Nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur.Siz foydalanayotgan brauzer versiyasi cheklangan CSS-ni qo'llab-quvvatlaydi.Eng yaxshi natijalarga erishish uchun brauzeringizning yangiroq versiyasidan foydalanishni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da Moslik rejimini o'chirib qo'ying).Ayni paytda, doimiy qo'llab-quvvatlashni ta'minlash uchun biz saytni uslubsiz yoki JavaScriptsiz ko'rsatmoqdamiz.
Fungitsidlar ko'pincha daraxt mevasini gullash paytida ishlatiladi va hasharotlar changlatuvchilariga tahdid solishi mumkin.Biroq, ari bo'lmagan changlatuvchilar (masalan, yolg'iz asalarilar, Osmia cornifrons) gullash davrida olma uchun tez-tez ishlatiladigan kontaktli va tizimli fungitsidlarga qanday munosabatda bo'lishlari haqida juda kam narsa ma'lum.Ushbu bilim bo'shlig'i xavfsiz kontsentratsiyalar va fungitsidlarni püskürtme vaqtini belgilovchi normativ qarorlarni cheklaydi.Biz ikkita kontaktli fungitsid (kaptan va mankozeb) va to'rtta interlayer/fitotizim fungitsidlarining (siprotsiklin, miklobutanil, pirostrobin va trifloksistrobin) ta'sirini baholadik.Lichinkalar vaznining ortishi, omon qolish, jins nisbati va bakteriya xilma-xilligiga ta'siri.Baholash surunkali og'iz bioassay yordamida o'tkazildi, unda gulchanglar dalada foydalanish uchun hozirda tavsiya etilgan dozaga (1X), yarim dozaga (0,5X) va past dozaga (0,1X) asoslangan holda uchta dozada ishlov berildi.Mankozeb va piritizolinning barcha dozalari tana vaznini va lichinkalarning omon qolishini sezilarli darajada kamaytirdi.Keyin biz 16S genini eng yuqori o'lim uchun javobgar bo'lgan mankozebning lichinka bakteriomini tavsiflash uchun ketma-ketlashtirdik.Mankozeb bilan ishlov berilgan gulchanglar bilan oziqlangan lichinkalarda bakteriya xilma-xilligi va ko'pligi sezilarli darajada kamayganligini aniqladik.Laboratoriyamiz natijalari shuni ko'rsatadiki, bu qo'ziqorinlarning bir qismini gullash davrida purkash, ayniqsa, O.ning sog'lig'iga zararli.Ushbu ma'lumot mevali daraxtlarni himoya qilish vositalaridan barqaror foydalanish bo'yicha kelajakdagi boshqaruv qarorlari uchun dolzarb bo'lib, changlatuvchilarni himoya qilishga qaratilgan tartibga solish jarayonlari uchun asos bo'lib xizmat qiladi.
Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) 1970-yillarning oxiri va 1980-yillarning boshlarida AQShga Yaponiyadan olib kelingan va shu vaqtdan beri bu tur boshqariladigan ekotizimlarda muhim changlatuvchi rol oʻynagan.Bu asalarilarning tabiiylashtirilgan populyatsiyalari Amerika Qo'shma Shtatlaridagi bodom va olma bog'larini changlatuvchi asalarilarni to'ldiruvchi taxminan 50 turdagi yovvoyi asalarilarning bir qismidir2,3.Meyson asalarilar yashash joylarining parchalanishi, patogenlar va pestitsidlar kabi ko'plab muammolarga duch kelishadi3,4.Insektitsidlar orasida fungitsidlar energiya olish, oziq-ovqat qidirish5 va tanani tozalashni6,7 kamaytiradi.Yaqinda o'tkazilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, Meyson asalarilarning sog'lig'iga kommensal va ektobaktik mikroorganizmlar bevosita ta'sir qiladi, 8,9 bakteriyalar va zamburug'lar ovqatlanish va immun reaktsiyalariga ta'sir qilishi mumkin, ammo fungitsid ta'sirining Meyson asalarilarning mikrobial xilma-xilligiga ta'siri endigina boshlanadi. o'rgangan.
Har xil taʼsirli (kontaktli va tizimli) fungitsidlar gullashdan oldin va gullash davrida olma qoraqoʻtiri, achchiq chirish, qoʻngʻir chiriyotgan va chang chiriyotgan kabi kasalliklarni davolash uchun sepiladi10,11.Fungitsidlar changlatuvchilar uchun zararsiz hisoblanadi, shuning uchun ular gullash davrida bog'bonlarga tavsiya etiladi;Ushbu fungitsidlarning asalarilar tomonidan ta'sirlanishi va yutilishi nisbatan yaxshi ma'lum, chunki bu AQSh atrof-muhitni muhofaza qilish agentligi va boshqa ko'plab milliy tartibga solish agentliklari tomonidan pestitsidlarni ro'yxatga olish jarayonining bir qismidir12,13,14.Biroq, fungitsidlarning asalari bo'lmaganlarga ta'siri kamroq ma'lum, chunki ular Qo'shma Shtatlardagi marketing ruxsatnomalari bo'yicha shartnomalar bo'yicha talab qilinmaydi15.Bundan tashqari, odatda bitta asalarilarni sinovdan o'tkazish uchun standartlashtirilgan protokollar mavjud emas16,17 va sinov uchun asalarilarni ta'minlaydigan koloniyalarni saqlash qiyin18.Pestitsidlarning yovvoyi asalarilarga ta'sirini o'rganish uchun Evropa va AQShda turli boshqariladigan asalarilarni sinovlari tobora ko'proq o'tkazilmoqda va yaqinda O. cornifrons19 uchun standartlashtirilgan protokollar ishlab chiqildi.
Shoxli asalarilar monositlar bo'lib, asal asalarilar uchun qo'shimcha yoki o'rnini bosuvchi sifatida sazan ekinlarida tijorat maqsadlarida qo'llaniladi.Bu asalarilar mart-aprel oylarida paydo bo'ladi, erta tug'ilgan erkaklar urg'ochilardan 3-4 kun oldin paydo bo'ladi.Juftlashgandan so'ng, urg'ochi gulchang va nektarni faol ravishda to'playdi va quvurli uya bo'shlig'ida bir qator nasl hujayralarini ta'minlaydi (tabiiy yoki sun'iy)1,20.Tuxum hujayralar ichidagi gulchanglarga qo'yiladi;ayol keyingi hujayrani tayyorlashdan oldin loydan devor quradi.Birinchi davr lichinkalari xorion bilan o'ralgan va embrion suyuqliklar bilan oziqlanadi.Lichinkalar ikkinchidan beshinchi davrgacha (prepupa) gulchanglar bilan oziqlanadi22.Gulchang zahiralari to‘liq tugaganidan so‘ng, lichinkalar pilla hosil qiladi, qo‘g‘irchoq bo‘ladi va bir xil zot xonasida, odatda, yozning oxirida katta bo‘lib chiqadi20,23.Kattalar keyingi bahorda paydo bo'ladi.Voyaga etganlarning omon qolishi oziq-ovqat iste'moliga asoslangan aniq energiya ortishi (vazn ortishi) bilan bog'liq.Shunday qilib, gulchanglarning ozuqaviy sifati, shuningdek, ob-havo yoki pestitsidlarga ta'sir qilish kabi boshqa omillar omon qolish va salomatlikni belgilovchi omillardir24.
Gullashdan oldin qo'llaniladigan insektitsidlar va fungitsidlar o'simlik tomirlari ichida turli darajada harakatlanishi mumkin, translaminardan (masalan, ba'zi fungitsidlar kabi barglarning yuqori yuzasidan pastki yuzasiga o'tishga qodir) 25 dan haqiqiy tizimli ta'sirga qadar., ildizlardan tojga kirib bora oladigan, olma gullarining nektariga kirishi mumkin26, ular katta yoshli O. cornifronsni o'ldirishi mumkin27.Ba'zi pestitsidlar gulchangga ham kirib, makkajo'xori lichinkalarining rivojlanishiga ta'sir qiladi va ularning o'limiga sabab bo'ladi19.Boshqa tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ba'zi fungitsidlar tegishli turdagi O. lignaria28 ning uyalar harakatini sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin.Bundan tashqari, pestitsidlar (jumladan, fungitsidlar) ta'sir qilish stsenariylarini simulyatsiya qiluvchi laboratoriya va dala tadqiqotlari pestitsidlar asal asalarilar va ba'zi yolg'iz asalarilarning fiziologiyasi 22 morfologiyasi 29 va omon qolishiga salbiy ta'sir ko'rsatishini ko'rsatdi.Gullash davrida ochiq gullarga to'g'ridan-to'g'ri qo'llaniladigan turli fungitsid spreylar kattalar tomonidan lichinka rivojlanishi uchun yig'ilgan gulchanglarni ifloslantirishi mumkin, ularning ta'siri o'rganilishi kerak30.
Lichinkalarning rivojlanishiga ovqat hazm qilish tizimining gulchanglari va mikrobial jamoalari ta'sir ko'rsatishi tobora ko'proq e'tirof etilmoqda.Asal ari mikrobiomasi tana massasi31, metabolik o'zgarishlar22 va patogenlarga sezuvchanlik32 kabi parametrlarga ta'sir qiladi.Avvalgi tadqiqotlar rivojlanish bosqichi, ozuqa moddalari va atrof-muhitning yolg'iz asalarilarning mikrobiomasiga ta'sirini o'rganib chiqdi.Ushbu tadqiqotlar lichinkalar va gulchanglar mikrobiomalarining tuzilishi va ko'pligi, shuningdek, yakka asalari turlari orasida eng keng tarqalgan Pseudomonas va Delftia bakteriya avlodlarining o'xshashligini aniqladi.Biroq, fungitsidlar asalarilarning sog'lig'ini himoya qilish strategiyalari bilan bog'langan bo'lsa-da, fungitsidlarning to'g'ridan-to'g'ri og'iz orqali ta'sir qilish orqali lichinka mikrobiotasiga ta'siri o'rganilmagan.
Ushbu tadqiqot Qo'shma Shtatlardagi daraxt mevalarida foydalanish uchun ro'yxatdan o'tgan oltita keng tarqalgan qo'llaniladigan fungitsidlarning real dozalari, shu jumladan ifloslangan oziq-ovqatdan makkajo'xori shox qurti kuya lichinkalariga og'iz orqali yuborilgan kontaktli va tizimli fungitsidlarning ta'sirini sinab ko'rdi.Biz kontakt va tizimli fungitsidlar mankozeb va piritiopid bilan bog'liq bo'lgan eng og'ir ta'sirlar bilan ari tana vaznini kamaytirdi va o'limni oshirdi.Keyin biz mankozeb bilan davolash qilingan polenli parhez bilan oziqlangan lichinkalarning mikrobial xilma-xilligini nazorat dietasi bilan oziqlanganlar bilan solishtirdik.Biz zararkunandalar va changlatuvchilarni integratsiyalashgan boshqarish (IPPM)36 dasturlari uchun o'lim darajasining potentsial mexanizmlarini va oqibatlarini muhokama qilamiz.
Pillalarda qishlaydigan katta yoshli O. cornifrons Biglerville, Pensilvanya Fruit Research Center dan olingan va -3 dan 2 ° C gacha (± 0,3 ° C) saqlanadi.Tajriba oldidan (jami 600 ta pilla).2022-yil may oyida 100 dona O. cornifrons pillalari har kuni plastik stakanlarga (har bir stakan uchun 50 ta pilla, 5 sm × 15 sm uzunlikdagi DI) ko‘chirildi va stakanlarning ochilishini ta’minlash va chaynaladigan substrat bilan ta’minlash, toshloq ustidagi stressni kamaytirish uchun ro‘molchalar joylashtirildi. asalarilar37.Pilla solingan ikkita plastik stakanni hasharotlar qafasiga (30 × 30 × 30 sm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Tayvan) 50% saxaroza eritmasi bo'lgan 10 ml oziqlantiruvchi bilan joylashtiring va yopish va juftlashishni ta'minlash uchun to'rt kun davomida saqlang.23°C, nisbiy namlik 60%, fotoperiod 10 l (past intensivlik): 14 kun.Olma gullashning eng yuqori cho'qqisida 100 ta juftlashgan urg'ochi va erkak har kuni ertalab ikkita sun'iy uyaga (kuniga 100 ta) qo'yib yuborildi (qopqon uyasi: kengligi 33,66 × balandligi 30,48 × uzunligi 46,99 sm; Qo'shimcha rasm).Pensilvaniya shtati arboretumida gilos (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), shaftoli (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), nok (Pyrus perifolia 'Pyrus 'Pyrus', perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), coronaria olma daraxti (Malus coronaria) va ko'p navli olma daraxtlari (Malus coronaria, Malus), mahalliy olma daraxti 'Co-op 30' Enterprise™, Malus olma daraxti 'Co- Op 31' Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy').Har bir ko'k rangli plastik qush uyi ikkita yog'och qutining ustiga mos keladi.Har bir uya qutisi shaffof bo'lmagan selofan naychalarga o'rnatilgan 800 ta bo'sh kraft qog'oz naychalari (spiral ochiq, 0,8 sm ID × 15 sm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) bo'lgan (0,7 OD qarang. .
Ikkala uya qutisi ham sharqqa qaragan va kemiruvchilar va qushlarning kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun yashil plastik bog 'to'siqlari bilan qoplangan (Everbilt modeli # 889250EB12, ochilish o'lchami 5 × 5 sm, 0,95 m × 100 m) va uya tuprog'i yonidagi tuproq yuzasiga joylashtirilgan. qutilar.Uya qutisi (qo'shimcha rasm 1a).Makkajo'xori tuxumlari har kuni uyalardan 30 ta naycha yig'ib, laboratoriyaga olib borilgan.Qaychi yordamida trubaning uchida kesma qiling, so'ngra nasl hujayralarini ochish uchun spiral naychani qismlarga ajrating.Alohida tuxumlar va ularning gulchanglari kavisli spatula yordamida olib tashlandi (Microslide asboblar to'plami, BioQuip Products Inc., Kaliforniya).Tuxumlar nam filtr qog'ozida inkubatsiya qilindi va tajribalarimizda foydalanishdan oldin 2 soat davomida Petri idishiga joylashtirildi (qo'shimcha rasm 1b-d).
Laboratoriyada biz olma gullashdan oldin va davomida qo‘llangan oltita fungitsidning og‘iz orqali yuboriladigan zaharliligini uchta konsentratsiyada baholadik (0,1X, 0,5X va 1X, bu erda 1X 100 gallon suv/akr uchun qo‘llaniladigan belgidir. Yuqori maydon dozasi = konsentratsiya). dalada)., 1-jadval).Har bir konsentratsiya 16 marta takrorlandi (n = 16).Ikki kontaktli fungitsid (S1-jadval: mankozeb 2696,14 ppm va kaptan 2875,88 ppm) va to‘rtta tizimli fungitsidlar (S1-jadval: piritiostrobin 250,14 ppm; trifloksistrobin 110,06 ppm; az27.80.myclobutanil; ppm) meva, sabzavot va manzarali ekinlarga toksiklik .Biz gulchangni maydalagich yordamida homogenlashtirdik, 0,20 g quduqqa (24 quduqli Falcon Plate) o'tkazdik va tuxum qo'yilgan chuqurligi 1 mm chuqurlikdagi piramidal gulchang hosil qilish uchun 1 mL fungitsid eritmasini qo'shdik va aralashtirdik.Mini spatula yordamida joylashtiring (qo'shimcha rasm 1c, d).Falcon plitalari xona haroratida (25 ° C) va 70% nisbiy namlikda saqlangan.Biz ularni toza suv bilan ishlangan bir hil gulchangli parhez bilan oziqlangan nazorat lichinkalari bilan solishtirdik.Lichinkalar analitik tarozi (Fisher Scientific, aniqlik = 0,0001 g) yordamida pupa yoshiga etgunga qadar har kuni o'limni qayd etdik va lichinkalar vaznini o'lchadik.Nihoyat, 2,5 oydan keyin pillani ochish orqali jins nisbati baholandi.
DNK butun O. cornifrons lichinkalaridan (har bir davolash holatiga n = 3 ta, mankozeb bilan ishlov berilgan va ishlov berilmagan gulchanglar) olingan va biz bu namunalarda mikrobial xilma-xillik tahlillarini o'tkazdik, ayniqsa mankozebda lichinkalarda eng yuqori o'lim kuzatilgan.MnZn olish.DNK kuchaytirildi, DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNK to'plami (Zymo Research, Irvine, CA) yordamida tozalandi va v3 to'plami yordamida Illumina® MiSeq™ da ketma-ket (600 sikl) o'tkazildi.Bakterial 16S ribosomali RNK genlarining maqsadli ketma-ketligi Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) yordamida 16S rRNK genining V3-V4 hududiga qaratilgan primerlar yordamida amalga oshirildi.Bundan tashqari, 18S ketma-ketligi 10% PhiX inklyuziyasi yordamida amalga oshirildi va kuchaytirish 18S001 va NS4 primer juftligi yordamida amalga oshirildi.
QIIME2 quvur liniyasi (v2022.11.1) yordamida juftlashtirilgan o'qishlarni39 import qiling va qayta ishlang.Ushbu o'qishlar qisqartirildi va birlashtirildi va ximerik ketma-ketliklar QIIME2 (qiime dada2 shovqin juftligi) 40 dagi DADA2 plaginidan foydalanib o'chirildi.16S va 18S sinf topshiriqlari ob'ekt tasniflagichi plaginini Classify-sklearn va oldindan o'rgatilgan artefakt silva-138-99-nb-klassifikatori yordamida amalga oshirildi.
Barcha eksperimental ma'lumotlar normallik (Shapiro-Wilks) va dispersiyalarning bir xilligi (Leven testi) uchun tekshirildi.Ma'lumotlar to'plami parametrik tahlil farazlariga javob bermaganligi va transformatsiya qoldiqlarni standartlashtira olmaganligi sababli, biz ikki omil [vaqt (uch faza 2, 5 va 8 kun) bilan parametrik bo'lmagan ikki tomonlama ANOVA (Kruskal-Wallis) o'tkazdik. vaqt nuqtalari) va fungitsid] davolashning lichinkaning yangi vazniga ta'sirini baholash uchun, so'ngra Wilcoxon testi yordamida parametrik bo'lmagan juftlik taqqoslashlari amalga oshirildi.Biz uchta fungitsid kontsentratsiyasida fungitsidlarning omon qolishga ta'sirini solishtirish uchun Puasson taqsimoti bilan umumlashtirilgan chiziqli modeldan (GLM) foydalandik41,42.Differensial mo'l-ko'llikni tahlil qilish uchun amplikon ketma-ketligi variantlari (ASV) soni jins darajasida qisqartirildi.16S (jins darajasi) va 18S nisbiy mo'lligidan foydalanadigan guruhlar o'rtasidagi differentsial ko'plikni taqqoslash makroda modellashtirilgan beta nol inflyatsiya qilingan (BEZI) oila taqsimoti bilan pozitsiya, masshtab va shakl (GAMLSS) uchun umumlashtirilgan qo'shimcha model yordamida amalga oshirildi. .Microbiome R43 (v1.1) da.1).Differensial tahlildan oldin mitoxondrial va xloroplast turlarini olib tashlang.18S ning taksonomik darajalari har xil bo'lganligi sababli, differentsial tahlillar uchun har bir taksonning faqat eng past darajasi ishlatilgan.Barcha statistik tahlillar R (v. 3.4.3., CRAN loyihasi) yordamida amalga oshirildi (Team 2013).
Mankozeb, piritiostrobin va trifloksistrobinning ta'siri O. kornifrlarida tana vaznining oshishini sezilarli darajada kamaytirdi (1-rasm).Ushbu ta'sirlar baholangan barcha uchta doza uchun doimiy ravishda kuzatilgan (1a-c-rasm).Siklostrobin va miklobutanil lichinkalarning vaznini sezilarli darajada kamaytirmadi.
To'rtta parhezli davolash (bir hil gulchang yemi + fungitsid: nazorat qilish, 0,1X, 0,5X va 1X dozalari) ostida uch vaqt nuqtasida o'lchangan poyali lichinkalarning o'rtacha yangi vazni.(a) Past doza (0,1X): birinchi vaqt nuqtasi (1-kun): ch2: 30,99, DF = 6;P <0,0001, ikkinchi vaqt nuqtasi (5-kun): 22,83, DF = 0,0009;uchinchi marta;nuqta (8-kun): ch2: 28,39, DF = 6;(b) yarim doza (0,5X): birinchi vaqt nuqtasi (1-kun): ch2: 35,67, DF = 6;P <0,0001, ikkinchi vaqt nuqtasi (birinchi kun).): ch2: 15,98, DF = 6;P = 0,0090;uchinchi vaqt nuqtasi (8-kun) ch2: 16.47, DF = 6;(c) Sayt yoki to'liq doza (1X): birinchi vaqt nuqtasi (1-kun) ch2: 20,64, P = 6;P = 0,0326, ikkinchi vaqt nuqtasi (5-kun): ch2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;uchinchi vaqt nuqtasi (8-kun): ch2: 28,39, DF = 6;dispersiyaning parametrik bo'lmagan tahlili.Barlar juftlik taqqoslashning o'rtacha ± SE qiymatini (a = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001 ni ifodalaydi.
Eng past dozada (0,1X) lichinka tana vazni trifloksistrobin bilan 60%, mankozeb bilan 49%, miklobutanil bilan 48% va piritistrobin bilan 46% ga kamaydi (1a-rasm).Dala dozasining yarmiga (0,5X) ta'sir qilganda, mankozeb lichinkalarining tana vazni 86% ga, piritiostrobin 52% ga va trifloksistrobin 50% ga kamaydi (1b-rasm).Mankozebning to'liq dala dozasi (1X) lichinkalar vaznini 82% ga, piritiostrobinni 70% ga va trifloksistrobin, miklobutanil va sangardni taxminan 30% ga kamaytirdi (1c-rasm).
O'lim darajasi mankozeb bilan ishlov berilgan gulchanglar bilan oziqlangan lichinkalar orasida eng yuqori bo'ldi, keyin piritiostrobin va trifloksistrobin.Mankozeb va piritizolin dozalari ortishi bilan o'lim darajasi oshdi (2-rasm; 2-jadval).Biroq, makkajo'xori o'limi trifloksistrobin kontsentratsiyasining oshishi bilan bir oz oshdi;siprodinil va kaptan nazorat muolajalari bilan solishtirganda o'limni sezilarli darajada oshirmadi.
Chivin lichinkalarining o'limi olti xil fungitsid bilan individual davolangan gulchangni iste'mol qilgandan keyin taqqoslandi.Mancozeb va pentopiramid makkajo'xori qurtlarining og'zaki ta'siriga ko'proq sezgir edi (GLM: ch = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (chiziq, nishab = 0,29, P <0,001; qiyalik = 0,24, P <0,00)).
O'rtacha, barcha muolajalar bo'yicha bemorlarning 39,05% ayollar va 60,95% erkaklar edi.Nazorat muolajalari orasida ayollarning ulushi past dozali (0,1X) va yarim dozali (0,5X) tadqiqotlarda 40% va dala dozasi (1X) tadqiqotlarida 30% ni tashkil etdi.0,1X dozada mankozeb va miklobutanil bilan davolash qilingan gulchanglar bilan oziqlangan lichinkalar orasida kattalarning 33,33 foizi urg'ochi, 22 foizi urg'ochi, 44 foizi urg'ochi, 44 foizi urg'ochi bo'lgan.ayol, kattalar lichinkalarining 41% urg'ochi, nazorat esa 31% edi (3a-rasm).Dozani 0,5 baravar oshirganda, mankozeb va piritiostrobin guruhidagi katta yoshli qurtlarning 33% urg'ochi, trifloksistrobin guruhida 36%, miklobutanil guruhida 41% va siprostrobin guruhida 46% edi.Bu ko'rsatkich guruhda 53% ni tashkil etdi.kaptan guruhida va 38% nazorat guruhida (3b-rasm).1X dozada mankozeb guruhining 30% ayollar, piritiostrobin guruhining 36%, trifloksistrobin guruhining 44%, miklobutanil guruhining 38%, nazorat guruhining 50% ayollar edi - 38,5% (3c-rasm). .
Lichinka bosqichidagi fungitsid ta'siridan keyin urg'ochi va erkak burg'uchilarning foizi.(a) Past doza (0,1X).(b) Yarim doza (0,5X).(c) Dala dozasi yoki to'liq doza (1X).
16S ketma-ketlik tahlili shuni ko'rsatdiki, bakterial guruh mankozeb bilan ishlov berilgan gulchang bilan oziqlangan lichinkalar va ishlov berilmagan gulchanglar bilan oziqlangan lichinkalar o'rtasida farqlanadi (4a-rasm).Gulchang bilan oziqlangan tozalanmagan lichinkalarning mikrobial indeksi mankozeb bilan ishlov berilgan gulchanglar bilan oziqlangan lichinkalarga qaraganda yuqori edi (4b-rasm).Guruhlar o'rtasidagi boylikning kuzatilgan farqi statistik jihatdan ahamiyatli bo'lmasa-da, bu lichinkalarning ishlov berilmagan gulchanglar bilan oziqlanishi uchun kuzatilganidan sezilarli darajada past edi (4c-rasm).Nisbiy ko'plik nazorat gulchanglari bilan oziqlangan lichinkalarning mikrobiotasi mankozeb bilan ishlov berilgan lichinkalar bilan oziqlangan lichinkalarga qaraganda ancha xilma-xil ekanligini ko'rsatdi (5a-rasm).Tavsifiy tahlil nazorat va mankozeb bilan ishlov berilgan namunalarda 28 ta avlod mavjudligini aniqladi (5b-rasm).c 18S ketma-ketligidan foydalangan holda tahlil sezilarli farqlarni aniqlamadi (Qo'shimcha 2-rasm).
16S ketma-ketligiga asoslangan SAV profillari Shennon boyligi bilan taqqoslandi va filum darajasida kuzatilgan boylik.(a) tozalanmagan gulchanglar yoki nazorat (ko'k) va mankozeb bilan oziqlangan lichinkalar (apelsin)dagi umumiy mikrobial jamoa tuzilishiga asoslangan asosiy koordinata tahlili (PCoA).Har bir ma'lumot nuqtasi alohida namunani ifodalaydi.PCoA ko'p o'zgaruvchan t taqsimotining Bray-Curtis masofasidan foydalanib hisoblangan.Ovallar 80% ishonch darajasini bildiradi.(b) Boxplot, xom Shennon boylik ma'lumotlari (ballar) va v.Kuzatiladigan boylik.Boxplots median chiziq, interquartile diapazon (IQR) va 1,5 × IQR (n = 3) uchun qutilarni ko'rsatadi.
Mankozeb bilan ishlov berilgan va ishlov berilmagan gulchanglar bilan oziqlangan lichinkalarning mikrob jamoalarining tarkibi.(a) Lichinkalarda mikrob avlodlarining nisbiy ko'pligi.(b) aniqlangan mikrobial jamoalarning issiqlik xaritasi.Delftiya (Odds nisbati (OR) = 0,67, P = 0,0030) va Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Mikrobakteriya (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060);Issiqlik xaritasi qatorlari korrelyatsiya masofasi va o'rtacha ulanishdan foydalangan holda klasterlangan.
Bizning natijalarimiz shuni ko'rsatadiki, gullash davrida keng qo'llaniladigan kontakt (mancozeb) va tizimli (pirostrobin va trifloksistrobin) fungitsidlarning og'iz orqali ta'siri, makkajo'xori lichinkalarining o'limini sezilarli darajada kamaytirdi.Bundan tashqari, mancozeb prepupal bosqichda mikrobiomaning xilma-xilligi va boyligini sezilarli darajada kamaytirdi.Myclobutanil, boshqa tizimli fungitsid, har uch dozada lichinkalar tana vaznining oshishini sezilarli darajada kamaytirdi.Bu ta'sir ikkinchi (5-kun) va uchinchi (8-kun) vaqt nuqtalarida aniq bo'ldi.Aksincha, siprodinil va kaptan nazorat guruhi bilan solishtirganda vazn ortishi yoki omon qolishni sezilarli darajada kamaytirmadi.Bizning ma'lumotlarga ko'ra, bu ish makkajo'xori ekinlarini to'g'ridan-to'g'ri gulchang ta'sirida himoya qilish uchun ishlatiladigan turli fungitsidlarning dala stavkalarining ta'sirini aniqlash uchun birinchi ishdir.
Barcha fungitsidlar bilan davolash nazorat muolajalari bilan solishtirganda tana vaznini sezilarli darajada kamaytirdi.Mancozeb lichinka tana vaznining o'sishiga eng katta ta'sir ko'rsatdi, o'rtacha 51% ga kamaygan, keyin esa piritiostrobin.Biroq, boshqa tadqiqotlarda fungitsidlarning dala dozalarining lichinka bosqichlariga salbiy ta'siri haqida xabar berilmagan44.Ditiokarbamat biotsidlarining o'tkir toksikligi past ekanligi ko'rsatilgan bo'lsa-da45, mankozeb kabi etilen bisditiokarbamatlar (EBDCS) karbamid etilen sulfidiga qadar parchalanishi mumkin.Boshqa hayvonlarga mutagen ta'sirini hisobga olgan holda, bu degradatsiya mahsuloti kuzatilgan ta'sirlar uchun javobgar bo'lishi mumkin46,47.Oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, etilen tiokarbamid hosil bo'lishiga yuqori harorat48, namlik darajasi49 va mahsulotni saqlash muddati50 kabi omillar ta'sir ko'rsatadi.Biosidlarni to'g'ri saqlash sharoitlari bu nojo'ya ta'sirlarni yumshata oladi.Bundan tashqari, Yevropa oziq-ovqat xavfsizligi boshqarmasi boshqa hayvonlarning ovqat hazm qilish tizimi uchun kanserogen ekanligi isbotlangan piritiopidning toksikligidan xavotir bildirdi51.
Mankozeb, piritiostrobin va trifloksistrobinni og'iz orqali yuborish makkajo'xori lichinkalarining o'limini oshiradi.Aksincha, miklobutanil, siprotsiklin va kaptan o'limga ta'sir qilmadi.Bu natijalar Ladurner va boshqalarning 52 natijalaridan farq qiladi, ular kaptan kattalar O. lignaria va Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) ning omon qolishini sezilarli darajada kamaytirganini ko'rsatdi.Bundan tashqari, kaptan va boskalid kabi fungitsidlar lichinkalar o'limiga olib kelishi aniqlangan52,53,54 yoki oziqlanish xatti-harakatlarini o'zgartiradi55.Bu o'zgarishlar, o'z navbatida, gulchanglarning ozuqaviy sifatiga va pirovardida lichinka bosqichining energiya olishiga ta'sir qilishi mumkin.Nazorat guruhida kuzatilgan o'lim darajasi boshqa tadqiqotlar bilan mos edi 56,57.
Bizning ishimizda kuzatilgan erkaklarga mos keladigan jinslar nisbati, Vicens va Bosch tomonidan ilgari O. cornuta uchun taklif qilinganidek, gullash davrida etarli darajada juftlashmaslik va yomon ob-havo sharoiti kabi omillar bilan izohlanishi mumkin.Bizning tadqiqotimizdagi urg'ochilar va erkaklarning juftlashishi uchun to'rt kun bo'lsa-da (muvaffaqiyatli juftlashish uchun bu muddat odatda etarli deb hisoblanadi), biz stressni minimallashtirish uchun yorug'lik intensivligini ataylab kamaytirdik.Biroq, bu modifikatsiya juftlashtirish jarayoniga beixtiyor xalaqit berishi mumkin61.Bundan tashqari, asalarilar bir necha kun davomida noqulay ob-havoni boshdan kechiradilar, jumladan yomg'ir va past haroratlar (<5 ° C), bu ham juftlashish muvaffaqiyatiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin4,23.
Bizning tadqiqotimiz butun lichinka mikrobiomasiga qaratilgan bo'lsa-da, bizning natijalarimiz asalarilarning oziqlanishi va fungitsid ta'sirida muhim bo'lishi mumkin bo'lgan bakterial jamoalar o'rtasidagi potentsial munosabatlar haqida tushuncha beradi.Misol uchun, mankozeb bilan ishlov berilgan gulchang bilan oziqlangan lichinkalar, ishlov berilmagan gulchang bilan oziqlangan lichinkalarga nisbatan mikroblar jamoasining tuzilishi va ko'pligini sezilarli darajada kamaytirdi.Tozalanmagan gulchanglarni iste'mol qiladigan lichinkalarda Proteobacteria va Actinobacteria bakterial guruhlari dominant bo'lib, asosan aerob yoki fakultativ aerob edi.Odatda yolg'iz asalari turlari bilan bog'liq bo'lgan Delft bakteriyalari antibiotik faolligiga ega ekanligi ma'lum, bu patogenlarga qarshi potentsial himoya rolini ko'rsatadi.Yana bir bakteriya turi Pseudomonas, ishlov berilmagan gulchanglar bilan oziqlangan lichinkalarda ko'p bo'lgan, ammo mankozeb bilan davolash qilingan lichinkalarda sezilarli darajada kamaygan.Bizning natijalarimiz Pseudomonasni O. bicornis35 va boshqa yakka ari34 ning eng ko'p avlodlaridan biri sifatida aniqlagan oldingi tadqiqotlarni qo'llab-quvvatlaydi.Pseudomonasning O. cornifrons salomatligidagi roli uchun eksperimental dalillar o'rganilmagan bo'lsa-da, bu bakteriya Paederus fuscipes qo'ng'izida himoya toksinlar sintezini rag'batlantirishi va arginin almashinuvini in vitro 35, 65. Bu kuzatishlar shuni ko'rsatdiki. O. cornifrons lichinkalarining rivojlanish davrida virus va bakteriyalarni himoya qilishda potentsial rol.Mikrobakteriya - bu bizning tadqiqotimizda aniqlangan yana bir jins bo'lib, u ochlik sharoitida qora askar chivinlari lichinkalarida ko'p miqdorda mavjud66.O. cornifrons lichinkalarida mikrobakteriyalar stress sharoitida ichak mikrobiomasining muvozanati va chidamliligiga hissa qo'shishi mumkin.Bundan tashqari, Rhodococcus O. cornifrons lichinkalarida uchraydi va o'zining detoksifikatsiya qobiliyati bilan mashhur67.Bu tur A. florea ichaklarida ham uchraydi, lekin juda kam miqdorda68.Bizning natijalarimiz lichinkalardagi metabolik jarayonlarni o'zgartirishi mumkin bo'lgan ko'plab mikrobial taksonlarda ko'plab genetik o'zgarishlar mavjudligini ko'rsatadi.Biroq, O. kornifronsning funktsional xilma-xilligini yaxshiroq tushunish kerak.
Xulosa qilib aytganda, natijalar mankozeb, piritiostrobin va trifloksistrobin tana vaznini kamaytirganini va makkajo'xori lichinkalarining o'limini oshirganligini ko'rsatadi.Fungitsidlarning changlatuvchilarga ta'siri haqida xavotirlar kuchayib borayotgan bo'lsa-da, bu birikmalarning qoldiq metabolitlarining ta'sirini yaxshiroq tushunishga ehtiyoj bor.Ushbu natijalar mevali daraxtlarni gullashdan oldin va gullash davrida fungitsidlarni tanlash va qo'llash vaqtini o'zgartirish yoki kamroq zararli alternativlardan foydalanishni rag'batlantirish orqali fermerlarga ma'lum fungitsidlardan foydalanishdan qochishga yordam beradigan integratsiyalashgan changlatuvchilarni boshqarish dasturlari bo'yicha tavsiyalarga kiritilishi mumkin 36. Ushbu ma'lumot. tavsiyalar ishlab chiqishda muhim ahamiyatga ega.mavjud purkagich dasturlarini sozlash va fungitsidlarni tanlashda purkash vaqtini o'zgartirish yoki kamroq xavfli muqobillardan foydalanishni rag'batlantirish kabi pestitsidlardan foydalanish bo'yicha.Fungitsidlarning jins nisbati, ovqatlanish xatti-harakati, ichak mikrobiomasi va makkajo'xori o'simligining vazn yo'qotishi va o'limiga asoslangan molekulyar mexanizmlarga salbiy ta'siri bo'yicha qo'shimcha tadqiqotlar talab etiladi.
1 va 2-rasmlardagi 1, 2 va 3-manba maʼlumotlari figshare maʼlumotlar ombori DOIga saqlangan: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 va https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233.Joriy tadqiqotda tahlil qilingan ketma-ketliklar (4, 5-rasmlar) NCBI SRA omborida PRJNA1023565 kirish raqami ostida mavjud.
Bosch, J. va Kemp, WP Qishloq xo'jaligi ekinlarining changlatuvchisi sifatida asal asalari turlarini ishlab chiqish va yaratish: Osmia jinsining misoli.(Hymenoptera: Megachilidae) va mevali daraxtlar.buqa.Yana.manba.92, 3–16 (2002).
Parker, MG va boshqalar.Nyu-York va Pensilvaniyadagi olma yetishtiruvchilar orasida changlatish amaliyoti va muqobil changlatuvchilar haqidagi tasavvurlar.yangilash.Qishloq xo'jaligi.oziq-ovqat tizimlari.35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL va Ricketts TH. Mahalliy asalarilar yordamida bodom changlanishining ekologiyasi va iqtisodiyoti.J. Iqtisodiyot.Yana.111, 16–25 (2018).
Li, E., Xe, Y. va Park, Y.-L.Iqlim o'zgarishining tragopan fenologiyasiga ta'siri: aholini boshqarishga ta'siri.Ko'tarilish.O'zgartirish 150, 305–317 (2018).
Artz, DR va Pitts-Singer, TL Fungitsid va yordamchi spreylarning ikkita boshqariladigan yolg'iz asalarilarning (Osmia lignaria va Megachile rotundata) uya qo'yish harakatlariga ta'siri.PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. va boshqalar.Kam zaharli o'simlik fungitsidi (fenbukonazol) erkaklarning reproduktiv sifati signallariga to'sqinlik qiladi, bu esa yovvoyi yolg'iz asalarilarning juftlashuv muvaffaqiyatini kamaytiradi.J. Ilovalar.ekologiya.59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. va boshqalar.Neonikotinoid insektitsidlari va ergosterol biosintezi asalarilarning uchta turida sinergik fungitsidlarning o'limini bostiradi.Zararkunandalarga qarshi kurash.fan.73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.va Danforth BN Yakka-yakka ari lichinkalari Osmia cornifrons (Megachilidae) asalari polenlari uchun gulchang bilan ta'minlangan bakterial xilma-xillikni o'zgartiradi.old.mikroorganizm.13, 1057626 (2023 yil).
Dharampal PS, Danforth BN va Steffan SA Fermentlangan gulchang tarkibidagi ektosimbiotik mikroorganizmlar gulchangning o'zi kabi yolg'iz asalarilarning rivojlanishi uchun muhim ahamiyatga ega.ekologiya.evolyutsiya.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F va Thalheimer M. Qayta ekish kasalliklarini nazorat qilish uchun olma bog'larida qatorlararo ekish: mikrobial ko'rsatkichlarga asoslangan amaliy samaradorlikni o'rganish.O'simlik tuprog'i 357, 381-393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Xodadadi F., Achimovich SG va Piter KA. Amerika Qo'shma Shtatlarining o'rta Atlantikadagi olma achchiq chirishi: qo'zg'atuvchi turlarni baholash va mintaqaviy ob-havo sharoitlari va navlarning sezuvchanligi ta'siri.Fitopatologiya 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Tompson LJ, Carolan JK, Stout JK.va Stanley DA Fungitsidlar, gerbitsidlar va asalarilar: mavjud tadqiqotlar va usullarni tizimli ko'rib chiqish.PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED va Jepson, PC EBI fungitsidlari va piretroid insektitsidlarining asal asalarilarga (Apis mellifera) sinergik ta'siri.fanga zarar etkazadi.39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE va Peng, CY Tanlangan fungitsidlarning asal ari lichinkalarining o'sishi va rivojlanishiga ta'siri Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae).chorshanba.Yana.33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D. va McArt, S. Daraxt bog'larida changlatuvchilarni himoya qilish uchun pestitsidlardan foydalanish bo'yicha qaror (Kornell universiteti, 2018).
Iwasaki, JM va Hogendoorn, K. Asalarilarning pestitsidlarga ta'siri: usullarni ko'rib chiqish va hisobot natijalari.Qishloq xo'jaligi.ekotizim.chorshanba.314, 107423 (2021 yil).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA.va Pitts-Singer TL. Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae) ning lichinka rivojlanishiga ta'minot turi va pestitsid ta'sirining ta'siri.chorshanba.Yana.51, 240–251 (2022).
Kopit AM va Pitts-Singer TL. Yakka-yakka uyali asalarilarga pestitsid ta'sir qilish yo'llari.chorshanba.Yana.47, 499–510 (2018).
Pan, NT va boshqalar.Katta yoshli yapon bog 'asalarilarida (Osmia cornifrons) pestitsidlarning toksikligini baholash uchun yangi yutish bioassay protokoli.fan.Hisobotlar 10, 9517 (2020).
Xabar vaqti: 2024 yil 14-may