Hatur nuhun parantos nganjang ka Nature.com. Vérsi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan CSS anu terbatas. Pikeun hasil anu pangsaéna, kami nyarankeun anjeun nganggo vérsi browser anu langkung énggal (atanapi nonaktipkeun Modeu Kompatibilitas dina Internet Explorer). Samentawis waktos, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, kami nampilkeun situs ieu tanpa gaya atanapi JavaScript.
Fungisida sering dianggo nalika kembangan buah tangkal sareng tiasa ngancam penyerbuk serangga. Nanging, sakedik anu dipikanyaho ngeunaan kumaha penyerbuk non-nyiruan (contona, nyiruan solitér, Osmia cornifrons) ngaréspon fungisida kontak sareng sistemik anu umumna dianggo dina apel nalika kembangan. Celah pangaweruh ieu ngawatesan kaputusan pangaturan anu nangtukeun konsentrasi anu aman sareng waktos nyemprot fungisida. Kami meunteun pangaruh dua fungisida kontak (captan sareng mancozeb) sareng opat fungisida interlayer/fitosistem (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobin sareng trifloxystrobin). Pangaruh kana paningkatan beurat larva, survival, babandingan kelamin sareng karagaman baktéri. Évaluasi dilaksanakeun nganggo bioassay oral kronis dimana sari dirawat dina tilu dosis dumasar kana dosis anu disarankeun ayeuna pikeun panggunaan lapangan (1X), satengah dosis (0.5X) sareng dosis rendah (0.1X). Sadaya dosis mancozeb sareng pyritisoline sacara signifikan ngirangan beurat awak sareng survival larva. Kami teras ngurut gén 16S pikeun ngacirikeun baktériom larva mancozeb, fungisida anu tanggung jawab pikeun mortalitas pangluhurna. Kami mendakan yén karagaman sareng kaayaanana baktéri turun sacara signifikan dina larva anu dipaparin sari anu dirawat mancozeb. Hasil laboratorium kami nunjukkeun yén nyemprot sababaraha fungisida ieu nalika kembangan ngabahayakeun kaséhatan O. cornifrons. Inpormasi ieu relevan pikeun kaputusan manajemen ka hareup ngeunaan panggunaan produk panyalindungan tangkal buah anu lestari sareng janten dasar pikeun prosés pangaturan anu ditujukeun pikeun ngajagaan penyerbuk.
Nyiruan mason solitér Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) diwanohkeun ka Amérika Serikat ti Jepang dina ahir taun 1970-an sareng awal taun 1980-an, sareng spésiés ieu parantos maénkeun peran penyerbuk anu penting dina ékosistem anu dikelola ti saprak harita. Populasi nyiruan naturalisasi ieu mangrupikeun bagian tina sakitar 50 spésiés nyiruan liar anu ngalengkepan nyiruan anu nyerbuk kebon almond sareng apel di Amérika Serikat2,3. Nyiruan Mason nyanghareupan seueur tantangan, kalebet fragmentasi habitat, patogén, sareng péstisida3,4. Di antara inséktisida, fungisida ngirangan paningkatan énergi, panyumputan5 sareng pangondisian awak6,7. Sanaos panilitian anyar nunjukkeun yén kaséhatan nyiruan Mason dipangaruhan langsung ku mikroorganisme komensal sareng ektobaktik, 8,9 sabab baktéri sareng jamur tiasa mangaruhan nutrisi sareng réspon imun, pangaruh paparan fungisida kana karagaman mikroba nyiruan Mason nembé mimiti ditalungtik.
Fungisida anu rupa-rupa pangaruhna (kontak sareng sistemik) disemprotkeun di kebon sateuacan sareng nalika kembangan pikeun ngubaran panyakit sapertos kudis apel, busuk pait, busuk coklat sareng jamur bubuk10,11. Fungisida dianggap teu bahaya pikeun penyerbuk, janten disarankeun pikeun tukang kebon nalika periode kembangan; Paparan sareng konsumsi fungisida ieu ku nyiruan relatif dikenal, sabab éta mangrupikeun bagian tina prosés pendaptaran péstisida ku Badan Perlindungan Lingkungan AS sareng seueur lembaga pangaturan nasional anu sanés12,13,14. Nanging, pangaruh fungisida kana non-nyiruan kirang dikenal sabab henteu diwajibkeun dina perjanjian otorisasi pamasaran di Amérika Serikat15. Salaku tambahan, umumna teu aya protokol standar pikeun nguji nyiruan tunggal16,17, sareng ngajaga koloni anu nyayogikeun nyiruan pikeun diuji mangrupikeun tantangan18. Uji coba nyiruan anu dikelola béda-béda beuki seueur dilakukeun di Éropa sareng AS pikeun nalungtik pangaruh péstisida kana nyiruan liar, sareng protokol standar nembe dikembangkeun pikeun O. cornifrons19.
Nyiruan tanduk nyaéta monosit sareng dianggo sacara komersil dina pepelakan lauk mas salaku suplemén atanapi gaganti nyiruan madu. Nyiruan ieu muncul antara Maret sareng April, sareng jalu anu precocious muncul tilu dugi ka opat dinten sateuacan bikangna. Saatos kawin, bikangna aktip ngumpulkeun sari sareng nektar pikeun nyayogikeun sarangkaian sél induk dina rongga sayang tubular (alami atanapi jieunan)1,20. Endogna disimpen dina sari di jero sél; bikangna teras ngawangun témbok liat sateuacan nyiapkeun sél salajengna. Larva instar kahiji dikurung dina korion sareng ngahakan cairan émbrionik. Ti instar kadua dugi ka kalima (prépupa), larva ngahakan sari22. Sakali suplai sari béak, larva ngabentuk kepompong, janten pupa sareng muncul salaku déwasa dina kamar induk anu sami, biasana dina ahir usum panas20,23. Déwasa muncul dina usum semi salajengna. Salamet déwasa aya hubunganana sareng paningkatan énergi bersih (paningkatan beurat) dumasar kana asupan tuangeun. Ku kituna, kualitas nutrisi sari, ogé faktor sanés sapertos cuaca atanapi paparan péstisida, mangrupikeun faktor penentu salamet sareng kaséhatan24.
Insektisida sareng fungisida anu diterapkeun sateuacan kembangan tiasa gerak dina pembuluh darah pepelakan kana tingkat anu béda-béda, ti translaminar (contona, tiasa gerak ti permukaan luhur daun ka permukaan handap, sapertos sababaraha fungisida) 25 dugi ka épék sistemik anu leres-leres. , anu tiasa nembus makuta tina akar, tiasa lebet kana nektar kembang apel 26, dimana aranjeunna tiasa maéhan O. cornifrons déwasa 27. Sababaraha péstisida ogé lebet kana sari, mangaruhan kamekaran larva jagong sareng nyababkeun maotna 19. Panilitian sanés nunjukkeun yén sababaraha fungisida tiasa ngarobih paripolah nyarang spésiés anu aya hubunganana O. lignaria 28 sacara signifikan. Salaku tambahan, panilitian laboratorium sareng lapangan anu ngasimulasikeun skénario paparan péstisida (kalebet fungisida) parantos nunjukkeun yén péstisida mangaruhan négatif fisiologi 22 morfologi 29 sareng salametna nyiruan madu sareng sababaraha nyiruan solitér. Rupa-rupa semprotan fungisida anu diterapkeun langsung kana kembang anu dibuka nalika kembangan tiasa ngotoran sari anu dikumpulkeun ku déwasa pikeun kamekaran larva, anu épékna masih kedah ditalungtik 30.
Beuki loba anu sadar yén kamekaran larva dipangaruhan ku sari sareng komunitas mikroba dina sistem pencernaan. Mikrobioma nyiruan madu mangaruhan parameter sapertos massa awak31, parobahan métabolik22 sareng karentanan kana patogén32. Panilitian sateuacana parantos nalungtik pangaruh tahapan kamekaran, nutrisi, sareng lingkungan kana mikrobioma nyiruan soliter. Panilitian ieu ngungkabkeun kamiripan dina struktur sareng kaayaanana mikrobioma larva sareng sari33, ogé genera baktéri anu paling umum Pseudomonas sareng Delftia, di antara spésiés nyiruan soliter. Nanging, sanaos fungisida parantos dikaitkeun sareng strategi pikeun ngajaga kaséhatan nyiruan, pangaruh fungisida kana mikrobiota larva ngalangkungan paparan oral langsung tetep teu acan ditalungtik.
Panilitian ieu nguji pangaruh dosis nyata tina genep fungisida anu umum dianggo anu kadaptar pikeun dianggo dina buah tangkal di Amérika Serikat, kalebet fungisida kontak sareng sistemik anu dikaluarkeun sacara oral ka larva kutu cacing tanduk jagong tina dahareun anu kacemar. Kami mendakan yén fungisida kontak sareng sistemik ngirangan paningkatan beurat awak nyiruan sareng ningkatkeun mortalitas, kalayan pangaruh anu paling parah anu aya hubunganana sareng mancozeb sareng pyrithiopide. Teras kami ngabandingkeun karagaman mikroba larva anu dipasihan diet sari anu dirawat mancozeb sareng anu dipasihan diet kontrol. Kami ngabahas mékanisme poténsial anu mendasari mortalitas sareng implikasi pikeun program manajemen hama sareng penyerbuk terpadu (IPPM)36.
O. cornifron déwasa anu usum tiris dina kepompong dicandak ti Pusat Panalungtikan Buah, Biglerville, PA, sareng disimpen dina suhu −3 dugi ka 2°C (± 0,3°C). Sateuacan ékspérimén (total 600 kepompong). Dina Méi 2022, 100 kepompong O. cornifron dipindahkeun unggal dinten kana cangkir plastik (50 kepompong per cangkir, DI 5 cm × 15 cm panjangna) sareng lap disimpen di jero cangkir pikeun ngamajukeun muka sareng nyayogikeun substrat anu tiasa dikunyah, ngirangan setrés dina nyiruan batu37. Tempatkeun dua cangkir plastik anu ngandung kepompong dina kandang serangga (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) kalayan 10 ml pakan anu ngandung larutan sukrosa 50% sareng simpen salami opat dinten pikeun mastikeun panutupan sareng kawin. 23°C, kalembaban relatif 60%, fotoperiode 10 l (inténsitas rendah): 14 dinten. 100 bikang sareng jalu anu dikawinkeun dileupaskeun unggal énjing salami genep dinten (100 per dinten) kana dua sayang jieunan nalika puncak kembangan apel (sayang bubu: lébar 33,66 × jangkungna 30,48 × panjang 46,99 cm; Gambar Tambahan 1). Ditempatkeun di Arboretum Nagara Bagian Pennsylvania, caket ceri (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), peach (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), pir (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), tangkal apel coronaria (Malus coronaria) sareng seueur variétas tangkal apel (Malus coronaria, Malus), tangkal apel domestik 'Co-op 30′ Enterprise™, tangkal apel Malus 'Co-Op 31′ Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy'). Unggal sarang manuk plastik biru dipasang di luhur dua kotak kai. Unggal kotak sayang ngandung 800 tabung kertas kraft kosong (spiral kabuka, 0,8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) anu dipasang kana tabung selofan opak (0,7 OD tingali Colokan plastik (colokan T-1X) nyayogikeun tempat nyarang.
Duanana kotak sayang nyanghareup ka wétan sareng ditutupan ku pager kebon plastik héjo (Everbilt modél #889250EB12, ukuran liang 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) pikeun nyegah aksés rodénsia sareng manuk sareng disimpen dina permukaan taneuh gigireun kotak taneuh kotak sayang. Kotak sayang (Gambar Tambahan 1a). Endog penggerek jagong dikumpulkeun unggal dinten ku cara ngumpulkeun 30 tabung tina sayang sareng ngangkutna ka laboratorium. Nganggo gunting, jieun potongan dina tungtung tabung, teras bongkar tabung spiral pikeun ngalaan sél induk. Endog individu sareng sari na dipiceun nganggo spatula melengkung (kit alat Microslide, BioQuip Products Inc., California). Endog diinkubasi dina kertas saring baseuh sareng disimpen dina cawan Petri salami 2 jam sateuacan dianggo dina ékspérimén kami (Gambar Tambahan 1b-d).
Di laboratorium, urang meunteun toksisitas oral tina genep fungisida anu diterapkeun sateuacan sareng nalika kembangan apel dina tilu konsentrasi (0,1X, 0,5X, sareng 1X, dimana 1X nyaéta tanda anu diterapkeun per 100 galon cai/acre. Dosis lapangan anu luhur = konsentrasi di lapangan). , Tabel 1). Unggal konsentrasi diulang 16 kali (n = 16). Dua fungisida kontak (Tabel S1: mancozeb 2696,14 ppm sareng captan 2875,88 ppm) sareng opat fungisida sistemik (Tabel S1: pyrithiostrobin 250,14 ppm; trifloxystrobin 110,06 ppm; myclobutanil azole 75,12 ppm; cyprodinil 280,845 ppm) toksisitas kana buah, sayuran sareng pepelakan hias. Kami ngahomogenisasi sari nganggo panggiling, mindahkeun 0,20 g kana sumur (24-sumur Falcon Plate), teras nambihan sareng nyampur 1 μL larutan fungisida pikeun ngabentuk sari piramida kalayan sumur jero 1 mm dimana endog disimpen. Tempatkeun nganggo spatula mini (Gambar Tambahan 1c, d). Pelat Falcon disimpen dina suhu kamar (25°C) sareng kalembaban relatif 70%. Kami ngabandingkeunana sareng larva kontrol anu dipasihan diet sari homogen anu dirawat ku cai murni. Kami ngarékam mortalitas sareng ngukur beurat larva unggal dua dinten dugi ka larva ngahontal umur prapupa nganggo kasaimbangan analitis (Fisher Scientific, akurasi = 0,0001 g). Pamungkas, babandingan kelamin ditaksir ku cara muka kepompong saatos 2,5 bulan.
DNA diekstrak tina larva O. cornifrons sadayana (n = 3 per kaayaan perlakuan, sari anu dirawat mancozeb sareng henteu dirawat) sareng kami ngalaksanakeun analisis karagaman mikroba dina sampel ieu, khususna kusabab dina mancozeb mortalitas pangluhurna dititénan dina larva anu nampi MnZn. DNA diamplifikasi, dimurnikeun nganggo kit DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA (Zymo Research, Irvine, CA), sareng diurutkeun (600 siklus) dina Illumina® MiSeq™ nganggo kit v3. Sekuensing anu ditujukeun tina gén RNA ribosom 16S baktéri dilakukeun nganggo Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) nganggo primer anu nargétkeun daérah V3-V4 tina gén rRNA 16S. Salaku tambahan, sekuensing 18S dilakukeun nganggo inklusi PhiX 10%, sareng amplifikasi dilakukeun nganggo pasangan primer 18S001 sareng NS4.
Impor sareng prosés bacaan anu dipasangkeun39 nganggo pipa QIIME2 (v2022.11.1). Bacaan ieu dipotong sareng digabungkeun, sareng sekuen chimeric dihapus nganggo plugin DADA2 dina QIIME2 (qiime dada2 noise pairing)40. Panempatan kelas 16S sareng 18S dilaksanakeun nganggo plugin object classifier Classify-sklearn sareng artefak silva-138-99-nb-classifier anu parantos dilatih.
Sadaya data ékspériméntal dipariksa pikeun normalitas (Shapiro-Wilks) sareng homogenitas varian (uji Levene). Kusabab set data henteu nyumponan asumsi analisis parametrik sareng transformasi gagal ngabakukeun sésa-sésa, kami ngalaksanakeun ANOVA dua arah nonparametrik (Kruskal-Wallis) kalayan dua faktor [waktos (titik waktos tilu fase 2, 5, sareng 8 dinten) sareng fungisida] pikeun meunteun pangaruh perlakuan kana beurat seger larva, teras perbandingan pasangan nonparametrik post hoc dilakukeun nganggo uji Wilcoxon. Kami nganggo modél linier umum (GLM) kalayan distribusi Poisson pikeun ngabandingkeun pangaruh fungisida kana survival di tilu konsentrasi fungisida41,42. Pikeun analisis kaayaanana diferensial, jumlah varian runtuyan amplikon (ASV) dikurangan dina tingkat genus. Babandingan kaayaanana diferensial antara grup anu nganggo 16S (tingkat genus) sareng kaayaanana relatif 18S dilaksanakeun nganggo modél aditif umum pikeun posisi, skala, sareng bentuk (GAMLSS) kalayan distribusi kulawarga beta zero-inflated (BEZI), anu dimodelkeun dina makro. dina Microbiome R43 (v1.1). 1). Cabut spésiés mitokondria sareng kloroplas sateuacan analisis diferensial. Kusabab tingkat taksonomi 18S anu béda, ngan ukur tingkat panghandapna tina unggal takson anu dianggo pikeun analisis diferensial. Sadaya analisis statistik dilaksanakeun nganggo R (v. 3.4.3., proyék CRAN) (Tim 2013).
Paparan mancozeb, pyrithiostrobin, sareng trifloxystrobin sacara signifikan ngirangan kanaékan beurat awak dina O. cornifrons (Gambar 1). Éfék ieu sacara konsisten dititénan pikeun sadaya tilu dosis anu ditaksir (Gambar 1a–c). Siklostrobin sareng miklobutanil henteu sacara signifikan ngirangan beurat larva.
Beurat rata-rata seger larva penggerek batang diukur dina tilu titik waktu dina opat perlakuan diet (pakan sari homogen + fungisida: kontrol, dosis 0.1X, 0.5X sareng 1X). (a) Dosis rendah (0.1X): titik kahiji (dinten ka-1): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, titik kadua (dinten ka-5): 22.83, DF = 0.0009; katilu; titik (dinten ka-8): χ2: 28.39, DF = 6; (b) satengah dosis (0.5X): titik kahiji (dinten ka-1): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, titik kadua (dinten ka-1). ): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; titik waktu katilu (dinten ka-8) χ2: 16.47, DF = 6; (c) Dosis situs atanapi dosis pinuh (1X): titik waktu kahiji (dinten ka-1) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, titik waktu kadua (dinten ka-5): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; titik waktu katilu (dinten ka-8): χ2: 28.39, DF = 6; analisis varian nonparametrik. Batang ngagambarkeun rata-rata ± SE tina babandingan pasangan (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
Dina dosis panghandapna (0.1X), beurat awak larva dikirangan 60% ku trifloxystrobin, 49% ku mancozeb, 48% ku myclobutanil, sareng 46% ku pyrithistrobin (Gambar 1a). Nalika kakeunaan satengah dosis lapangan (0.5X), beurat awak larva mancozeb dikirangan 86%, pyrithiostrobin ku 52% sareng trifloxystrobin ku 50% (Gambar 1b). Dosis lapangan pinuh (1X) mancozeb ngirangan beurat larva ku 82%, pyrithiostrobin ku 70%, sareng trifloxystrobin, myclobutanil sareng sangard ku sakitar 30% (Gambar 1c).
Mortalitas pangluhurna aya di antara larva anu dipaparin sari anu dirawat ku mancozeb, dituturkeun ku pyrithiostrobin sareng trifloxystrobin. Mortalitas ningkat kalayan ningkatna dosis mancozeb sareng pyritisoline (Gambar 2; Tabel 2). Nanging, mortalitas hama penggerek jagong ngan ukur ningkat sakedik nalika konsentrasi trifloxystrobin ningkat; cyprodinil sareng captan henteu ningkatkeun mortalitas sacara signifikan dibandingkeun sareng perlakuan kontrol.
Mortalitas larva laleur penggerek dibandingkeun saatos ngonsumsi sari anu dirawat sacara individual ku genep fungisida anu béda. Mancozeb sareng pentopyramide langkung sénsitip kana paparan oral kana belatung jagong (GLM: χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (garis, lamping = 0,29, P < 0,001; lamping = 0,24, P <0,00)).
Rata-rata, di sakumna perlakuan, 39,05% pasien nyaéta awéwé sareng 60,95% nyaéta lalaki. Di antara perlakuan kontrol, proporsi awéwé nyaéta 40% dina studi dosis rendah (0,1X) sareng satengah dosis (0,5X), sareng 30% dina studi dosis lapangan (1X). Dina dosis 0,1X, di antara larva anu dipaparin sari anu diubaran ku mancozeb sareng myclobutanil, 33,33% déwasa nyaéta awéwé, 22% déwasa nyaéta awéwé, 44% larva déwasa nyaéta awéwé, 44% larva déwasa nyaéta awéwé. bikang, 41% larva déwasa nyaéta bikang, sareng kontrol nyaéta 31% (Gambar 3a). Dina dosis 0,5 kali lipat, 33% cacing déwasa dina kelompok mancozeb sareng pyrithiostrobin nyaéta bikang, 36% dina kelompok trifloxystrobin, 41% dina kelompok myclobutanil, sareng 46% dina kelompok cyprostrobin. Angka ieu 53% dina kelompok dina kelompok captan sareng 38% dina kelompok kontrol (Gambar 3b). Dina dosis 1X, 30% tina kelompok mancozeb nyaéta awéwé, 36% tina kelompok pyrithiostrobin, 44% tina kelompok trifloxystrobin, 38% tina kelompok myclobutanil, 50% tina kelompok kontrol nyaéta awéwé – 38,5% (Gambar 3c).
Perséntase hama penggerek bikang sareng jalu saatos paparan fungisida tahap larva. (a) Dosis handap (0.1X). (b) Satengah dosis (0.5X). (c) Dosis lapangan atanapi dosis pinuh (1X).
Analisis runtuyan 16S nunjukkeun yén grup baktéri béda antara larva anu dibéré sari anu dirawat mancozeb sareng larva anu dibéré sari anu teu dirawat (Gambar 4a). Indéks mikroba larva anu teu dirawat anu dibéré sari langkung luhur tibatan larva anu dibéré sari anu dirawat mancozeb (Gambar 4b). Sanaos bédana anu katingali dina kabeungharan antara grup henteu signifikan sacara statistik, éta sacara signifikan langkung handap tibatan anu katingali pikeun larva anu tuang sari anu teu dirawat (Gambar 4c). Kaayaan relatif nunjukkeun yén mikrobiota larva anu dibéré sari kontrol langkung beragam tibatan larva anu dibéré sari anu dirawat mancozeb (Gambar 5a). Analisis deskriptif ngungkabkeun ayana 28 genera dina sampel kontrol sareng anu dirawat mancozeb (Gambar 5b). c Analisis nganggo sekuensing 18S henteu ngungkabkeun béda anu signifikan (Gambar Tambahan 2).
Profil SAV dumasar kana runtuyan 16S dibandingkeun sareng kabeungharan Shannon sareng kabeungharan anu diamati dina tingkat filum. (a) Analisis koordinat utama (PCoA) dumasar kana struktur komunitas mikroba sacara umum dina larva anu dipaparin sari atanapi kontrol (biru) sareng mancozeb anu teu diubaran (oranyeu). Unggal titik data ngawakilan sampel anu misah. PCoA diitung nganggo jarak Bray-Curtis tina distribusi t multivariat. Oval ngawakilan tingkat kapercayaan 80%. (b) Boxplot, data kabeungharan Shannon atah (titik) sareng c. Kabeungharan anu tiasa diamati. Boxplot nunjukkeun kotak pikeun garis median, rentang interkuartil (IQR), sareng 1,5 × IQR (n = 3).
Komposisi komunitas mikroba larva anu dibéré sari anu dirawat mancozeb sareng henteu dirawat. (a) Jumlah relatif genera mikroba anu dibaca dina larva. (b) Peta panas komunitas mikroba anu diidéntifikasi. Delftia (rasio odds (OR) = 0,67, P = 0,0030) sareng Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Microbacterium (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060); Baris peta panas dikelompokkeun nganggo jarak korélasi sareng konéktivitas rata-rata.
Hasil panilitian kami nunjukkeun yén paparan oral kana fungisida kontak (mancozeb) sareng sistemik (pyrostrobin sareng trifloxystrobin), anu seueur dianggo nalika kembangan, sacara signifikan ngirangan paningkatan beurat sareng ningkatkeun mortalitas larva jagong. Salian ti éta, mancozeb sacara signifikan ngirangan karagaman sareng kabeungharan mikrobioma salami tahapan prapupa. Myclobutanil, fungisida sistemik anu sanés, sacara signifikan ngirangan paningkatan beurat awak larva dina sadaya tilu dosis. Éfék ieu katingali dina titik waktos kadua (dinten ka-5) sareng katilu (dinten ka-8). Sabalikna, cyprodinil sareng captan henteu sacara signifikan ngirangan paningkatan beurat atanapi survival dibandingkeun sareng kelompok kontrol. Numutkeun pangaweruh kami, panilitian ieu mangrupikeun anu munggaran pikeun nangtukeun pangaruh laju lapangan tina fungisida anu béda anu dianggo pikeun ngajaga pepelakan jagong ngalangkungan paparan sari langsung.
Sadaya perlakuan fungisida sacara signifikan ngirangan paningkatan beurat awak dibandingkeun sareng perlakuan kontrol. Mancozeb gaduh pangaruh panggedéna kana paningkatan beurat awak larva kalayan réduksi rata-rata 51%, dituturkeun ku pyrithiostrobin. Nanging, panilitian sanés henteu ngalaporkeun efek samping tina dosis lapangan fungisida dina tahapan larva44. Sanaos biosida dithiocarbamate parantos dipidangkeun gaduh toksisitas akut anu handap45, etilena bisdithiocarbamates (EBDCS) sapertos mancozeb tiasa ngadegradasi janten uréa etilena sulfida. Kusabab pangaruh mutagenikna dina sato sanés, produk degradasi ieu tiasa janten tanggung jawab kana épék anu dititénan46,47. Panilitian sateuacana parantos nunjukkeun yén pembentukan etilena tiourea dipangaruhan ku faktor-faktor sapertos suhu anu luhur48, tingkat kalembaban49 sareng lami panyimpenan produk50. Kaayaan panyimpenan anu leres pikeun biosida tiasa ngirangan efek samping ieu. Salaku tambahan, Otoritas Kasalametan Pangan Éropa parantos nyatakeun perhatian ngeunaan toksisitas pyrithiopide, anu parantos dipidangkeun karsinogenik pikeun sistem pencernaan sato sanés51.
Administrasi oral mancozeb, pyrithiostrobin, sareng trifloxystrobin ningkatkeun mortalitas larva penggerek jagong. Sabalikna, myclobutanil, ciprocycline sareng captan teu gaduh pangaruh kana mortalitas. Hasil ieu béda ti Ladurner et al.52, anu nunjukkeun yén captan sacara signifikan ngirangan survival O. lignaria déwasa sareng Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae). Salaku tambahan, fungisida sapertos captan sareng boscalid parantos kapendak nyababkeun mortalitas larva52,53,54 atanapi ngarobih paripolah tuang55. Parobihan ieu, kahareupna, tiasa mangaruhan kualitas nutrisi sari sareng pamustunganana paningkatan énergi tina tahap larva. Mortalitas anu dititénan dina kelompok kontrol saluyu sareng panilitian sanés56,57.
Babandingan jenis kelamin anu dipikaresep ku jalu anu dititénan dina panilitian kami tiasa dijelaskeun ku faktor-faktor sapertos kawin anu teu cekap sareng kaayaan cuaca anu goréng nalika kembangan, sapertos anu disarankeun sateuacanna pikeun O. cornuta ku Vicens sareng Bosch. Sanaos bikang sareng jalu dina panilitian kami gaduh opat dinten kanggo kawin (periode anu umumna dianggap cekap pikeun kawin anu suksés), kami ngahaja ngirangan inténsitas cahaya pikeun ngaminimalkeun setrés. Nanging, modifikasi ieu tiasa sacara teu ngahaja ngaganggu prosés kawin61. Salaku tambahan, nyiruan ngalaman sababaraha dinten cuaca anu goréng, kalebet hujan sareng suhu anu handap (<5°C), anu ogé tiasa mangaruhan négatif kana kasuksésan kawin4,23.
Sanaos panilitian kami museur kana sakumna mikrobioma larva, hasil panilitian kami masihan wawasan ngeunaan hubungan poténsial antara komunitas baktéri anu tiasa penting pikeun nutrisi nyiruan sareng paparan fungisida. Salaku conto, larva anu dipaparin sari anu dirawat mancozeb ngagaduhan struktur komunitas mikroba anu ngirangan sacara signifikan sareng kaayaanana dibandingkeun sareng larva anu dipaparin sari anu henteu dirawat. Dina larva anu ngonsumsi sari anu henteu dirawat, kelompok baktéri Proteobacteria sareng Actinobacteria dominan sareng didominasi aerobik atanapi aerobik fakultatif. Baktéri Delft, biasana aya hubunganana sareng spésiés nyiruan solitér, dipikanyaho gaduh aktivitas antibiotik, nunjukkeun peran pelindung poténsial ngalawan patogén. Spésiés baktéri anu sanés, Pseudomonas, seueur dina larva anu dipaparin sari anu henteu dirawat, tapi sacara signifikan ngirangan dina larva anu dirawat mancozeb. Hasil panilitian kami ngadukung panilitian sateuacana anu ngaidentipikasi Pseudomonas salaku salah sahiji genera anu paling seueur dina O. bicornis35 sareng tawon solitér anu sanés34. Sanaos bukti ékspériméntal pikeun peran Pseudomonas dina kaséhatan O. cornifrons tacan ditalungtik, baktéri ieu parantos dipidangkeun pikeun ngamajukeun sintésis racun pelindung dina kumbang Paederus fuscipes sareng ngamajukeun métabolisme arginin in vitro 35, 65. Observasi ieu nunjukkeun peran poténsial dina pertahanan virus sareng baktéri salami waktos kamekaran larva O. cornifrons. Microbacterium mangrupikeun genus sanés anu diidentipikasi dina panilitian kami anu dilaporkeun aya dina jumlah anu luhur dina larva laleur prajurit hideung dina kaayaan kalaparan66. Dina larva O. cornifrons, mikrobaktéri tiasa nyumbang kana kasaimbangan sareng résiliénsi mikrobioma peujit dina kaayaan setrés. Salaku tambahan, Rhodococcus kapanggih dina larva O. cornifrons sareng dikenal ku kamampuan détoksifikasi na67. Genus ieu ogé kapanggih dina peujit A. florea, tapi dina jumlah anu handap pisan68. Hasil kami nunjukkeun ayana sababaraha variasi genetik dina sababaraha taksa mikroba anu tiasa ngarobih prosés métabolik dina larva. Nanging, pamahaman anu langkung saé ngeunaan karagaman fungsional O. cornifrons diperyogikeun.
Singkatna, hasilna nunjukkeun yén mancozeb, pyrithiostrobin, sareng trifloxystrobin ngirangan kanaékan beurat awak sareng ningkatkeun mortalitas larva penggerek jagong. Sanaos aya perhatian anu ningkat ngeunaan pangaruh fungisida kana pollinator, aya kabutuhan pikeun langkung ngartos pangaruh metabolit sésa tina sanyawa ieu. Hasil ieu tiasa dilebetkeun kana rekomendasi pikeun program manajemen pollinator terpadu anu ngabantosan patani nyingkahan panggunaan fungisida tertentu sateuacan sareng salami kembangan tangkal buah ku cara milih fungisida sareng ngarobih waktos aplikasi, atanapi ku cara ngadorong panggunaan alternatif anu kirang ngabahayakeun 36. Inpormasi ieu penting pikeun ngembangkeun rekomendasi ngeunaan panggunaan péstisida, sapertos nyaluyukeun program semprot anu aya sareng ngarobih waktos semprot nalika milih fungisida atanapi ngamajukeun panggunaan alternatif anu kirang bahaya. Panalungtikan salajengna diperyogikeun ngeunaan pangaruh négatif fungisida kana babandingan jenis kelamin, paripolah tuang, mikrobioma peujit, sareng mékanisme molekuler anu mendasari leungitna beurat sareng mortalitas penggerek jagong.
Sumber data 1, 2 sareng 3 dina Gambar 1 sareng 2 parantos disimpen dina gudang data figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 sareng https://doi.org/10.6084/m9. figshare.24996233. Urutan anu dianalisis dina panilitian ayeuna (Gambar 4, 5) sayogi dina gudang NCBI SRA dina nomer aksés PRJNA1023565.
Bosch, J. sareng Kemp, WP Pangwangunan sareng ngadegna spésiés nyiruan madu salaku penyerbuk pepelakan tatanén: conto genus Osmia. (Hymenoptera: Megachilidae) sareng tangkal buah. bull. Ntomore. resource. 92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al. Praktik penyerbukan sareng persepsi ngeunaan penyerbuk alternatif di antara patani apel di New York sareng Pennsylvania. apdet. Tatanén. sistem pangan. 35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL sareng Ricketts TH Ékologi sareng ékonomi penyerbukan almond nganggo nyiruan asli. J. Economics. Ntomore. 111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y., sareng Park, Y.-L. Pangaruh parobahan iklim kana fenologi tragopan: implikasi pikeun manajemen populasi. Climb. Change 150, 305–317 (2018).
Artz, DR sareng Pitts-Singer, TL Pangaruh semprotan fungisida sareng adjuvan kana paripolah nyarang dua nyiruan solitér anu dikelola (Osmia lignaria sareng Megachile rotundata). PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al. Fungisida pepelakan anu rendah toksik (fenbuconazole) ngaganggu sinyal kualitas réproduktif jalu anu nyababkeun turunna kasuksésan kawin dina nyiruan solitér liar. J. Apps. ecology. 59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al. Insektisida neonicotinoid sareng biosintésis ergosterol ngirangan mortalitas fungisida sinergis dina tilu spésiés nyiruan. Pangendalian hama. élmu. 73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. sareng Danforth BN Larva tawon solitér ngarobih karagaman baktéri anu disayogikeun ku sari ka nyiruan anu nyarang batang Osmia cornifrons (Megachilidae). payun. mikroorganisme. 13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN sareng Steffan SA Mikroorganisme ektosimbiotik dina sari anu diferméntasi sami pentingna pikeun kamekaran nyiruan solitér sapertos sari éta sorangan. ékologi. évolusi. 12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F sareng Thalheimer M. Penanaman antar baris di kebon apel pikeun ngontrol panyakit anu di semai deui: studi efektivitas praktis dumasar kana indikator mikroba. Plant Soil 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG sareng Peter KA Busuk pait apel di Atlantik Tengah Amérika Serikat: penilaian spésiés panyabab sareng pangaruh kaayaan cuaca régional sareng karentanan kultivar. Fitopatologi 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK. sareng Stanley DA Fungisida, herbisida sareng nyiruan: tinjauan sistematis ngeunaan panalungtikan sareng metode anu tos aya. PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED sareng Jepson, PC Pangaruh sinergis fungisida EBI sareng inséktisida piretroid kana nyiruan madu (Apis mellifera). hama élmu. 39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE sareng Peng, CY Pangaruh fungisida anu dipilih kana kamekaran sareng kamekaran larva nyiruan madu Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae). Rebo. Ntomore. 33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., sareng McArt, S. Panduan Kaputusan pikeun Panggunaan Péstisida pikeun Ngajaga Penyerbuk di Kebon Tangkal (Universitas Cornell, 2018).
Iwasaki, JM sareng Hogendoorn, K. Paparan nyiruan kana nonpéstisida: tinjauan metode sareng hasil anu dilaporkeun. Tatanén. ékosistem. Rebo. 314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA. sareng Pitts-Singer TL Pangaruh jinis suplai sareng paparan péstisida kana kamekaran larva Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae). Rebo. Ntomore. 51, 240–251 (2022).
Kopit AM sareng Pitts-Singer TL Jalur paparan péstisida ka nyiruan sayang kosong anu nyorangan. Rebo. Ntomore. 47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al. Protokol bioassay ingestion anyar pikeun meunteun toksisitas péstisida dina nyiruan kebon Jepang déwasa (Osmia cornifrons). élmu. Laporan 10, 9517 (2020).
Waktos posting: 14 Méi-2024