Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com.Útgáfan af vafranum sem þú notar hefur takmarkaðan CSS stuðning.Til að ná sem bestum árangri mælum við með því að þú notir nýrri útgáfu af vafranum þínum (eða slökkva á eindrægnistillingu í Internet Explorer).Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, sýnum við síðuna án stíls eða JavaScript.
Sveppaeitur eru oft notuð við blómgun trjáávaxta og geta ógnað skordýrafrævum.Hins vegar er lítið vitað um hvernig frævunarefni sem ekki eru býflugur (td einbýflugur, Osmia cornifrons) bregðast við snerti- og almennum sveppum sem almennt eru notaðar á epli meðan á blómgun stendur.Þetta þekkingarbil takmarkar ákvarðanir stjórnvalda sem ákvarða öruggan styrk og tímasetningu sveppaeyðandi úðunar.Við metum áhrif tveggja snerti sveppalyfja (captan og mancozeb) og fjögurra millilaga/plöntukerfa sveppaeyða (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobin og trifloxystrobin).Áhrif á þyngdaraukningu lirfa, lifun, kynjahlutfall og fjölbreytileika baktería.Matið var framkvæmt með langvarandi lífgreiningu til inntöku þar sem frjókorn voru meðhöndluð í þremur skömmtum miðað við ráðlagðan skammt fyrir notkun á vettvangi (1X), hálfan skammt (0,5X) og lágan skammt (0,1X).Allir skammtar af mankózeb og pýrítísólíni drógu verulega úr líkamsþyngd og lirfu.Við raðgreindum síðan 16S genið til að einkenna lirfubakteríuna mancozeb, sveppalyfið sem ber ábyrgð á hæsta dánartíðni.Við komumst að því að fjölbreytileiki og magn baktería minnkaði verulega í lirfum sem fengu mankózeb-meðhöndlaða frjókorna.Niðurstöður rannsóknarstofu benda til þess að úða sum þessara sveppalyfja við blómgun sé sérstaklega skaðlegt heilsu O. cornifrons.Þessar upplýsingar skipta máli fyrir framtíðarákvarðanir stjórnenda um sjálfbæra notkun á verndarvörum ávaxtatrjáa og þjóna sem grunnur að eftirlitsferlum sem miða að því að vernda frævunarefni.
Eintóma múrbían Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) kom til Bandaríkjanna frá Japan seint á áttunda áratugnum og snemma á níunda áratugnum og hefur tegundin gegnt mikilvægu frævunarhlutverki í stýrðum vistkerfum síðan.Náttúrulegir stofnar þessarar býflugu eru hluti af um það bil 50 tegundum villtra býflugna sem bæta við býflugurnar sem fræva möndlu- og eplagarða í Bandaríkjunum2,3.Mason býflugur standa frammi fyrir mörgum áskorunum, þar á meðal sundrun búsvæða, sýkla og skordýraeitur3,4.Meðal skordýraeiturs draga sveppaeitur úr orkuaukningu, fæðuleit5 og líkamsrækt6,7.Þrátt fyrir að nýlegar rannsóknir bendi til þess að heilsu Mason býflugna sé undir beinum áhrifum frá örverum og örverum utan lífvera, 8,9 vegna þess að bakteríur og sveppir geta haft áhrif á næringu og ónæmissvörun, þá eru áhrif útsetningar sveppalyfja á örverufjölbreytileika Mason býflugna rétt að byrja að gæta. rannsakað.
Sveppaeitur með margvíslegum áhrifum (snertingu og kerfisbundnum) er úðað í garða fyrir og meðan á blómgun stendur til að meðhöndla sjúkdóma eins og eplaskrúða, biturt rot, brúnrot og duftkennd mildew10,11.Sveppaeitur eru talin skaðlaus frævunarmönnum, svo þau eru ráðlögð við garðyrkjumenn á blómstrandi tímabilinu;Útsetning og inntaka þessara sveppaefna af býflugum er tiltölulega vel þekkt, þar sem það er hluti af skráningarferli skordýraeiturs hjá Umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna og mörgum öðrum innlendum eftirlitsstofnunum12,13,14.Hins vegar eru áhrif sveppalyfja á önnur en býflugur minna þekkt þar sem ekki er krafist þeirra samkvæmt markaðsleyfissamningum í Bandaríkjunum15.Að auki eru almennt engar staðlaðar samskiptareglur til að prófa stakar býflugur16,17 og það er krefjandi að viðhalda nýlendum sem veita býflugur til prófunar18.Tilraunir á mismunandi stýrðum býflugum eru í auknum mæli gerðar í Evrópu og Bandaríkjunum til að rannsaka áhrif varnarefna á villtar býflugur og nýlega hafa verið þróaðar staðlaðar samskiptareglur fyrir O. cornifrons19.
Hornbýflugur eru einfrumur og eru notaðar í atvinnuskyni í karparæktun sem viðbót eða staðgengill fyrir hunangsbýflugur.Þessar býflugur koma fram á milli mars og apríl, þar sem bráðþroska karldýrin koma fram þremur til fjórum dögum á undan kvendýrunum.Eftir pörun safnar kvendýrið á virkan hátt frjókornum og nektar til að búa til röð af ungfrumum í pípulaga hreiðurholinu (náttúrulegt eða gervi)1,20.Eggin eru lögð á frjókorn inni í frumunum;kvendýrið byggir síðan leirvegg áður en hún undirbýr næstu frumu.Fyrstu stigs lirfur eru lokaðar í chorion og nærast á fósturvökva.Frá öðru til fimmta stigi (prepupa) nærast lirfurnar á frjókornum22.Þegar frjómagnið er algjörlega tæmt mynda lirfurnar hýði, púppa sig og koma fram sem fullorðnar í sama ungbarnaklefa, venjulega síðsumars20,23.Fullorðnir koma fram næsta vor.Lifun fullorðinna tengist hreinni orkuaukningu (þyngdaraukningu) miðað við fæðuinntöku.Þannig eru næringargæði frjókorna, sem og aðrir þættir eins og veðurfar eða útsetning fyrir skordýraeiturum, ákvarðanir um lifun og heilsu24.
Skordýraeitur og sveppaeitur sem beitt er fyrir blómgun geta hreyft sig innan æðakerfis plöntunnar í mismiklum mæli, allt frá þverflögu (td geta færst frá efra yfirborði laufanna til neðra yfirborðs, eins og sum sveppaeitur) 25 til raunverulegra almennra áhrifa., sem getur komist inn í krúnuna frá rótum, getur farið inn í nektar eplablóma26, þar sem þau geta drepið fullorðna O. cornifrons27.Sum skordýraeitur skolast einnig út í frjókorn, sem hefur áhrif á þróun maíslirfa og veldur dauða þeirra19.Aðrar rannsóknir hafa sýnt að sum sveppaeyðir geta verulega breytt varphegðun skyldu tegundarinnar O. lignaria28.Að auki hafa rannsóknarstofu- og vettvangsrannsóknir, sem líkja eftir atburðarásum fyrir skordýraeitur (þar á meðal sveppaeitur) sýnt að skordýraeitur hafa neikvæð áhrif á lífeðlisfræði 22 formgerð 29 og lifun hunangsbýflugna og sumra einbýflugna.Ýmsar sveppaeyðandi úðar sem beitt er beint á opin blóm meðan á blómgun stendur geta mengað frjókorn sem safnað er af fullorðnum til að þróa lirfu, áhrif þeirra á eftir að rannsaka30.
Það er í auknum mæli viðurkennt að þroskun lirfa er undir áhrifum frjókorna og örverusamfélögum í meltingarkerfinu.Hunangsbýflugan örvera hefur áhrif á þætti eins og líkamsmassa31, efnaskiptabreytingar22 og næmi fyrir sýkla32.Fyrri rannsóknir hafa kannað áhrif þroskastigs, næringarefna og umhverfis á örveru einstæðra býflugna.Þessar rannsóknir leiddu í ljós líkindi í uppbyggingu og gnægð lirfu- og frjókorna örvera33, sem og algengustu bakteríuættkvíslunum Pseudomonas og Delftia, meðal einstæðra býflugnategunda.Hins vegar, þó að sveppalyf hafi verið tengt aðferðum til að vernda heilbrigði býflugna, eru áhrif sveppaeiturs á örveru lirfa með beinni váhrifum til inntöku enn órannsökuð.
Þessi rannsókn prófaði áhrif raunverulegra skammta af sex algengum sveppum sem eru skráðir til notkunar á trjáávexti í Bandaríkjunum, þar með talið snerti- og almenn sveppalyf sem gefin eru til inntöku á lirfur maíshornormsmölflugna úr menguðum matvælum.Við komumst að því að snerti- og kerfisbundin sveppaeyðandi dró úr líkamsþyngdaraukningu býflugna og jók dánartíðni, með alvarlegustu áhrifunum tengdum mankózeb og pýritíópíði.Við bárum síðan saman örverufjölbreytileika lirfa sem voru fóðraðar á mancozeb-meðhöndlaðu frjókornafæði við þær sem fóðraðar voru á viðmiðunarfæði.Við ræðum hugsanlega aðferðir sem liggja að baki dánartíðni og afleiðingar fyrir samþætta meindýra- og frævunarstjórnun (IPPM)36 forrit.
Fullorðin O. cornifrons sem yfirveturðu í hníslum voru fengin frá Fruit Research Center, Biglerville, PA, og geymd við -3 til 2°C (±0,3°C).Fyrir tilraunina (alls 600 hnísur).Í maí 2022 voru 100 O. cornifrons kúlur fluttar daglega í plastbolla (50 kúlur á bolla, DI 5 cm × 15 cm langir) og þurrkur voru settar inn í bollana til að stuðla að opnun og veita tyggjanlegt undirlag, sem minnkaði álag á grýttan býflugur 37.Settu tvo plastbolla sem innihalda kókó í skordýrabúr (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taívan) með 10 ml fóðrum sem innihalda 50% súkrósalausn og geymdu í fjóra daga til að tryggja lokun og pörun.23°C, rakastig 60%, ljóstímabil 10 l (lágur styrkur): 14 dagar.100 pöruðum kvendýrum og körlum var sleppt á hverjum morgni í sex daga (100 á dag) í tvö gervihreiður á hámarki eplablómgunar (gildruhreiður: breidd 33,66 × hæð 30,48 × lengd 46,99 cm; viðbótarmynd 1).Sett í Pennsylvania State Arboretum, nálægt kirsuber (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), ferskja (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), pera (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), coronaria eplatré (Malus coronaria) og fjölmörg afbrigði af eplatrjám (Malus coronaria, Malus), innlent eplatré 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus eplatré 'Co- Op 31′ Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy').Hvert blátt plastfuglahús passar ofan á tvo viðarkassa.Hver hreiðurkassi innihélt 800 tómar kraftpappírsrör (opin spíral, 0,8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) sett í ógegnsæ sellófanrör (0,7 OD sjá Plasttappar (T-1X innstungur) veita hreiðurstaði .
Bæði varpkassarnir sneru í austur og voru klæddir grænum garðgirðingum úr plasti (Everbilt módel #889250EB12, opnastærð 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) til að koma í veg fyrir aðgang nagdýra og fugla og settar á jarðvegsyfirborðið við hlið varpkassajarðarins. Kassar.Hreiðurbox (aukamynd 1a).Kornaeggjum var safnað daglega með því að safna 30 túpum úr hreiðrum og flytja þau á rannsóknarstofu.Notaðu skæri til að skera í enda rörsins og taka síðan spíralrörið í sundur til að afhjúpa ungfrumurnar.Einstök egg og frjókorn þeirra voru fjarlægð með boginn spaða (Microslide verkfærasett, BioQuip Products Inc., Kaliforníu).Eggin voru ræktuð á rökum síupappír og sett í Petrí-skál í 2 klukkustundir áður en þau voru notuð í tilraunum okkar (viðbótarmynd 1b-d).
Á rannsóknarstofunni metum við eiturverkanir sex sveppalyfja sem beitt var fyrir og meðan á eplablóm stóð í þremur styrkjum (0,1X, 0,5X og 1X, þar sem 1X er merkið sem notað er á hverja 100 lítra af vatni/hektara. Hár akurskammtur = styrkur á vellinum)., Tafla 1).Hver styrkur var endurtekinn 16 sinnum (n = 16).Tvö snertisveppaeitur (tafla S1: mancozeb 2696,14 ppm og captan 2875,88 ppm) og fjögur almenn sveppalyf (tafla S1: pýrithiostrobin 250,14 ppm; trifloxystrobin 110,06 ppm; myclobutanil ávextir, grænmeti og skrautjurtir .Við gerðum frjókornin einsleitan með kvörn, fluttum 0,20 g í brunn (24-brunn Falcon Plate) og bættum við og blanduðum 1 μL af sveppaeyðandi lausn til að mynda pýramída frjókorn með 1 mm djúpum brunnum sem eggin voru sett í.Setjið með smáspaða (aukamynd 1c,d).Falcon plötur voru geymdar við stofuhita (25°C) og 70% rakastig.Við bárum þær saman við viðmiðunarlirfur sem fengu einsleitt frjókornafæði sem var meðhöndlað með hreinu vatni.Við skráðum dánartíðni og mældum þyngd lirfunnar annan hvern dag þar til lirfurnar náðu ungbarnaaldri með því að nota greiningarjafnvægi (Fisher Scientific, nákvæmni = 0,0001 g).Að lokum var kynjahlutfall metið með því að opna kókonuna eftir 2,5 mánuði.
DNA var dregið úr heilum O. cornifrons lirfum (n = 3 í hverju meðferðarástandi, mancozeb-meðhöndlað og ómeðhöndlað frjókorn) og við gerðum örverufjölbreytileikagreiningu á þessum sýnum, sérstaklega vegna þess að í mancozeb sást hæsta dánartíðni í lirfum.taka á móti MnZn.DNA var magnað, hreinsað með DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA settinu (Zymo Research, Irvine, CA) og raðgreint (600 lotur) á Illumina® MiSeq™ með v3 settinu.Markviss raðgreining á 16S ríbósóma RNA genum baktería var framkvæmd með því að nota Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) með því að nota primera sem miða á V3-V4 svæði 16S rRNA gensins.Að auki var 18S raðgreining framkvæmd með því að nota 10% PhiX innlimun og mögnun var framkvæmd með því að nota grunnparið 18S001 og NS4.
Flytja inn og vinna úr pöruðum lestum39 með því að nota QIIME2 leiðsluna (v2022.11.1).Þessar lestur voru klipptar og sameinaðar, og chimeric raðir voru fjarlægðar með því að nota DADA2 viðbótina í QIIME2 (qiime dada2 hávaðapörun)40.16S og 18S bekkjarverkefnin voru framkvæmd með því að nota hlutflokkunarviðbótina Classify-sklearn og forþjálfaða artifact silva-138-99-nb-classifier.
Öll tilraunagögn voru könnuð með tilliti til eðlilegs (Shapiro-Wilks) og einsleitni dreifni (Levene's próf).Vegna þess að gagnasettið uppfyllti ekki forsendur parametrigreiningar og umbreytingin tókst ekki að staðla leifar, gerðum við tvíhliða ANOVA (Kruskal-Wallis) sem ekki var parametrisk með tveimur þáttum [tími (þriggja fasa 2, 5 og 8 dagar tímapunkta) og sveppalyf] til að meta áhrif meðferðar á ferskþyngd lirfa, síðan var gerður post hoc nonparametric parwise samanburður með Wilcoxon prófinu.Við notuðum almennt línulegt líkan (GLM) með Poisson dreifingu til að bera saman áhrif sveppalyfja á lifun í þremur styrkjum sveppalyfja41,42.Fyrir mismunadrifsgreiningu var fjöldi amplicon sequence variants (ASVs) hruninn á ættkvíslarstigi.Samanburður á mismunadrægni milli hópa sem notuðu 16S (ættkvíslstig) og 18S hlutfallslegt magn var gerður með því að nota almennt auklíkan fyrir staðsetningu, mælikvarða og lögun (GAMLSS) með beta-núlluppblásinni (BEZI) fjölskyldudreifingu, sem voru sniðin eftir makrói. .í Microbiome R43 (v1.1).1).Fjarlægðu hvatbera og grænukornategundir fyrir mismunagreiningu.Vegna mismunandi flokkunarstiga 18S var aðeins lægsta stig hvers flokkunar notað fyrir mismunagreiningar.Allar tölfræðilegar greiningar voru gerðar með því að nota R (v. 3.4.3., CRAN verkefni) (Team 2013).
Útsetning fyrir mancozeb, pýrithiostrobin og trifloxystrobin dró verulega úr líkamsþyngdaraukningu í O. cornifrons (mynd 1).Þessi áhrif komu stöðugt fram fyrir alla þrjá skammtana sem metnir voru (mynd 1a-c).Cyclostrobin og myclobutanil minnkuðu ekki marktækt þyngd lirfa.
Meðalferskur þyngd stofnborarlirfa mæld á þremur tímapunktum í fjórum fæðumeðferðum (samleitt frjófóður + sveppalyf: viðmiðun, 0,1X, 0,5X og 1X skammtar).(a) Lítill skammtur (0,1X): fyrsti tímapunktur (dagur 1): χ2: 30,99, DF = 6;P < 0,0001, annar tímapunktur (dagur 5): 22,83, DF = 0,0009;þriðja sinn;liður (dagur 8): χ2: 28,39, DF = 6;(b) hálfur skammtur (0,5X): fyrsti tímapunktur (dagur 1): χ2: 35,67, DF = 6;P < 0,0001, annar tímapunktur (dagur eitt).): χ2: 15,98, DF = 6;P = 0,0090;þriðji tímapunktur (dagur 8) χ2: 16,47, DF = 6;(c) Staður eða fullur skammtur (1X): fyrsti tímapunktur (dagur 1) χ2: 20,64, P = 6;P = 0,0326, annar tímapunktur (dagur 5): χ2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;þriðji tímapunktur (dagur 8): χ2: 28,39, DF = 6;óparametrísk dreifnigreining.Súlur tákna meðaltal ± SE pars samanburðar (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
Við lægsta skammtinn (0,1X) minnkaði líkamsþyngd lirfunnar um 60% með trifloxystrobin, 49% með mancozeb, 48% með myclobutanil og 46% með pyrithistrobin (Mynd 1a).Þegar þær voru útsettar fyrir helmingi vettvangsskammtsins (0,5X) minnkaði líkamsþyngd mancozeb lirfa um 86%, pýrítíóstróbíns um 52% og trifloxystrobíns um 50% (mynd 1b).Fullur akurskammtur (1X) af mankózebi minnkaði þyngd lirfunnar um 82%, pýrþíóstróbín um 70% og trifloxystrobin, myclobutanil og sangard um það bil 30% (mynd 1c).
Dánartíðni var hæst meðal lirfa sem fengu mankózeb-meðhöndlaða frjókorna, þar á eftir komu pýrítíóstróbín og trífloxýstróbín.Dánartíðni jókst með auknum skömmtum af mankózeb og pýrítísólíni (mynd 2; tafla 2).Hins vegar jókst dánartíðni úr maís aðeins lítillega þar sem þéttni trifloxystrobins jókst;cyprodinil og captan jók ekki marktækt dánartíðni samanborið við samanburðarmeðferðir.
Dánartíðni borflugulirfa var borin saman eftir inntöku frjókorna sem voru meðhöndluð með sex mismunandi sveppum.Mancozeb og pentópýramíð voru næmari fyrir inntöku fyrir maísmaðkum (GLM: χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (lína, halli = 0,29, P < 0,001; halli = 0,24, P <0,00)).
Að meðaltali í öllum meðferðum voru 39,05% sjúklinga konur og 60,95% karlkyns.Meðal samanburðarmeðferða var hlutfall kvenna 40% bæði í rannsóknum með lágskammta (0,1X) og hálfskammta (0,5X) og 30% í rannsóknum á sviði skammta (1X).Við 0,1X skammt, meðal frjókornafóðurs lirfa sem fengu mankózeb og myclobutanil, voru 33,33% fullorðinna kvenkyns, 22% fullorðinna kvenkyns, 44% fullorðinna lirfa kvenkyns, 44% fullorðinna lirfa kvenkyns.kvenkyns, 41% fullorðinna lirfa voru kvendýr og viðmið var 31% (mynd 3a).Við 0,5-faldan skammt voru 33% fullorðinna orma í mancozeb- og pýrithiostrobin hópnum kvenkyns, 36% í trifloxystrobin hópnum, 41% í myclobutanil hópnum og 46% í cyprostrobin hópnum.Þessi tala var 53% í hópnum.í captan hópnum og 38% í samanburðarhópnum (mynd 3b).Við 1X skammtinn voru 30% af mankózeb hópnum konur, 36% af pýrithiostrobin hópnum, 44% af trifloxystrobin hópnum, 38% af myclobutanil hópnum, 50% af samanburðarhópnum voru konur – 38,5% (Mynd 3c) .
Hlutfall kvenkyns og karlkyns borbera eftir útsetningu fyrir sveppaeyði á lirfustigi.(a) Lítill skammtur (0,1X).(b) Hálfur skammtur (0,5X).(c) Akurskammtur eða fullur skammtur (1X).
16S raðgreining sýndi að bakteríuhópurinn var mismunandi á milli lirfa sem fengu mankózeb-meðhöndlaðar frjókorn og lirfa sem fengu ómeðhöndlaðar frjókorn (mynd 4a).Örveruvísitala ómeðhöndlaðra lirfa sem fengu frjókorn var hærri en lirfa sem fengu mankózeb-meðhöndluð frjókorn (mynd 4b).Þrátt fyrir að sá munur sem sést á ríkidæmi milli hópa hafi ekki verið tölfræðilega marktækur, var hann marktækt minni en sá sem sást fyrir lirfur sem nærðust á ómeðhöndluðum frjókornum (mynd 4c).Hlutfallsleg gnægð sýndi að örvera lirfa sem fengu viðmiðunarfrjó var fjölbreyttari en lirfa sem fengu lirfur sem fengu mankózeb (mynd 5a).Lýsandi greining leiddi í ljós tilvist 28 ættkvísla í samanburðarsýnum og sýnum sem fengu mankózeb (mynd 5b).c Greining með 18S raðgreiningu leiddi í ljós engan marktækan mun (aukamynd 2).
SAV snið byggðar á 16S raðir voru borin saman við Shannon auðlegð og sást auðlegð á fylkisstigi.(a) Aðalhnitagreining (PCoA) byggt á heildarskipulagi örverusamfélagsins í ómeðhöndluðum frjókorna-fóðruðum eða stjórnunar- (bláum) og mankózeb-fóðruðum lirfum (appelsínugulum).Hver gagnapunktur táknar sérstakt sýnishorn.PCoA var reiknað út með því að nota Bray-Curtis fjarlægð fjölbreytu t dreifingarinnar.Ovalur tákna 80% öryggisstig.(b) Boxplot, hrá Shannon auðlegðargögn (stig) og c.Áberandi auður.Boxplots sýna reiti fyrir miðlínu, millifjórðungssvið (IQR) og 1,5 × IQR (n = 3).
Samsetning örverusamfélaga lirfa sem eru fóðraðar á frjókornum sem eru meðhöndluð með mankózeb og ómeðhöndluðu.(a) Hlutfallslegt magn örveruættkvísla er í lirfum.(b) Hitakort yfir auðkennd örverusamfélög.Delftia (oddhlutfall (OR) = 0,67, P = 0,0030) og Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Microbacterium (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060);Hitakortaraðir eru settar í hóp með því að nota fylgnifjarlægð og meðaltengingu.
Niðurstöður okkar sýna að útsetning fyrir snertingu (mancozeb) og altækum (pyrostrobin og trifloxystrobin) sveppalyfjum, sem notuð eru víða við flóru, dró verulega úr þyngdaraukningu og jók dánartíðni maíslirfa.Að auki dró mankózeb verulega úr fjölbreytileika og ríkidæmi örverunnar á prepupal stigi.Myclobutanil, annað almennt sveppalyf, dró verulega úr líkamsþyngdaraukningu lirfa við alla þrjá skammtana.Þessi áhrif komu fram á öðrum (dagur 5) og þriðja (dagur 8) tímapunkti.Aftur á móti drógu cyprodinil og captan ekki marktækt úr þyngdaraukningu eða lifun samanborið við samanburðarhópinn.Að því er við vitum er þessi vinna sú fyrsta til að ákvarða áhrif akurhlutfalls mismunandi sveppalyfja sem notuð eru til að vernda maísræktun með beinni váhrifum á frjókornum.
Allar sveppalyfjameðferðir drógu verulega úr líkamsþyngdaraukningu samanborið við samanburðarmeðferðir.Mancozeb hafði mest áhrif á líkamsþyngdaraukningu lirfa með að meðaltali 51% minnkun, þar á eftir pýrþíóstróbín.Hins vegar hafa aðrar rannsóknir ekki greint frá skaðlegum áhrifum sveppaeyðandi skammta á vettvangi á lirfustig44.Þrátt fyrir að sýnt hafi verið fram á að díþíókarbamat sæfiefni hafi litla bráða eiturhrif45, geta etýlen bisdíþíókarbamat (EBDCS) eins og mankózeb brotnað niður í þvagefni etýlensúlfíð.Vegna stökkbreytandi áhrifa þess á önnur dýr getur þessi niðurbrotsvara verið ábyrg fyrir þeim áhrifum sem sést hefur46,47.Fyrri rannsóknir hafa sýnt að myndun etýlenþíúrefnis er undir áhrifum af þáttum eins og hækkuðu hitastigi48, rakastigi49 og lengd vörugeymslu50.Rétt geymsluskilyrði fyrir sæfiefni geta dregið úr þessum aukaverkunum.Að auki hefur Matvælaöryggisstofnun Evrópu lýst yfir áhyggjum af eiturverkunum pýritíópíðs, sem sýnt hefur verið fram á að sé krabbameinsvaldandi fyrir meltingarkerfi annarra dýra51.
Inntaka mankózebs, pýrítíóstróbíns og trifloxýstróbíns eykur dánartíðni kornberja lirfa.Aftur á móti höfðu myclobutanil, ciprocycline og captan engin áhrif á dánartíðni.Þessar niðurstöður eru ólíkar niðurstöðum Ladurner o.fl.52, sem sýndu að captan minnkaði verulega lifun fullorðinna O. lignaria og Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae).Að auki hefur reynst að sveppalyf eins og captan og boscalid valda lirfudauða52,53,54 eða breyta fæðuhegðun55.Þessar breytingar geta aftur á móti haft áhrif á næringargæði frjókornanna og að lokum orkuaukningu lirfustigsins.Dánartíðni sem sást í samanburðarhópnum var í samræmi við aðrar rannsóknir 56,57.
Kynjahlutfall karlkyns sem kemur fram í verkum okkar gæti skýrst af þáttum eins og ófullnægjandi pörun og slæmu veðurskilyrðum við flóru, eins og áður hefur verið lagt til fyrir O. cornuta af Vicens og Bosch.Þrátt fyrir að konur og karlar í rannsókninni okkar hafi haft fjóra daga til að para sig (tímabil sem almennt er talið nægjanlegt fyrir árangursríka pörun), minnkuðum við vísvitandi ljósstyrk til að lágmarka streitu.Hins vegar getur þessi breyting óviljandi truflað pörunarferlið61.Að auki upplifa býflugur slæmt veður í nokkra daga, þar á meðal rigningu og lágt hitastig (<5°C), sem getur einnig haft neikvæð áhrif á árangur pörunar4,23.
Þrátt fyrir að rannsókn okkar hafi beinst að allri örveru lirfunnar, veita niðurstöður okkar innsýn í hugsanleg tengsl á milli bakteríusamfélaga sem gætu verið mikilvæg fyrir næringu býflugna og útsetningu fyrir sveppalyfjum.Til dæmis höfðu lirfur sem fengu mancozeb-meðhöndlaðar frjókorn verulega dregið úr uppbyggingu og gnægð örverusamfélagsins samanborið við lirfur sem fengu ómeðhöndlaðar frjókorn.Í lirfum sem neyttu ómeðhöndlaðra frjókorna voru bakteríuhóparnir Proteobacteria og Actinobacteria ríkjandi og voru aðallega loftháðir eða loftháðir.Delft bakteríur, venjulega tengdar eintómum býflugnategundum, eru þekktar fyrir að hafa sýklalyfjavirkni, sem gefur til kynna hugsanlegt verndandi hlutverk gegn sýkla.Önnur bakteríutegund, Pseudomonas, var mikið í lirfum sem fengu ómeðhöndlaðar frjókorn, en minnkaði verulega í lirfum sem fengu mancozeb.Niðurstöður okkar styðja fyrri rannsóknir sem greina Pseudomonas sem eina af algengustu ættkvíslunum í O. bicornis35 og öðrum eintómum geitungum34.Þrátt fyrir að tilraunavísbendingar um hlutverk Pseudomonas í heilsu O. cornifrons hafi ekki verið rannsakaðar, hefur verið sýnt fram á að þessi baktería stuðlar að myndun verndandi eiturefna í bjöllunni Paederus fuscipes og stuðlar að umbrotum arginíns in vitro 35, 65. Þessar athuganir benda til hugsanlegt hlutverk í veiru- og bakteríuvörn á þroskatíma O. cornifrons lirfa.Örbaktería er önnur ættkvísl sem greind var í rannsókn okkar og er greint frá því að hún sé til staðar í miklu magni í svörtum herflugulirfum við sveltiskilyrði66.Í O. cornifrons lirfum geta örbakteríur stuðlað að jafnvægi og seiglu örveru í þörmum við streitu.Að auki finnst Rhodococcus í O. cornifrons lirfum og er þekktur fyrir afeitrunarhæfileika sína67.Þessi ættkvísl er einnig að finna í þörmum A. florea, en í mjög litlu magni68.Niðurstöður okkar sýna tilvist margra erfðafræðilegra breytileika í fjölmörgum örverutegundum sem geta breytt efnaskiptaferlum í lirfum.Hins vegar er þörf á betri skilningi á virkni fjölbreytileika O. cornifrons.
Í stuttu máli benda niðurstöðurnar til þess að mankózeb, pýrítíóstróbín og trífloxýstróbín hafi dregið úr líkamsþyngdaraukningu og aukið dánartíðni kornberjalirfa.Þrátt fyrir vaxandi áhyggjur af áhrifum sveppalyfja á frævunarefni, er þörf á að skilja betur áhrif afgangs umbrotsefna þessara efnasambanda.Hægt er að fella þessar niðurstöður inn í ráðleggingar um samþætt stjórnun frævunar sem hjálpa bændum að forðast notkun ákveðinna sveppalyfja fyrir og meðan á blómgun stendur með því að velja sveppaeitur og breyta tímasetningu notkunar eða með því að hvetja til notkunar á skaðminni valkostum 36. Þessar upplýsingar er mikilvægt til að þróa tillögur.um notkun skordýraeiturs, svo sem að breyta núverandi úðaáætlunum og breyta úðatíma við val á sveppum eða stuðla að notkun hættuminni valkosta.Frekari rannsókna er þörf á skaðlegum áhrifum sveppalyfja á kynjahlutfall, fæðuhegðun, örveru í þörmum og sameindaaðferðum sem liggja að baki þyngdartapi og dánartíðni maísborara.
Upprunagögn 1, 2 og 3 á myndum 1 og 2 hafa verið geymd í figshare gagnageymslunni DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 og https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233.Röðin sem greindar eru í núverandi rannsókn (Mynd. 4, 5) eru fáanlegar í NCBI SRA geymslunni undir aðgangsnúmeri PRJNA1023565.
Bosch, J. og Kemp, WP Þróun og stofnun hunangsbýflugnategunda sem frævunar í landbúnaðarræktun: dæmið um ættkvíslina Osmia.(Hymenoptera: Megachilidae) og ávaxtatré.naut.Ntomore.auðlind.92, 3–16 (2002).
Parker, MG o.fl.Frævunaraðferðir og skynjun annarra frævunarefna meðal epliræktenda í New York og Pennsylvaníu.uppfærslu.Landbúnaður.matvælakerfi.35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL og Ricketts TH Vistfræði og hagfræði möndlufrævunar með því að nota innfæddar býflugur.J. Hagfræði.Ntomore.111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y. og Park, Y.-L.Áhrif loftslagsbreytinga á tragópan fyrirbærafræði: áhrif á íbúastjórnun.Klifra.Breyting 150, 305–317 (2018).
Artz, DR og Pitts-Singer, TL Áhrif sveppaeyðandi og hjálparefnaúða á varphegðun tveggja stýrðra einbýflugna (Osmia lignaria og Megachile rotundata).PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. o.fl.Lítið eitrað sveppalyf fyrir ræktun (fenbúkónasól) truflar merki um æxlunargæði karlkyns sem leiðir til minni pörunarárangurs hjá villtum einbýflugum.J. Apps.vistfræði.59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. o.fl.Neonicotinoid skordýraeitur og ergósteról lífmyndun bæla samverkandi sveppaeyðisdauða í þremur býflugnategundum.Meindýraeyðing.vísindin.73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.og Danforth BN Eintómar geitungalirfur breyta fjölbreytileika baktería sem frjókorn veita til stöngulverandi býflugna Osmia cornifrons (Megachilidae).framan.örvera.13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN og Steffan SA Frjósamveruörverurnar í gerjuðum frjókornum eru jafn mikilvægar fyrir þróun einbýflugna og frjókornin sjálf.vistfræði.þróun.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F og Thalheimer M. Gróðursetning á milli raða í eplagörðum til að hafa hemil á endursæðissjúkdómum: hagnýt virknirannsókn byggð á örveruvísum.Plöntujarðvegur 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG og Peter KA Bitur rotnun á eplum í miðju Atlantshafi í Bandaríkjunum: mat á orsakategundum og áhrifum svæðisbundinna veðurskilyrða og næmi yrkja.Phytopathology 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK.og Stanley DA Sveppaeitur, illgresiseyðir og býflugur: kerfisbundin endurskoðun á núverandi rannsóknum og aðferðum.PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED og Jepson, PC Samverkandi áhrif EBI sveppalyfja og pýretróíð skordýraeiturs á hunangsbýflugur (Apis mellifera).skaðar vísindin.39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE og Peng, CY Áhrif valinna sveppaeyða á vöxt og þroska hunangsbýflugna lirfa Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae).miðvikudag.Ntomore.33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D. og McArt, S. Ákvörðunarleiðbeiningar um notkun skordýraeiturs til að vernda frævunardýr í trjágarði (Cornell University, 2018).
Iwasaki, JM og Hogendoorn, K. Útsetning býflugna fyrir skordýraeitri: endurskoðun á aðferðum og tilkynntum niðurstöðum.Landbúnaður.vistkerfi.miðvikudag.314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA.og Pitts-Singer TL Áhrif birgðategundar og váhrifa af skordýraeitri á lirfuþroska Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae).miðvikudag.Ntomore.51, 240–251 (2022).
Kopit AM og Pitts-Singer TL Leiðir fyrir útsetningu varnarefna fyrir eintómar býflugur í tómu hreiðri.miðvikudag.Ntomore.47, 499–510 (2018).
Pan, NT o.fl.Ný lífgreiningaraðferð við inntöku til að meta eituráhrif skordýraeiturs í fullorðnum japönskum garðbýflugum (Osmia cornifrons).vísindin.Skýrslur 10, 9517 (2020).
Birtingartími: maí-14-2024