeling van mielielarwes beïnvloed en hul dood veroorsaak19.Ander studies het getoon dat sommige swamdoders die nesgedrag van die verwante spesie O. lignaria28 aansienlik kan verander.Daarbenewens het laboratorium- en veldstudies wat plaagdodersblootstellingscenario's (insluitend swamdoders) simuleer, getoon dat plaagdoders die fisiologie 22 morfologie 29 en oorlewing van heuningbye en sommige eensame bye negatief beïnvloed.Verskeie swamdodende bespuitings wat tydens blom regstreeks op oop blomme toegedien word, kan stuifmeel wat deur volwassenes versamel word vir larwesontwikkeling, besoedel, waarvan die uitwerking nog bestudeer moet word30.
Daar word toenemend erken dat larwe-ontwikkeling deur stuifmeel en mikrobiese gemeenskappe van die spysverteringstelsel beïnvloed word.Die heuningby-mikrobioom beïnvloed parameters soos liggaamsmassa31, metaboliese veranderinge22 en vatbaarheid vir patogene32.Vorige studies het die invloed van ontwikkelingstadium, voedingstowwe en omgewing op die mikrobioom van alleenstaande bye ondersoek.Hierdie studies het ooreenkomste in die struktuur en oorvloed van die larwe- en stuifmeelmikrobiome33, sowel as die mees algemene bakteriese genera Pseudomonas en Delftia, onder solitêre byspesies aan die lig gebring.Alhoewel swamdoders geassosieer is met strategieë om bye se gesondheid te beskerm, bly die uitwerking van swamdoders op larwale mikrobiota deur direkte orale blootstelling onontgin.
Hierdie studie het die uitwerking getoets van werklike dosisse van ses algemeen gebruikte swamdoders wat geregistreer is vir gebruik op boomvrugte in die Verenigde State, insluitend kontak- en sistemiese swamdoders wat mondelings aan koringhoringwurmmotlarwes vanaf besmette voedsel toegedien word.Ons het gevind dat kontak- en sistemiese swamdoders bye se liggaamsgewigtoename verminder en sterftes verhoog het, met die ernstigste effekte wat met mankoseb en pirithiopied geassosieer word.Ons het toe die mikrobiese diversiteit van larwes wat op die mankoseb-behandelde stuifmeeldieet gevoer is, vergelyk met dié wat op die kontroledieet gevoer is.Ons bespreek potensiële meganismes onderliggend aan mortaliteit en implikasies vir geïntegreerde plaag- en bestuiwerbestuur (IPPM)36-programme.
Volwasse O. cornifrons wat in kokonne oorwinter is verkry vanaf die Vrugte Navorsingsentrum, Biglerville, PA, en by −3 tot 2°C (±0.3°C) gestoor.Voor die eksperiment (600 kokonne in totaal).In Mei 2022 is 100 O. cornifrons-kokonne daagliks in plastiekkoppies oorgeplaas (50 kokonne per koppie, DI 5 cm × 15 cm lank) en doekies is binne-in die koppies geplaas om oopmaak te bevorder en 'n koubare substraat te verskaf, wat stres op die klipperige verminder. bye37.Plaas twee plastiekkoppies wat kokonne bevat in 'n insekhok (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) met 10 ml voerders wat 50% sukrose-oplossing bevat en stoor vir vier dae om sluiting en paring te verseker.23°C, relatiewe humiditeit 60%, fotoperiode 10 l (lae intensiteit): 14 dae.100 gepaarde wyfies en mannetjies is elke oggend vir ses dae (100 per dag) vrygelaat in twee kunsmatige neste tydens piek appelblom (val nes: breedte 33,66 × hoogte 30,48 × lengte 46,99 cm; Aanvullende Figuur 1).Geplaas by die Pennsylvania State Arboretum, naby kersie (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), perske (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), peer (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), coronaria appelboom (Malus coronaria) en talle variëteite appelbome (Malus coronaria, Malus), huishoudelike appelboom 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus appelboom 'Co- Op 31′ Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy').Elke blou plastiek voëlhok pas bo-op twee hout bokse.Elke nesboks het 800 leë kraftpapierbuise (spiraal oop, 0,8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) bevat wat in ondeursigtige sellofaanbuise geplaas is (0,7 OD sien Plastiekproppe (T-1X-proppe) verskaf nesplekke .
Albei neskaste het oos gekyk en was bedek met groen plastiek tuinheining (Everbilt model #889250EB12, opening grootte 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) om toegang tot knaagdiere en voëls te voorkom en op die grondoppervlak langs die neskasgrond geplaas. bokse.Nestkas (Aanvullende Figuur 1a).Mielieboorder-eiers is daagliks versamel deur 30 buise uit neste te versamel en na die laboratorium te vervoer.Gebruik 'n skêr, maak 'n sny aan die einde van die buis, en haal dan die spiraalbuis uitmekaar om die broeiselle bloot te stel.Individuele eiers en hul stuifmeel is verwyder met 'n geboë spatel (Microslide-gereedskapstel, BioQuip Products Inc., Kalifornië).Die eiers is op klam filtreerpapier geïnkubeer en vir 2 uur in 'n Petri-bak geplaas voordat dit in ons eksperimente gebruik is (Aanvullende Figuur 1b-d).
In die laboratorium het ons die orale toksisiteit van ses swamdoders geëvalueer wat toegedien is voor en tydens appelbloeisel by drie konsentrasies (0.1X, 0.5X en 1X, waar 1X die punt is wat toegedien word per 100 liter water/akker. Hoë velddosis = konsentrasie in die veld)., Tabel 1).Elke konsentrasie is 16 keer herhaal (n = 16).Twee kontak swamdoders (Tabel S1: mankoseb 2696.14 dpm en captan 2875.88 dpm) en vier sistemiese swamdoders (Tabel S1: piritiostrobien 250.14 dpm; trifloksistrobien 110.06 dpm; myclobutanil azool ppm 8.0pm 250.00 ppm toksisiteit) vrugte, groente en siergewasse .Ons het die stuifmeel gehomogeniseer met 'n slypmasjien, 0.20 g na 'n put (24-put Falcon Plate) oorgeplaas en 1 μL swamdoderoplossing bygevoeg en gemeng om piramidale stuifmeel te vorm met 1 mm diep putte waarin die eiers geplaas is.Plaas met 'n minispatel (Aanvullende Figuur 1c,d).Falcon plate is gestoor by kamertemperatuur (25°C) en 70% relatiewe humiditeit.Ons het hulle vergelyk met kontrole larwes wat 'n homogene stuifmeeldieet gevoer is wat met suiwer water behandel is.Ons het mortaliteit aangeteken en larwe gewig elke tweede dag gemeet totdat die larwes prepupale ouderdom bereik het deur 'n analitiese balans te gebruik (Fisher Scientific, akkuraatheid = 0,0001 g).Uiteindelik is geslagsverhouding beoordeel deur die kokon na 2,5 maande oop te maak.
DNA is uit heel O. cornifrons larwes (n = 3 per behandelingstoestand, mankoseb-behandelde en onbehandelde stuifmeel) onttrek en ons het mikrobiese diversiteitsontledings op hierdie monsters uitgevoer, veral omdat in mankoseb die hoogste mortaliteit in larwes waargeneem is.MnZn ontvang.DNA is geamplifiseer, gesuiwer met behulp van die DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA-stel (Zymo Research, Irvine, CA), en in volgorde (600 siklusse) op 'n Illumina® MiSeq™ gebruik met die v3-stel.Geteikende volgordebepaling van bakteriële 16S ribosomale RNA-gene is uitgevoer met behulp van die Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) deur gebruik te maak van primers wat die V3-V4-gebied van die 16S rRNA-geen teiken.Daarbenewens is 18S-volgordebepaling uitgevoer deur gebruik te maak van 10% PhiX-insluiting, en amplifikasie is uitgevoer met behulp van die primer-paar 18S001 en NS4.
Voer en verwerk gepaarde lees39 met behulp van die QIIME2-pyplyn (v2022.11.1) in.Hierdie lesings is afgesny en saamgevoeg, en chimeriese reekse is verwyder deur die DADA2-inprop in QIIME2 (qiime dada2 geraasparing)40 te gebruik.Die 16S en 18S klasopdragte is uitgevoer met behulp van die objekklassifiseerder-inprop Classify-sklearn en die voorafopgeleide artefak silva-138-99-nb-klassifiseerder.
Alle eksperimentele data is nagegaan vir normaliteit (Shapiro-Wilks) en homogeniteit van afwykings (Levene se toets).Omdat die datastel nie aan die aannames van parametriese analise voldoen het nie en die transformasie nie daarin kon slaag om die residuele te standaardiseer nie, het ons 'n nieparametriese tweerigting ANOVA (Kruskal-Wallis) met twee faktore [tyd (driefase 2, 5 en 8 dag) uitgevoer tydpunte) en swamdoder] om die effek van behandeling op larvale vars gewig te evalueer, dan is post hoc nie-parametriese paarsgewyse vergelykings uitgevoer met behulp van die Wilcoxon-toets.Ons het 'n veralgemeende lineêre model (GLM) met 'n Poisson-verspreiding gebruik om die effekte van swamdoders op oorlewing oor drie swamdoderkonsentrasies te vergelyk41,42.Vir differensiële oorvloed-analise is die aantal amplikonvolgordevariante (ASV's) op die genusvlak ineengestort.Vergelykings van differensiële volopheid tussen groepe wat 16S (genusvlak) en 18S relatiewe oorvloed gebruik, is uitgevoer met behulp van 'n veralgemeende toevoegingsmodel vir posisie, skaal en vorm (GAMLSS) met beta-nul-opgeblaasde (BEZI) familieverspreidings, wat op 'n makro gemodelleer is. .in Mikrobioom R43 (v1.1).1).Verwyder mitochondriale en chloroplast spesies voor differensiële analise.As gevolg van die verskillende taksonomiese vlakke van 18S, is slegs die laagste vlak van elke takson vir differensiële ontledings gebruik.Alle statistiese ontledings is uitgevoer met behulp van R (v. 3.4.3., CRAN-projek) (Team 2013).
Blootstelling aan mankoseb, piritiostrobien en trifloksistrobien het liggaamsgewigtoename in O. cornifrons aansienlik verminder (Fig. 1).Hierdie effekte is konsekwent waargeneem vir al drie dosisse wat beoordeel is (Fig. 1a-c).Siklostrobien en miklobutaniel het nie die gewig van larwes betekenisvol verminder nie.
Gemiddelde vars gewig van stamboorderlarwes gemeet op drie tydpunte onder vier dieetbehandelings (homogene stuifmeelvoer + swamdoder: kontrole, 0.1X, 0.5X en 1X dosisse).(a) Lae dosis (0.1X): eerste tydpunt (dag 1): χ2: 30.99, DF = 6;P < 0,0001, tweede tydpunt (dag 5): 22,83, DF = 0,0009;derde keer;punt (dag 8): χ2: 28.39, DF = 6;(b) halwe dosis (0.5X): eerste tydpunt (dag 1): χ2: 35.67, DF = 6;P < 0,0001, tweede tydpunt (dag een).): χ2: 15.98, DF = 6;P = 0,0090;derde tydpunt (dag 8) χ2: 16.47, DF = 6;(c) Plek of volle dosis (1X): eerste tydpunt (dag 1) χ2: 20.64, P = 6;P = 0,0326, tweede tydpunt (dag 5): χ2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;derde tydpunt (dag 8): χ2: 28.39, DF = 6;nieparametriese variansieanalise.Stawe verteenwoordig gemiddelde ± SE van paarsgewyse vergelykings (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
By die laagste dosis (0.1X) is larwale liggaamsgewig met 60% verminder met trifloksistrobien, 49% met mankoseb, 48% met miklobutaniel en 46% met pirithistrobien (Fig. 1a).Wanneer dit aan die helfte van die velddosis (0.5X) blootgestel is, is die liggaamsgewig van mankosebellarwes met 86%, piritiostrobien met 52% en trifloksistrobien met 50% verminder (Fig. 1b).'n Volle velddosis (1X) van mankoseb het larwegewig met 82% verminder, piritiostrobien met 70%, en trifloksistrobien, miklobutaniel en sangard met ongeveer 30% (Fig. 1c).
Mortaliteit was die hoogste onder larwes wat met mankoseb-behandelde stuifmeel gevoer is, gevolg deur piritiostrobien en trifloksistrobien.Mortaliteit het toegeneem met toenemende dosisse mankoseb en piritisolien (Fig. 2; Tabel 2).Koringboordersterftes het egter net effens toegeneem namate trifloksistrobienkonsentrasies toegeneem het;cyprodinil en captan het nie mortaliteit aansienlik verhoog in vergelyking met kontrole behandelings nie.
Mortaliteit van boordvlieglarwes is vergelyk na inname van stuifmeel wat individueel met ses verskillende swamdoders behandel is.Mankoseb en pentopiramied was meer sensitief vir orale blootstelling aan mielie maaiers (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (lyn, helling = 0.29, P < 0.001; helling = 0.24, P <0.00)).
Gemiddeld, oor alle behandelings, was 39,05% van pasiënte vroulik en 60,95% manlik.Onder die kontrolebehandelings was die proporsie vroue 40% in beide die lae-dosis (0.1X) en halfdosis (0.5X) studies, en 30% in die veld-dosis (1X) studies.By 0.1X dosis, onder stuifmeel-gevoede larwes wat met mankoseb en myclobutanil behandel is, was 33.33% van volwassenes vroulik, 22% van volwassenes was vroulik, 44% van volwasse larwes was vroulik, 44% van volwasse larwes was vroulik.vroulik, 41% van volwasse larwes was wyfies, en kontroles was 31% (Fig. 3a).By 0,5 keer die dosis was 33% van volwasse wurms in die mankoseb- en piritiostrobiengroep vroulik, 36% in die trifloksistrobiengroep, 41% in die miklobutanielgroep en 46% in die siprostrobiengroep.Hierdie syfer was 53% in die groep.in die captan-groep en 38% in die kontrolegroep (Fig. 3b).By 1X dosis was 30% van die mankosebgroep vroue, 36% van die piritiostrobiengroep, 44% van die trifloksistrobiengroep, 38% van die miklobutanielgroep, 50% van die kontrolegroep was vroue – 38,5% (Figuur 3c) .
Persentasie vroulike en manlike boorders na larwale stadium swamdoder blootstelling.(a) Lae dosis (0.1X).(b) Halwe dosis (0.5X).(c) Veldosis of volle dosis (1X).
16S-volgorde-analise het getoon dat die bakteriese groep verskil het tussen larwes wat met mankoseb-behandelde stuifmeel gevoer is en larwes wat met onbehandelde stuifmeel gevoer is (Fig. 4a).Die mikrobiese indeks van onbehandelde larwes wat op stuifmeel gevoer is, was hoër as dié van larwes wat op mankoseb-behandelde stuifmeel gevoer is (Fig. 4b).Alhoewel die waargenome verskil in rykdom tussen groepe nie statisties betekenisvol was nie, was dit aansienlik laer as wat waargeneem is vir larwes wat op onbehandelde stuifmeel voed (Fig. 4c).Relatiewe oorvloed het getoon dat die mikrobiota van larwes wat op kontrole stuifmeel gevoer is, meer divers was as dié van larwes wat op mankoseb-behandelde larwes gevoer is (Fig. 5a).Beskrywende analise het die teenwoordigheid van 28 genera in kontrole en mankoseb-behandelde monsters aan die lig gebring (Fig. 5b).c Analise met behulp van 18S-volgordebepaling het geen betekenisvolle verskille aan die lig gebring nie (Aanvullende Figuur 2).
SAV-profiele gebaseer op 16S-reekse is vergelyk met Shannon-rykheid en waargenome rykheid op die filumvlak.(a) Hoofkoördinaatanalise (PCoA) gebaseer op algehele mikrobiese gemeenskapstruktuur in onbehandelde stuifmeel-gevoede of kontrole (blou) en mankoseb-gevoede larwes (oranje).Elke datapunt verteenwoordig 'n aparte steekproef.PCoA is bereken deur die Bray-Curtis-afstand van die meerveranderlike t-verspreiding te gebruik.Ovale verteenwoordig die 80% vertrouensvlak.(b) Boxplot, rou Shannon-rykdomdata (punte) en c.Waarneembare rykdom.Boksplotte wys blokkies vir mediaanlyn, interkwartielreeks (IQR) en 1.5 × IQR (n = 3).
Samestelling van mikrobiese gemeenskappe van larwes gevoed op mankoseb-behandelde en onbehandelde stuifmeel.(a) Relatiewe oorvloed van mikrobiese genera lees in larwes.(b) Hittekaart van geïdentifiseerde mikrobiese gemeenskappe.Delftia (kansverhouding (OR) = 0.67, P = 0.0030) en Pseudomonas (OR = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060);Hittekaartrye word saamgevoeg deur korrelasieafstand en gemiddelde konnektiwiteit te gebruik.
Ons resultate toon dat orale blootstelling aan kontak (mankoseb) en sistemiese (pirostrobien en trifloksistrobien) swamdoders, wat wyd toegedien is tydens blom, gewigstoename aansienlik verminder het en mortaliteit van mielielarwes verhoog het.Daarbenewens het mankoseb die diversiteit en rykdom van die mikrobioom aansienlik verminder tydens die prepupale stadium.Myclobutanil, nog 'n sistemiese swamdoder, het die larwale liggaamsgewigtoename by al drie dosisse aansienlik verminder.Hierdie effek was duidelik by die tweede (dag 5) en derde (dag 8) tydpunte.In teenstelling hiermee het cyprodinil en captan nie gewigstoename of oorlewing aansienlik verminder in vergelyking met die kontrolegroep nie.Sover ons weet, is hierdie werk die eerste om die uitwerking van veldhoeveelhede van verskillende swamdoders wat gebruik word om mieliegewasse deur direkte stuifmeelblootstelling te beskerm, te bepaal.
Alle swamdoderbehandelings het liggaamsgewigtoename aansienlik verminder in vergelyking met kontrolebehandelings.Mankoseb het die grootste effek op larwale liggaamsgewigtoename gehad met 'n gemiddelde verlaging van 51%, gevolg deur piritiostrobien.Ander studies het egter nie nadelige effekte van velddosisse swamdoders op larwestadia gerapporteer nie44.Alhoewel ditiokarbamaatbiosiede lae akute toksisiteit het45, kan etileenbisditiokarbamate (EBDCS) soos mankoseb tot ureum etileensulfied afbreek.Gegewe die mutageniese effekte daarvan in ander diere, kan hierdie afbraakproduk verantwoordelik wees vir die waargenome effekte46,47.Vorige studies het getoon dat die vorming van etileentioureum beïnvloed word deur faktore soos verhoogde temperatuur48, humiditeitsvlakke49 en lengte van produkberging50.Behoorlike bergingstoestande vir biosiede kan hierdie newe-effekte versag.Daarbenewens het die Europese Voedselveiligheidsowerheid kommer uitgespreek oor die toksisiteit van pirithiopied, wat bewys is dat dit kankerverwekkend is vir die spysverteringstelsels van ander diere51.
Orale toediening van mankoseb, piritiostrobien en trifloksistrobien verhoog die mortaliteit van mielieboorderlarwes.Daarenteen het miklobutaniel, siprosiklien en kaptan geen effek op mortaliteit gehad nie.Hierdie resultate verskil van dié van Ladurner et al.52, wat getoon het dat captan die oorlewing van volwasse O. lignaria en Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) aansienlik verminder het.Boonop is gevind dat swamdoders soos captan en boscalid larwes sterfte52,53,54 veroorsaak of voedingsgedrag verander55.Hierdie veranderinge kan op hul beurt die voedingskwaliteit van die stuifmeel en uiteindelik die energietoename van die larfstadium beïnvloed.Mortaliteit waargeneem in die kontrole groep was in ooreenstemming met ander studies 56,57.
Die manlike-begunstigde geslagsverhouding wat in ons werk waargeneem word, kan verklaar word deur faktore soos onvoldoende paring en swak weerstoestande tydens blom, soos voorheen voorgestel vir O. cornuta deur Vicens en Bosch.Alhoewel wyfies en mannetjies in ons studie vier dae gehad het om te paar ('n tydperk wat algemeen beskou word as voldoende vir suksesvolle paring), het ons doelbewus ligintensiteit verminder om stres te verminder.Hierdie wysiging kan egter onbedoeld inmeng met die paringsproses61.Daarbenewens ervaar bye etlike dae van ongunstige weer, insluitend reën en lae temperature (<5°C), wat ook paringsukses negatief kan beïnvloed4,23.
Alhoewel ons studie op die hele larwale mikrobioom gefokus het, bied ons resultate insig in potensiële verwantskappe tussen bakteriese gemeenskappe wat van kritieke belang kan wees vir byevoeding en blootstelling aan swamdoder.Byvoorbeeld, larwes wat met mankoseb-behandelde stuifmeel gevoer is, het aansienlik verminderde mikrobiese gemeenskapstruktuur en oorvloed in vergelyking met larwes wat onbehandelde stuifmeel gevoer is.In larwes wat onbehandelde stuifmeel verbruik het, was die bakteriese groepe Proteobacteria en Actinobacteria dominant en was oorwegend aërobies of fakultatief aërobies.Dit is bekend dat Delft-bakterieë, wat gewoonlik met solitêre byspesies geassosieer word, antibiotiese aktiwiteit het, wat 'n potensiële beskermende rol teen patogene aandui.Nog 'n bakteriese spesie, Pseudomonas, was volop in larwes wat onbehandelde stuifmeel gevoer is, maar was aansienlik verminder in mankoseb-behandelde larwes.Ons resultate ondersteun vorige studies wat Pseudomonas identifiseer as een van die volopste genera in O. bicornis35 en ander eensame wespe34.Alhoewel eksperimentele bewyse vir die rol van Pseudomonas in die gesondheid van O. cornifrons nie bestudeer is nie, is getoon dat hierdie bakterie die sintese van beskermende gifstowwe in die kewer Paederus fuscipes bevorder en arginienmetabolisme in vitro bevorder 35, 65. Hierdie waarnemings dui daarop 'n potensiële rol in virale en bakteriese verdediging tydens ontwikkelingstyd van O. cornifrons larwes.Microbacterium is nog 'n genus wat in ons studie geïdentifiseer is en wat na berig word in hoë getalle teenwoordig is in swart soldaatvlieglarwes onder hongersnoodtoestande66.In O. cornifrons larwes kan mikrobakterieë bydra tot die balans en veerkragtigheid van die dermmikrobioom onder strestoestande.Boonop word Rhodococcus in O. cornifrons larwes aangetref en is bekend vir sy ontgiftingsvermoëns67.Hierdie genus word ook in die ingewande van A. florea aangetref, maar in baie lae oorvloed68.Ons resultate demonstreer die teenwoordigheid van veelvuldige genetiese variasies oor talle mikrobiese taksa wat metaboliese prosesse in larwes kan verander.'n Beter begrip van die funksionele diversiteit van O. cornifrone is egter nodig.
Samevattend dui die resultate aan dat mankoseb, piritiostrobien en trifloksistrobien liggaamsgewigtoename en verhoogde mortaliteit van mielieboorderlarwes verminder het.Alhoewel daar toenemende kommer is oor die uitwerking van swamdoders op bestuiwers, is daar 'n behoefte om die effekte van oorblywende metaboliete van hierdie verbindings beter te verstaan.Hierdie resultate kan geïnkorporeer word in aanbevelings vir geïntegreerde bestuiwerbestuursprogramme wat boere help om die gebruik van sekere swamdoders voor en tydens vrugteboomblom te vermy deur swamdoders te kies en die tydsberekening van toediening te verander, of deur die gebruik van minder skadelike alternatiewe aan te moedig 36. Hierdie inligting is belangrik vir die ontwikkeling van aanbevelings.oor plaagdodergebruik, soos die aanpassing van bestaande spuitprogramme en die verandering van spuittydsberekening wanneer swamdoders gekies word of die bevordering van die gebruik van minder gevaarlike alternatiewe.Verdere navorsing is nodig oor die nadelige uitwerking van swamdoders op geslagsverhouding, voedingsgedrag, dermmikrobioom, en die molekulêre meganismes onderliggend aan mielieboordergewigsverlies en mortaliteit.
Brondata 1, 2 en 3 in Figure 1 en 2 is in die figshare-databewaarplek DOI gedeponeer: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 en https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233.Die volgordes wat in die huidige studie (Fig. 4, 5) ontleed is, is beskikbaar in die NCBI SRA-bewaarplek onder toegangsnommer PRJNA1023565.
Bosch, J. en Kemp, WP Ontwikkeling en vestiging van heuningbyspesies as bestuiwers van landbougewasse: die voorbeeld van die genus Osmia.(Hymenoptera: Megachilidae) en vrugtebome.bul.Ntomore.hulpbron.92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al.Bestuiwingspraktyke en persepsies van alternatiewe bestuiwers onder appelkwekers in New York en Pennsylvania.Opdateer.Landbou.voedselstelsels.35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL en Ricketts TH Ekologie en ekonomie van amandelbestuiwing deur gebruik te maak van inheemse bye.J. Ekonomie.Ntomore.111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y., en Park, Y.-L.Effekte van klimaatsverandering op tragopan-fenologie: implikasies vir bevolkingsbestuur.Klim.Verandering 150, 305–317 (2018).
Artz, DR en Pitts-Singer, TL Effek van swamdoder en byvoegmiddel bespuitings op die nesgedrag van twee bestuurde eensame bye (Osmia lignaria en Megachile rotundata).PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al.'n Lae-toksiese gewas swamdoder (fenbukonasool) meng in met manlike reproduktiewe kwaliteit seine wat lei tot verminderde paringsukses in wilde eensame bye.J. Toepassings.ekologie.59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al.Neonikotinoïede insekdoders en ergosterolbiosintese onderdruk sinergistiese swamdodersterftes in drie byspesies.Plaagbeheer.die wetenskap.73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.en Danforth BN Solitêre wesplarwes verander die bakteriese diversiteit wat deur stuifmeel aan stam-nes bye Osmia cornifrons (Megachilidae) verskaf word.voor.mikro-organisme.13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN en Steffan SA Die ektosimbiotiese mikroörganismes in gefermenteerde stuifmeel is net so belangrik vir die ontwikkeling van alleenstaande bye as die stuifmeel self.ekologie.evolusie.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F en Thalheimer M. Tussenry-aanplanting in appelboorde om hersaaisiektes te beheer: 'n praktiese effektiwiteitstudie gebaseer op mikrobiese aanwysers.Plantgrond 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG en Peter KA Bittervrot van appels in die middel-Atlantiese Verenigde State: assessering van veroorsakende spesies en die invloed van plaaslike weerstoestande en kultivar vatbaarheid.Phytopathology 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK.en Stanley DA Swamdoders, onkruiddoders en bye: 'n sistematiese oorsig van bestaande navorsing en metodes.PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED en Jepson, PC Sinergistiese effekte van EBI swamdoders en piretroïed insekdoders op heuningbye (Apis mellifera).plae die wetenskap.39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE en Peng, CY Effek van geselekteerde swamdoders op die groei en ontwikkeling van heuningbylarwes Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae).Woensdag.Ntomore.33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., en McArt, S. Besluitgids vir plaagdodergebruik om bestuiwers in boomboorde te beskerm (Cornell Universiteit, 2018).
Iwasaki, JM en Hogendoorn, K. Blootstelling van bye aan nie-plaagdoders: 'n oorsig van metodes en gerapporteerde resultate.Landbou.ekosisteem.Woensdag.314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA.en Pitts-Singer TL Effek van aanbodtipe en blootstelling aan plaagdoder op larwale ontwikkeling van Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae).Woensdag.Ntomore.51, 240–251 (2022).
Kopit AM en Pitts-Singer TL Pathways van plaagdoderblootstelling aan eensame leë nesbye.Woensdag.Ntomore.47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al.'n Nuwe inname biotoetsprotokol vir die bepaling van plaagdodertoksisiteit by volwasse Japannese tuinbye (Osmia cornifrons).die wetenskap.Verslae 10, 9517 (2020).
Postyd: 14 Mei 2024