Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.İstifadə etdiyiniz brauzer versiyasında məhdud CSS dəstəyi var.Ən yaxşı nəticələr üçün brauzerinizin daha yeni versiyasını istifadə etməyi (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq Rejimini deaktiv etməyi) tövsiyə edirik.Bu arada, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün saytı üslub və ya JavaScript olmadan göstəririk.
Funqisidlər tez-tez ağac meyvələrinin çiçəklənməsi zamanı istifadə olunur və həşərat tozlayıcılarını təhdid edə bilər.Bununla belə, arı olmayan tozlandırıcıların (məsələn, tək arılar, Osmia cornifrons) çiçəkləmə zamanı almalarda tez-tez istifadə olunan kontakt və sistemli funqisidlərə necə reaksiya verdiyi barədə çox az şey məlumdur.Bu bilik boşluğu təhlükəsiz konsentrasiyaları və funqisidlərin çiləmə vaxtını təyin edən tənzimləyici qərarları məhdudlaşdırır.Biz iki kontakt funqisidin (kaptan və mankozeb) və dörd interlayer/fitosistem funqisidinin (siprosiklin, miklobutanil, pirostrobin və trifloksistrobin) təsirlərini qiymətləndirdik.Sürfələrin çəki artımına, sağ qalmasına, cins nisbətinə və bakteriya müxtəlifliyinə təsirləri.Qiymətləndirmə xroniki oral bioanalizdən istifadə etməklə aparılıb, burada polenin tarlada istifadəsi üçün hazırda tövsiyə olunan doza (1X), yarım doza (0.5X) və aşağı doza (0.1X) əsasında üç dozada müalicə olunduğu bildirilib.Mancozeb və piritisolinin bütün dozaları bədən çəkisini və sürfələrin sağ qalmasını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.Daha sonra biz 16S genini sıraladıq ki, mancozebin larva bakteriomunu, ən yüksək ölümdən məsul olan funqisidləri xarakterizə etdik.Mankozeblə müalicə olunan polenlə qidalanan sürfələrdə bakterial müxtəlifliyin və bolluğun əhəmiyyətli dərəcədə azaldığını aşkar etdik.Laboratoriyamızın nəticələri göstərir ki, bu funqisidlərdən bəzilərinin çiçəkləmə zamanı çiləmə üsulu xüsusilə O. cornifrons-un sağlamlığı üçün zərərlidir.Bu məlumat meyvə ağaclarının mühafizəsi vasitələrinin davamlı istifadəsi ilə bağlı gələcək idarəetmə qərarları üçün aktualdır və tozlandırıcıların qorunmasına yönəlmiş tənzimləmə prosesləri üçün əsas rolunu oynayır.
Tək mason arısı Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) 1970-ci illərin sonu və 1980-ci illərin əvvəllərində ABŞ-a Yaponiyadan gətirilib və o vaxtdan bu növ idarə olunan ekosistemlərdə mühüm tozlandırıcı rol oynayıb.Bu arının təbiiləşdirilmiş populyasiyaları ABŞ-da badam və alma bağlarını tozlandıran arıları tamamlayan təxminən 50 növ vəhşi arının bir hissəsidir2,3.Mason arıları yaşayış yerlərinin parçalanması, patogenlər və pestisidlər daxil olmaqla bir çox problemlə üzləşirlər3,4.İnsektisidlər arasında funqisidlər enerji qazanmasını, yem axtarışını5 və bədənin kondisionerini6,7 azaldır.Son tədqiqatlar Mason arılarının sağlamlığının birbaşa komensal və ektobaktik mikroorqanizmlərdən təsirləndiyini irəli sürsə də, 8,9 bakteriya və göbələklərin qidalanma və immun reaksiyalarına təsir göstərə bildiyinə görə, funqisidlərə məruz qalmanın mason arılarının mikrob müxtəlifliyinə təsiri yenicə artmağa başlayır. oxudu.
Alma qabığı, acı çürük, qəhvəyi çürük və toz küf kimi xəstəlikləri müalicə etmək üçün meyvə bağlarına çiçəkləmədən əvvəl və çiçəkləmə zamanı müxtəlif təsirli (təmaslı və sistemli) funqisidlər səpilir10,11.Funqisidlər pollinatorlar üçün zərərsiz hesab olunur, buna görə də çiçəkləmə dövründə bağbanlara tövsiyə olunur;Bu funqisidlərin arılar tərəfindən məruz qalması və qəbulu nisbətən yaxşı məlumdur, çünki bu, ABŞ Ətraf Mühitin Mühafizəsi Agentliyi və bir çox digər milli tənzimləyici qurumlar tərəfindən pestisidlərin qeydiyyatı prosesinin bir hissəsidir12,13,14.Bununla belə, funqisidlərin qeyri-arılara təsiri daha az məlumdur, çünki ABŞ-da marketinq icazəsi müqavilələrinə əsasən onlar tələb olunmur15.Bundan əlavə, ümumiyyətlə tək arıların sınaqdan keçirilməsi üçün standartlaşdırılmış protokollar yoxdur16,17 və arıları sınaq üçün təmin edən koloniyaları saxlamaq çətin məsələdir18.Pestisidlərin vəhşi arılara təsirini öyrənmək üçün Avropa və ABŞ-da müxtəlif idarə olunan arıların sınaqları getdikcə daha çox aparılır və bu yaxınlarda O. cornifrons19 üçün standartlaşdırılmış protokollar hazırlanmışdır.
Buynuzlu arılar monositlərdir və kommersiya olaraq sazan bitkilərində bal arılarına əlavə və ya əvəzedici kimi istifadə olunur.Bu arılar mart-aprel ayları arasında, erkən yetişmiş erkəklər dişilərdən üç-dörd gün əvvəl meydana çıxır.Cütləşdikdən sonra dişi boruvari yuva boşluğunda (təbii və ya süni) bir sıra bala hüceyrələrini təmin etmək üçün tozcuq və nektarı aktiv şəkildə toplayır1,20.Yumurtalar hüceyrələrin içindəki polen üzərinə qoyulur;dişi daha sonra növbəti hüceyrəni hazırlamazdan əvvəl gil divar düzəldir.Birinci dövr sürfələri xoriona bağlanır və embrion mayeləri ilə qidalanır.İkincidən beşinci dövrə qədər (prepupa) sürfələr polenlə qidalanır22.Tozcuq tədarükü tamamilə tükəndikdən sonra sürfələr barama əmələ gətirir, puplaşır və eyni bala kamerasında yetkinlər kimi adətən yayın sonunda çıxır20,23.Yetkinlər növbəti yazda görünür.Yetkinlərin sağ qalması qida qəbuluna əsaslanan xalis enerji artımı (çəki artımı) ilə əlaqələndirilir.Beləliklə, polenin qida keyfiyyəti, eləcə də hava və ya pestisidlərə məruz qalma kimi digər amillər sağ qalma və sağlamlığın determinantlarıdır24.
Çiçəklənmədən əvvəl tətbiq olunan insektisidlər və funqisidlər, translaminardan (məsələn, bəzi funqisidlər kimi yarpaqların yuxarı səthindən aşağı səthə keçə bilir) 25-dən həqiqi sistemli təsirlərə qədər müxtəlif dərəcələrdə bitki damarları daxilində hərəkət edə bilirlər., köklərdən tacı nüfuz edə bilən, alma çiçəklərinin26 nektarına daxil ola bilər, burada yetkin O. cornifrons27-ni öldürə bilər.Bəzi pestisidlər də tozcuqlara qarışaraq qarğıdalı sürfələrinin inkişafına təsir edir və onların ölümünə səbəb olur19.Digər tədqiqatlar göstərmişdir ki, bəzi funqisidlər əlaqəli növlərin O. lignaria28 yuvalama davranışını əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirə bilər.Bundan əlavə, pestisidlərə məruz qalma ssenarilərini simulyasiya edən laboratoriya və çöl tədqiqatları (funqisidlər daxil olmaqla) pestisidlərin bal arılarının və bəzi tək arıların fiziologiyasına 22 morfologiyasına 29 və sağ qalmasına mənfi təsir göstərdiyini göstərmişdir.Çiçəkləmə zamanı birbaşa açıq çiçəklərə tətbiq olunan müxtəlif funqisid spreylər böyüklər tərəfindən sürfə inkişafı üçün toplanan çiçək tozcuqlarını çirkləndirə bilər, onların təsiri hələ də öyrənilməlidir30.
Sürfələrin inkişafına həzm sisteminin polen və mikrob icmalarının təsir etdiyi getdikcə daha çox qəbul edilir.Bal arısı mikrobiomu bədən kütləsi31, metabolik dəyişikliklər22 və patogenlərə həssaslıq32 kimi parametrlərə təsir göstərir.Əvvəlki tədqiqatlar inkişaf mərhələsinin, qida maddələrinin və ətraf mühitin tək arıların mikrobiomuna təsirini araşdırdı.Bu tədqiqatlar tək arı növləri arasında sürfə və polen mikrobiomlarının33, həmçinin Pseudomonas və Delftia ən çox yayılmış bakteriya cinslərinin strukturunda və bolluğunda oxşarlıqlar aşkar etmişdir.Bununla belə, funqisidlərin arıların sağlamlığını qorumaq strategiyaları ilə əlaqələndirilməsinə baxmayaraq, funqisidlərin birbaşa ağız yolu ilə sürfə mikrobiotasına təsiri tədqiq edilməmiş qalır.
Bu tədqiqat, çirklənmiş qidadan qarğıdalı buynuz qurdu güvə sürfələrinə şifahi olaraq tətbiq edilən kontakt və sistemli funqisidlər də daxil olmaqla, ABŞ-da ağac meyvələrində istifadə üçün qeydə alınmış altı ümumi istifadə edilən funqisidin real dünya dozalarının təsirini sınaqdan keçirdi.Kontakt və sistemli funqisidlərin mankozeb və piritiopidlə əlaqəli ən ağır təsirləri ilə arı bədən çəkisini azaltdığını və ölüm hallarını artırdığını aşkar etdik.Daha sonra mancozeb ilə müalicə olunan polen pəhrizi ilə qidalanan sürfələrin mikrob müxtəlifliyini nəzarət pəhrizi ilə qidalananlarla müqayisə etdik.Biz zərərvericilərin və tozlandırıcıların inteqrasiya olunmuş idarə olunması (IPPM)36 proqramları üçün ölümün əsasını təşkil edən potensial mexanizmləri və nəticələri müzakirə edirik.
Baramalarda qışlayan yetkin O. cornifrons Meyvə Araşdırma Mərkəzindən, Biglerville, PA-dan alınmış və −3 ilə 2°C arasında (±0,3°C) saxlanılmışdır.Təcrübədən əvvəl (cəmi 600 barama).2022-ci ilin may ayında hər gün 100 ədəd O. cornifrons baramaları plastik stəkanlara (hər stəkan üçün 50 barama, DI 5 sm × 15 sm uzunluğunda) köçürüldü və stəkanların içərisinə salfetlər qoyuldu ki, açılsın və çeynənən bir substrat təmin edilsin, daşlı üzərində stress azalsın. arılar37.Tərkibində barama olan iki plastik stəkanı 50% saxaroza məhlulu olan 10 ml qidalandırıcı ilə həşərat qəfəsinə (30 × 30 × 30 sm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Tayvan) qoyun və bağlanmasını və cütləşməsini təmin etmək üçün dörd gün saxlayın.23°C, nisbi rütubət 60%, fotoperiod 10 l (aşağı intensivlik): 14 gün.100 cütləşmiş dişi və erkək altı gün ərzində hər səhər (gündə 100) almanın pik çiçəkləmə dövründə iki süni yuvaya buraxılırdı (tələ yuvası: eni 33,66 × hündürlük 30,48 × uzunluq 46,99 sm; Əlavə Şəkil 1).Pensilvaniya Dövlət Dendrarisində, albalı (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), şaftalı (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), armud (Pyrus perifolia 'Olympic', perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), coronaria alma ağacı (Malus coronaria) və çoxsaylı alma ağacları (Malus coronaria, Malus), ev alma ağacı 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus alma ağacı 'Co- 31′ Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy').Hər mavi plastik quş evi iki taxta qutunun üstünə oturur.Hər yuva qutusunda qeyri-şəffaf sellofan borulara daxil edilmiş 800 boş kraft kağız boru (spiral açıq, 0,8 sm ID × 15 sm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) var idi (bax 0,7 OD plastik tıxaclar (T-1X tıxacları) yuva yerlərini təmin edir. .
Hər iki yuva qutusu şərqə baxırdı və gəmiricilərin və quşların girişinin qarşısını almaq üçün yaşıl plastik bağ hasarları ilə örtülmüşdür (Everbilt modeli #889250EB12, açılış ölçüsü 5 × 5 sm, 0,95 m × 100 m) və yuva qutusu torpağının yanında torpaq səthinə yerləşdirilmişdir. qutular.Yuva qutusu (Əlavə Şəkil 1a).Yuvalardan 30 ədəd boru toplanaraq laboratoriyaya daşınmaqla qarğıdalı budaqlarının yumurtaları toplanırdı.Qayçı istifadə edərək, borunun ucunda bir kəsik edin, sonra dala hüceyrələrini ifşa etmək üçün spiral borunu sökün.Ayrı-ayrı yumurtalar və onların polenləri əyri bir spatula (Microslide alət dəsti, BioQuip Products Inc., California) istifadə edərək çıxarıldı.Yumurtalar nəm filtr kağızında inkubasiya edildi və təcrübələrimizdə istifadə edilməzdən əvvəl 2 saat Petri qabına qoyuldu (Əlavə Şəkil 1b-d).
Laboratoriyada biz alma çiçəyindən əvvəl və zamanı tətbiq olunan altı funqisidin şifahi toksikliyini üç konsentrasiyada (0,1X, 0,5X və 1X, burada 1X 100 gallon su/akr üçün tətbiq olunan işarədir. Yüksək sahə dozası = konsentrasiya) qiymətləndirdik. sahəsində)., Cədvəl 1).Hər konsentrasiya 16 dəfə təkrarlandı (n = 16).İki kontakt funqisid (Cədvəl S1: mancozeb 2696.14 ppm və captan 2875.88 ppm) və dörd sistemik funqisid (Cədvəl S1: piritiostrobin 250.14 ppm; trifloxystrobin 110.06 ppm; myclobutanil 110.06 ppm; myclobutanil 28.28.28.28.28.000.00000000000000 kaptan) ppm) meyvə, tərəvəz və bəzək bitkiləri üçün toksiklik .Biz tozcuqları üyüdücü ilə homojenləşdirdik, 0,20 q quyuya köçürdük (24 quyulu Şahin Plitəsi) və yumurtaların yerləşdirildiyi 1 mm dərinlikdə quyuları olan piramidal polen əmələ gətirmək üçün 1 μL funqisid məhlulu əlavə edib qarışdırdıq.Mini spatula ilə yerləşdirin (Əlavə Şəkil 1c,d).Falcon lövhələri otaq temperaturunda (25°C) və 70% nisbi rütubətdə saxlanılmışdır.Biz onları təmiz su ilə müalicə edilmiş homojen polen pəhrizi ilə qidalanan nəzarət sürfələri ilə müqayisə etdik.Sürfələr analitik tarazlıqdan istifadə edərək (Fisher Scientific, dəqiqlik = 0,0001 q) pupadan əvvəlki yaşa çatana qədər biz ölüm göstəricisini qeyd etdik və sürfə çəkisini hər gün ölçdük.Nəhayət, 2,5 aydan sonra barama açılaraq cins nisbəti qiymətləndirilmişdir.
DNT bütöv O. cornifrons sürfələrindən (müalicə vəziyyətinə görə n = 3, mankozeblə müalicə edilmiş və təmizlənməmiş polen) əldə edildi və biz bu nümunələr üzərində mikrob müxtəlifliyi təhlilləri apardıq, xüsusən də mankozebdə ən yüksək ölüm sürfələrdə müşahidə edildiyi üçün.MnZn qəbul edir.DNT gücləndirildi, DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNT dəsti (Zymo Research, Irvine, CA) istifadə edərək təmizləndi və v3 dəstindən istifadə edərək Illumina® MiSeq™ üzərində ardıcıllıqla (600 dövrə) aparıldı.Bakterial 16S ribosomal RNT genlərinin məqsədyönlü ardıcıllığı Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) istifadə edərək, 16S rRNA geninin V3-V4 bölgəsini hədəf alan primerlərdən istifadə etməklə həyata keçirilib.Əlavə olaraq, 18S ardıcıllığı 10% PhiX inklüzyonundan istifadə edilərək yerinə yetirildi və gücləndirmə 18S001 və NS4 primer cütündən istifadə edilərək həyata keçirildi.
QIIME2 boru kəmərindən (v2022.11.1) istifadə edərək qoşalanmış oxunuşları idxal edin və emal edin.Bu oxunuşlar kəsildi və birləşdirildi və kimerik ardıcıllıqlar QIIME2 (qiime dada2 noise pairing)40-da DADA2 plaginindən istifadə edərək silindi.16S və 18S sinif tapşırıqları Classify-sklearn obyekt təsnifat plaginindən və əvvəlcədən hazırlanmış artefakt silva-138-99-nb-klassifikatorundan istifadə etməklə yerinə yetirilmişdir.
Bütün eksperimental məlumatlar normallıq (Şapiro-Wilks) və dispersiyaların homojenliyi (Levene testi) üçün yoxlanıldı.Verilənlər dəsti parametrik analizin fərziyyələrinə cavab vermədiyinə və transformasiya qalıqları standartlaşdıra bilmədiyinə görə biz iki faktorla [zaman (üç faza 2, 5 və 8 gün) parametrik olmayan ikitərəfli ANOVA (Kruskal-Wallis) həyata keçirdik. Müalicənin sürfənin təzə çəkisinə təsirini qiymətləndirmək üçün vaxt nöqtələri) və funqisid] istifadə etdikdən sonra Wilcoxon testindən istifadə edərək post hoc parametrik olmayan cüt müqayisələr aparıldı.Funqisidlərin üç konsentrasiyada sağ qalma təsirini müqayisə etmək üçün Poisson paylanması ilə ümumiləşdirilmiş xətti modeldən (GLM) istifadə etdik41,42.Diferensial bolluq təhlili üçün amplikon ardıcıllığı variantlarının (ASV) sayı cins səviyyəsində azaldılmışdır.16S (cins səviyyəsi) və 18S nisbi bolluqdan istifadə edən qruplar arasında diferensial bolluğun müqayisəsi, makro üzərində modelləşdirilmiş beta sıfır şişirdilmiş (BEZI) ailə paylamaları ilə mövqe, miqyas və forma (GAMLSS) üçün ümumiləşdirilmiş əlavə modeldən istifadə etməklə həyata keçirilmişdir. .Microbiome R43 (v1.1).1).Diferensial analizdən əvvəl mitoxondrial və xloroplast növlərini çıxarın.18S-in müxtəlif taksonomik səviyyələrinə görə diferensial analizlər üçün hər bir taksonun yalnız ən aşağı səviyyəsi istifadə edilmişdir.Bütün statistik təhlillər R (v. 3.4.3., CRAN layihəsi) (Komanda 2013) istifadə edilərək aparılmışdır.
Mancozeb, pyrithiostrobin və trifloxystrobinə məruz qalma O. cornifrons-da bədən çəkisinin artımını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır (Şəkil 1).Bu təsirlər qiymətləndirilən hər üç doza üçün ardıcıl olaraq müşahidə edilmişdir (Şəkil 1a-c).Siklostrobin və miklobutanil sürfələrin çəkisini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmadı.
Dörd pəhriz müalicəsi (homogen polen yemi + funqisid: nəzarət, 0,1X, 0,5X və 1X dozaları) altında üç vaxt nöqtəsində ölçülən kök buruq sürfələrinin orta təzə çəkisi.(a) Aşağı doza (0,1X): ilk vaxt nöqtəsi (1-ci gün): χ2: 30,99, DF = 6;P <0,0001, ikinci vaxt nöqtəsi (5-ci gün): 22,83, DF = 0,0009;üçüncü dəfə;nöqtə (8-ci gün): χ2: 28.39, DF = 6;(b) yarım doza (0,5X): ilk dəfə (1-ci gün): χ2: 35,67, DF = 6;P <0,0001, ikinci vaxt nöqtəsi (birinci gün).): χ2: 15.98, DF = 6;P = 0,0090;üçüncü vaxt nöqtəsi (8-ci gün) χ2: 16.47, DF = 6;(c) Yer və ya tam doza (1X): ilk vaxt nöqtəsi (1-ci gün) χ2: 20.64, P = 6;P = 0,0326, ikinci vaxt nöqtəsi (5-ci gün): χ2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;üçüncü vaxt nöqtəsi (8-ci gün): χ2: 28.39, DF = 6;qeyri-parametrik dispersiya təhlili.Çubuqlar ikili müqayisələrin orta ± SE-ni (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001-i təmsil edir.
Ən aşağı dozada (0,1X) sürfə bədən çəkisi trifloksistrobinlə 60%, mankozeblə 49%, miklobutanillə 48% və pirithistrobinlə 46% azalmışdır (Şəkil 1a).Yarım sahə dozasına (0,5X) məruz qaldıqda, mankozeb sürfələrinin bədən çəkisi 86%, piritiostrobin 52% və trifloksistrobin 50% azalmışdır (Şəkil 1b).Mankozebin tam sahə dozası (1X) sürfə çəkisini 82%, piritiostrobin 70%, trifloksistrobin, miklobutanil və sanqardı isə təxminən 30% azaldıb (Şəkil 1c).
Mankozeblə müalicə olunan polenlə qidalanan sürfələr arasında ölüm ən yüksək olub, daha sonra piritiostrobin və trifloksistrobin olub.Mankozeb və piritizolinin artan dozaları ilə ölüm halları artmışdır (Şəkil 2; Cədvəl 2).Bununla belə, trifloksistrobin konsentrasiyaları artdıqca qarğıdalı budaqlarının ölümü yalnız bir qədər artmışdır;siprodinil və kaptan nəzarət müalicələri ilə müqayisədə ölüm nisbətini əhəmiyyətli dərəcədə artırmadı.
Ayrı-ayrılıqda altı müxtəlif funqisidlə müalicə olunan polen qəbul edildikdən sonra qazma milçək sürfələrinin ölümü müqayisə edilmişdir.Mancozeb və pentopiramid qarğıdalı qurdlarının şifahi təsirinə daha həssas idi (GLM: χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (xətt, yamac = 0,29, P <0,001; yamac = 0,24, P <0,00)).
Orta hesabla, bütün müalicələr üzrə xəstələrin 39,05%-i qadın, 60,95%-i isə kişi idi.Nəzarət müalicələri arasında qadınların nisbəti həm aşağı doza (0,1X) və həm də yarım doza (0,5X) tədqiqatlarında 40%, sahə dozası (1X) tədqiqatlarında isə 30% olmuşdur.0,1X dozada mankozeb və miklobutanil ilə müalicə olunan polenlə qidalanan sürfələr arasında böyüklərin 33,33%-i qadın, böyüklərin 22%-i qadın, yetkin sürfələrin 44%-i dişi, yetkin sürfələrin 44%-i qadın olmuşdur.qadın, yetkin sürfələrin 41% -i qadın idi və nəzarət 31% idi (Şəkil 3a).Dozadan 0,5 dəfə istifadə edildikdə, mankozeb və piritiostrobin qrupunda yetkin qurdların 33%-i dişi, 36%-i trifloksistrobin qrupunda, 41%-i miklobutanil qrupunda, 46%-i isə siprostrobin qrupunda olmuşdur.Qrupda bu göstərici 53% təşkil edib.kaptan qrupunda və nəzarət qrupunda 38% (şəkil 3b).1X dozada mankozeb qrupunun 30%-i qadınlar, piritiostrobin qrupunun 36%-i, trifloksistrobin qrupunun 44%-i, miklobutanil qrupunun 38%-i, nəzarət qrupunun 50%-i qadınlar idi – 38,5% (Şəkil 3c) .
Sürfə mərhələsindəki funqisidlərə məruz qaldıqdan sonra dişi və erkək qazmaçıların faizi.(a) Aşağı doza (0,1X).(b) Yarım doza (0,5X).(c) Sahə dozası və ya tam doza (1X).
16S ardıcıllığının təhlili göstərdi ki, bakterial qrup mankozeblə müalicə edilmiş polenlə qidalanan sürfələr və təmizlənməmiş polenlə qidalanan sürfələr arasında fərqlənir (Şəkil 4a).Çiçək tozcuqları ilə qidalanan müalicə olunmamış sürfələrin mikrob indeksi mankozeblə müalicə olunan tozcuqlarla qidalanan sürfələrdən daha yüksək olmuşdur (şək. 4b).Qruplar arasında müşahidə olunan zənginlik fərqi statistik cəhətdən əhəmiyyətli olmasa da, müalicə edilməmiş polenlə qidalanan sürfələr üçün müşahidə edilən fərqdən əhəmiyyətli dərəcədə aşağı idi (Şəkil 4c).Nisbi bolluq göstərdi ki, nəzarət tozcuqları ilə qidalanan sürfələrin mikrobiotası mankozeblə müalicə olunan sürfələrlə qidalanan sürfələrə nisbətən daha müxtəlifdir (şək. 5a).Təsviri təhlil nəzarət və mancozeb ilə müalicə olunan nümunələrdə 28 cinsin mövcudluğunu aşkar etdi (Şəkil 5b).c 18S ardıcıllığından istifadə edilən təhlil heç bir əhəmiyyətli fərq aşkar etmədi (Əlavə Şəkil 2).
16S ardıcıllığına əsaslanan SAV profilləri Şennon zənginliyi ilə müqayisə edildi və filum səviyyəsində zənginliyi müşahidə edildi.(a) Təmizlənməmiş polenlə qidalanan və ya nəzarət (mavi) və mankozeblə qidalanan sürfələrdə (narıncı) ümumi mikrob icma quruluşuna əsaslanan əsas koordinat analizi (PCoA).Hər bir məlumat nöqtəsi ayrı bir nümunəni təmsil edir.PCoA çoxvariantlı t paylanmasının Bray-Curtis məsafəsindən istifadə etməklə hesablanmışdır.Ovallar 80% etimad səviyyəsini təmsil edir.(b) Boxplot, xam Şennon sərvət məlumatları (ballar) və c.Müşahidə olunan sərvət.Qutular median xətt, kvartallararası diapazon (IQR) və 1,5 × IQR (n = 3) üçün qutuları göstərir.
Mankozeblə müalicə olunan və təmizlənməmiş polenlə qidalanan sürfələrin mikrob icmalarının tərkibi.(a) Sürfələrdə mikrob cinslərinin nisbi bolluğu oxunur.(b) Müəyyən edilmiş mikrob icmalarının istilik xəritəsi.Delftiya (Odds nisbəti (OR) = 0,67, P = 0,0030) və Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Mikrobakteriya (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060);İstilik xəritəsi sətirləri korrelyasiya məsafəsi və orta keçiddən istifadə edərək qruplaşdırılır.
Nəticələrimiz göstərir ki, çiçəkləmə zamanı geniş tətbiq olunan kontakt (mancozeb) və sistemli (pirostrobin və trifloksistrobin) funqisidlərin ağızdan qəbulu qarğıdalı sürfələrinin çəkisini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və ölüm hallarını artırır.Bundan əlavə, mancozeb prepupal mərhələdə mikrobiomun müxtəlifliyini və zənginliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.Myclobutanil, başqa bir sistem funqisid, hər üç dozada sürfələrin bədən çəkisini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.Bu təsir ikinci (5-ci gün) və üçüncü (8-ci gün) vaxt nöqtələrində özünü göstərdi.Bunun əksinə olaraq, siprodinil və kaptan nəzarət qrupu ilə müqayisədə çəki artımını və ya sağ qalma müddətini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmadı.Bildiyimizə görə, bu iş qarğıdalı bitkilərini birbaşa polen təsiri ilə qorumaq üçün istifadə edilən müxtəlif funqisidlərin sahə nisbətlərinin təsirini müəyyən edən ilk işdir.
Bütün funqisid müalicəsi nəzarət müalicələri ilə müqayisədə bədən çəkisini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.Mancozeb sürfələrin bədən çəkisinin artmasına orta hesabla 51% azalma ilə ən böyük təsir göstərmişdir, sonra piritiostrobin olmuşdur.Bununla belə, digər tədqiqatlar funqisidlərin sahə dozalarının sürfə mərhələlərində mənfi təsirlərini bildirməmişdir44.Ditiokarbamat biosidlərinin aşağı kəskin toksikliyə malik olduğu göstərilsə də45, mankozeb kimi etilen bisditiokarbamatlar (EBDCS) karbamid etilen sulfidinə qədər parçalana bilər.Digər heyvanlarda mutagen təsirini nəzərə alaraq, bu deqradasiya məhsulu müşahidə edilən təsirlərə görə məsuliyyət daşıya bilər46,47.Əvvəlki tədqiqatlar göstərmişdir ki, etilen tiokarbamid əmələ gəlməsinə yüksək temperatur48, rütubət səviyyəsi49 və məhsulun saxlanma müddəti50 kimi amillər təsir edir.Biosidlər üçün düzgün saxlama şəraiti bu yan təsirləri azalda bilər.Bundan əlavə, Avropa Qida Təhlükəsizliyi Təşkilatı digər heyvanların həzm sistemləri üçün kanserogen olduğu sübut edilmiş piritiopidin toksikliyindən narahatlığını ifadə etmişdir51.
Mankozeb, piritiostrobin və trifloksistrobinin ağızdan qəbulu qarğıdalı sürfələrinin ölümünü artırır.Bunun əksinə olaraq, miklobutanil, siprosiklin və kaptan ölümə heç bir təsir göstərməmişdir.Bu nəticələr Ladurner et al.52-nin nəticələrindən fərqlənir ki, onlar kaptanın yetkin O. lignaria və Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) sağ qalmasını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.Bundan əlavə, captan və boscalid kimi funqisidlərin sürfə ölümünə səbəb olduğu52,53,54 və ya qidalanma davranışını55 dəyişdirdiyi aşkar edilmişdir.Bu dəyişikliklər, öz növbəsində, polenin qida keyfiyyətinə və nəticədə sürfə mərhələsinin enerji qazanmasına təsir göstərə bilər.Nəzarət qrupunda müşahidə edilən ölüm göstəricisi digər tədqiqatlarla uyğun idi 56,57.
Bizim işimizdə müşahidə edilən kişilərə üstünlük verən cins nisbəti əvvəllər Vicens və Bosch tərəfindən O. cornuta üçün təklif edildiyi kimi, qeyri-kafi cütləşmə və çiçəkləmə zamanı pis hava şəraiti kimi amillərlə izah edilə bilər.Tədqiqatımızdakı dişi və kişilərin cütləşmələri üçün dörd gün olmasına baxmayaraq (ümumiyyətlə uğurlu cütləşmə üçün kifayət hesab edilən dövr), stressi minimuma endirmək üçün işıq intensivliyini bilərəkdən azaltdıq.Bununla belə, bu modifikasiya istəmədən cütləşmə prosesinə müdaxilə edə bilər61.Bundan əlavə, arılar bir neçə gün ərzində yağış və aşağı temperatur (<5°C) daxil olmaqla, əlverişsiz hava şəraitinə məruz qalırlar, bu da cütləşmənin müvəffəqiyyətinə mənfi təsir göstərə bilər4,23.
Tədqiqatımız bütün sürfə mikrobiomuna diqqət yetirsə də, nəticələrimiz arı qidalanması və funqisidlərə məruz qalma üçün kritik ola biləcək bakterial icmalar arasında potensial əlaqələr haqqında fikir verir.Məsələn, mankozeblə müalicə olunan polenlə qidalanan sürfələr, təmizlənməmiş polenlə qidalanan sürfələrlə müqayisədə mikrob icma quruluşunu və bolluğunu əhəmiyyətli dərəcədə azaldıb.Təmizlənməmiş polen istehlak edən sürfələrdə Proteobacteria və Actinobacteria bakterial qrupları dominant idi və əsasən aerob və ya fakultativ aerob idi.Adətən tək arı növləri ilə əlaqəli olan Delft bakteriyalarının patogenlərə qarşı potensial qoruyucu rolunu göstərən antibiotik aktivliyi məlumdur.Başqa bir bakteriya növü, Pseudomonas, müalicə olunmamış polenlə qidalanan sürfələrdə çox idi, lakin mankozeb ilə müalicə olunan sürfələrdə əhəmiyyətli dərəcədə azaldı.Nəticələrimiz Pseudomonas-ı O. bicornis35 və digər tək arılarda34 ən bol nəsillərdən biri kimi müəyyən edən əvvəlki tədqiqatları dəstəkləyir.Pseudomonas-ın O. cornifrons-un sağlamlığındakı roluna dair eksperimental sübutlar öyrənilməsə də, bu bakteriya Paederus fuscipes böcəyində qoruyucu toksinlərin sintezini təşviq edir və in vitro 35, 65-də arginin mübadiləsini təşviq edir. Bu müşahidələr göstərir ki, O. cornifrons sürfələrinin inkişaf dövründə viral və bakterial müdafiədə potensial rol.Microbacterium, aclıq şəraitində qara əsgər milçək sürfələrində yüksək sayda mövcud olduğu bildirilən araşdırmamızda müəyyən edilmiş başqa bir cinsdir66.O. cornifrons sürfələrində mikrobakteriyalar stress şəraitində bağırsaq mikrobiomunun tarazlığına və davamlılığına kömək edə bilər.Bundan əlavə, Rhodococcus O. cornifrons sürfələrində olur və detoksifikasiya qabiliyyəti ilə tanınır67.Bu cins A. florea-nın bağırsağında da rast gəlinir, lakin çox az miqdarda68.Nəticələrimiz sürfələrdə metabolik prosesləri dəyişdirə bilən çoxsaylı mikrob taksonlarında çoxsaylı genetik variasiyaların mövcudluğunu nümayiş etdirir.Bununla belə, O. cornifrons-un funksional müxtəlifliyini daha yaxşı başa düşmək lazımdır.
Xülasə, nəticələr göstərir ki, mancozeb, pyritiostrobin və trifloxystrobin bədən çəkisini azaldıb və qarğıdalı sürfələrinin ölümünü artırıb.Funqisidlərin tozlandırıcılara təsiri ilə bağlı narahatlıqların artmasına baxmayaraq, bu birləşmələrin qalıq metabolitlərinin təsirini daha yaxşı başa düşməyə ehtiyac var.Bu nəticələr funqisidlərin seçilməsi və tətbiqi vaxtının dəyişdirilməsi və ya daha az zərərli alternativlərin istifadəsini təşviq etməklə meyvə ağaclarının çiçəklənməsindən əvvəl və çiçəkləmə zamanı fermerlərə müəyyən funqisidlərdən istifadənin qarşısını almağa kömək edən inteqrasiya olunmuş pollinator idarəetmə proqramları üçün tövsiyələrə daxil edilə bilər. 36. Bu məlumat tövsiyələrin hazırlanması üçün vacibdir.funqisidləri seçərkən və ya daha az təhlükəli alternativlərin istifadəsini təşviq edərkən mövcud sprey proqramlarının tənzimlənməsi və sprey vaxtının dəyişdirilməsi kimi pestisidlərin istifadəsi ilə bağlı.Funqisidlərin cins nisbətinə, qidalanma davranışına, bağırsaq mikrobiomuna və qarğıdalı budaqlarının kilo itkisi və ölümünə əsaslanan molekulyar mexanizmlərə mənfi təsirləri ilə bağlı əlavə araşdırmalara ehtiyac var.
Şəkil 1 və 2-də 1, 2 və 3-cü mənbə məlumatları figshare məlumat deposunun DOI-də saxlanmışdır: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 və https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233.Cari tədqiqatda təhlil edilən ardıcıllıqlar (Şəkil 4, 5) NCBI SRA repozitoriyasında PRJNA1023565 qoşulma nömrəsi altında mövcuddur.
Bosch, J. və Kemp, WP Kənd təsərrüfatı bitkilərinin pollinatorları kimi bal arısı növlərinin inkişafı və yaradılması: Osmia cinsinin nümunəsi.(Hymenoptera: Megachilidae) və meyvə ağacları.öküz.Daha da.resurs.92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al.Nyu-York və Pensilvaniyadakı alma yetişdiriciləri arasında tozlanma təcrübələri və alternativ tozlandırıcıların qəbulu.yeniləmə.Kənd təsərrüfatı.qida sistemləri.35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL və Ricketts TH Doğma arılardan istifadə edərək badam tozlanmasının ekologiyası və iqtisadiyyatı.J. İqtisadiyyat.Daha da.111, 16–25 (2018).
Li, E., He, Y. və Park, Y.-L.İqlim dəyişikliyinin traqopan fenologiyasına təsiri: əhalinin idarə olunması üçün təsirlər.Qalxmaq.Dəyişiklik 150, 305–317 (2018).
Artz, DR və Pitts-Singer, TL Funqisid və köməkçi spreylərin idarə olunan iki tək arının (Osmia lignaria və Megachile rotundata) yuvalama davranışına təsiri.PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al.Az zəhərli məhsul funqisidi (fenbukonazol) erkək reproduktiv keyfiyyət siqnallarına mane olur və bu, vəhşi tək arılarda cütləşmə müvəffəqiyyətinin azalması ilə nəticələnir.J. Proqramlar.ekologiya.59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al.Neonikotinoid insektisidlər və erqosterol biosintezi üç arı növündə sinergetik funqisid ölümünü azaldır.Zərərvericilərə qarşı mübarizə.elm.73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.və Danforth BN Solitary eşşəkarısı sürfələri kök yuvalayan arılar Osmia cornifrons (Megachilidae) üçün polen tərəfindən təmin edilən bakteriya müxtəlifliyini dəyişdirir.ön.mikroorqanizm.13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN və Steffan SA Fermentləşdirilmiş polendəki ektosimbiotik mikroorqanizmlər tək arıların inkişafı üçün polenin özü qədər vacibdir.ekologiya.təkamül.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F və Thalheimer M. Yenidən əkin xəstəliklərinə nəzarət etmək üçün alma bağlarında cərgələrarası əkin: mikrob göstəricilərinə əsaslanan praktik effektivlik tədqiqatı.Bitki Torpağı 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Xodadadi F., Achimoviç SG və Peter KA. Orta Atlantik ABŞ-da almaların acı çürüməsi: törədici növlərin qiymətləndirilməsi və regional hava şəraitinin və sort həssaslığının təsiri.Fitopatologiya 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK.və Stanley DA Funqisidlər, herbisidlər və arılar: mövcud tədqiqat və metodların sistematik nəzərdən keçirilməsi.PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED və Jepson, PC EBI funqisidlərinin və piretroid insektisidlərinin bal arılarına (Apis mellifera) sinerji təsirləri.elmə zərər verir.39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE və Peng, CY Seçilmiş funqisidlərin bal arısı sürfələrinin Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) böyüməsinə və inkişafına təsiri.çərşənbə.Daha da.33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D. və McArt, S. Ağac bağlarında tozlandırıcıları qorumaq üçün pestisidlərdən istifadəyə dair qərar kitabçası (Kornell Universiteti, 2018).
Iwasaki, JM və Hogendoorn, K. Arıların qeyri-pestisidlərə məruz qalması: metodların nəzərdən keçirilməsi və hesabat nəticələri.Kənd təsərrüfatı.ekosistem.çərşənbə.314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA.və Pitts-Singer TL Təchizat növünün və pestisidlərə məruz qalmasının Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae) sürfələrinin inkişafına təsiri.çərşənbə.Daha da.51, 240–251 (2022).
Kopit AM və Pitts-Singer TL Tək boş yuva arılarına pestisidlərə məruz qalma yolları.çərşənbə.Daha da.47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al.Yetkin Yapon bağ arılarında (Osmia cornifrons) pestisidlərin toksikliyini qiymətləndirmək üçün yeni qəbul edilən bioanaliz protokolu.elm.Hesabatlar 10, 9517 (2020).
Göndərmə vaxtı: 14 may 2024-cü il