Nature.com saýtyna gireniňiz üçin sag boluň. Ulanýan brauzeriňiziň wersiýasynda CSS goldawy çäkli. Iň gowy netijeler üçin brauzeriňiziň täze wersiýasyny ulanmagyňyzy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gatnaşyklyk Režimini öçüriň). Şol bir wagtyň özünde, yzygiderli goldawy üpjün etmek üçin saýty stilizasiýasyz ýa-da JavaScript-siz görkezýäris.
Fungisidler köplenç agaç miweleriniň gülleýän döwründe ulanylýar we mör-möjekleriň tozanlandyryjylaryna howp salyp biler. Şeýle-de bolsa, ary däl tozanlandyryjylaryň (meselem, ýeke arylar, Osmia cornifrons) gülleýän döwründe almalarda giňden ulanylýan kontakt we sistematik fungisidlere nähili täsir edýändigi barada az zat mälim. Bu bilim boşlugy howpsuz konsentrasiýalary we fungisid sepmegiň wagtyny kesgitlemek boýunça kadalaşdyryjy çözgütleri çäklendirýär. Biz iki kontakt fungisidiniň (kaptan we mankozeb) we dört gatlak aralyk/fitosistem fungisidiniň (siprosiklin, miklobutanil, pirostrobin we trifloksistrobin) täsirini bahaladyk. Liçinkalaryň agramynyň artmagyna, ýaşamagyna, jyns gatnaşygyna we bakteriýalaryň dürlüligine täsirleri. Baha bermek, meýdanda ulanmak üçin häzirki wagtda maslahat berilýän doza (1X), ýarym doza (0.5X) we pes doza (0.1X) esasynda üç dozada tozan bejerilen dowamly agyz bioanalizi arkaly geçirildi. Mankozebiň we piritsoliniň ähli dozalary bedeniň agramyny we liçinkalaryň ýaşamagyny ep-esli azaldýar. Soňra biz iň ýokary ölüme sebäp bolýan fungisid bolan mankozebiň liçinka bakteriomasyny häsiýetlendirmek üçin 16S genini yzygiderlikledik. Biz mankozeb bilen bejerilen tozan bilen iýmitlenen liçinkalarda bakteriýalaryň dürlüliginiň we mukdarynyň ep-esli azalandygyny anykladyk. Laboratoriýa netijelerimiz gülleýiş döwründe bu fungisidleriň käbirini sepmegiň O. cornifrons-yň saglygyna has zyýanlydygyny görkezýär. Bu maglumat miweli agaçlary goraýan önümleriň durnukly ulanylmagy bilen baglanyşykly geljekki dolandyryş çözgütleri üçin möhümdir we tozanlandyryjylary goramaga gönükdirilen kadalaşdyryjy prosesler üçin esas bolup hyzmat edýär.
Ýeke-täk mason arysy Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) 1970-nji ýyllaryň ahyrynda we 1980-nji ýyllaryň başynda Ýaponiýadan ABŞ-a getirildi we şondan bäri bu görnüş dolandyrylýan ekosistemalarda möhüm tozanlandyryjy rol oýnady. Bu arynyň tebigylaşdyrylan populýasiýalary ABŞ-da badam we alma baglaryny tozanlandyrýan arylaryň üstüni ýetirýän ýabany arylaryň takmynan 50 görnüşiniň bir bölegidir2,3. Mason arylary ýaşaýyş ýerleriniň bölünmegi, kesel döredijiler we pestisidler ýaly köp kynçylyklar bilen ýüzbe-ýüz bolýarlar3,4. Insektisidleriň arasynda fungitsidler energiýa gazanmagyny, iýmitlenmegi we bedeniň kondisionerlenmegini azaldýar6,7. Soňky barlaglar Mason arylarynyň saglygyna gönüden-göni komensal we ektobaktik mikroorganizmleriň täsir edýändigini görkezse-de, 8,9 bakteriýalar we kömelekler iýmitlenmäge we immun jogaplaryna täsir edip bilýändigi üçin, fungitsid täsiriniň Mason arylarynyň mikrob dürlüligine täsiri öwrenilmäge başlandy.
Alma gabygy, ajy çüýreme, goňur çüýreme we poroşokly küýze ýaly keselleri bejermek üçin dürli täsirli fungisidler (kontakt we ulgamlaýyn) gülleme döwründe baglarda püskürtülýär. Fungisidler tozanlandyryjylar üçin zyýansyz hasaplanýar, şonuň üçin olar gülleme döwründe bagbanlara maslahat berilýär; Bu fungisidleriň arylar tarapyndan täsir edilmegi we kabul edilmegi deňeşdirme bilen gowy belli, sebäbi ol ABŞ-nyň Daşky gurşawy goramak agentligi we beýleki köp sanly milli kadalaşdyryjy edaralar tarapyndan pestisidleri bellige almak prosesiniň bir bölegidir12,13,14. Şeýle-de bolsa, fungisidleriň ary dällere täsiri az belli, sebäbi olar ABŞ-da marketing ygtyýarlandyryş şertnamalary boýunça talap edilmeýär15. Mundan başga-da, adatça, ýeke arylary synagdan geçirmek üçin standartlaşdyrylan protokollar ýok16,17 we synag üçin arylary berýän koloniýalary saklamak kyn18. Ýewropada we ABŞ-da pestisidleriň ýabany arylara täsirini öwrenmek üçin dürli dolandyrylýan arylaryň synaglary barha köp geçirilýär we ýakynda O. cornifrons19 üçin standartlaşdyrylan protokollar işlenip düzüldi.
Şahly arylar monositler bolup, olar sazan ekinlerinde bal arylarynyň goşundysy ýa-da ornuny tutýan önüm hökmünde täjirçilik maksady bilen ulanylýar. Bu arylar mart we aprel aýlary aralygynda çykýarlar, irki ýaşdaky erkek arylar bolsa dişi arylardan üç-dört gün öň çykýarlar. Jübütleşenden soň, dişi ary turbajykly uýa boşlugynda (tebigy ýa-da emeli) birnäçe tohum öýjüklerini döretmek üçin tozan we nektar ýygnaýar1,20. Ýumurtgalar öýjükleriň içindeki tozanlaryň üstüne goýulýar; soňra dişi ary indiki öýjügi taýýarlamazdan öň toýun diwar gurýar. Birinji ýaşdaky liçinkalar horionda ýerleşýär we embrional suwuklyklar bilen iýmitlenýär. Ikinji ýaşdan bäşinji ýaşa çenli (prepupa) liçinkalar tozan bilen iýmitlenýär22. Tozan üpjünçiligi doly gutarandan soň, liçinkalar pilla emele getirýär, pup bolýar we şol bir tohum otagynda, adatça tomsuň ahyrynda ulular hökmünde çykýar20,23. Ulular indiki ýazda çykýarlar. Ulularyň ýaşamagy iýmit kabul etmegine esaslanýan arassa energiýa gazanmagy (agram gazanmagy) bilen baglanyşyklydyr. Şeýlelik bilen, tozanyň iýmitlik hili, şeýle hem howa ýa-da pestisidlere sezewar bolmak ýaly beýleki faktorlar ýaşamagyň we saglygyň kesgitleýjileridir24.
Güllemezden öň ulanylýan insektisidler we fungisidler ösümlik damarlarynda dürli derejelerde hereket edip bilýärler, translaminardan (meselem, käbir fungisidler ýaly ýapraklaryň ýokarky ýüzünden aşaky ýüze hereket edip bilýärler) 25 hakyky ulgamlaýyn täsirlere çenli. köklerden täjine siňip bilýän alma gülleriniň nektaryna girip bilýärler26, ol ýerde olar ulular O. cornifrons27-ni öldürip bilýärler. Käbir pestisidler hem tozana siňip, mekgejöwen liçinkalarynyň ösüşine täsir edýär we olaryň ölümine sebäp bolýar19. Beýleki barlaglar käbir fungisidleriň degişli O. lignaria28 görnüşleriniň höwürtge gurmagyny düýpli üýtgedip biljekdigini görkezdi. Mundan başga-da, pestisidlere täsir etmek senariýalaryny (fungisidler bilen birlikde) modelleşdirýän barlaghana we meýdan barlaglary pestisidleriň bal arylarynyň we käbir ýeke arylaryň fiziologiýasyna 22 morfologiýasyna 29 we ýaşaýşyna ýaramaz täsir edýändigini görkezdi. Gülleýän döwründe açyk güllere gönüden-göni ulanylýan dürli fungisid spreýleri ulular tarapyndan liçinka ösüşi üçin ýygnalýan tozanany hapalap biler, olaryň täsiri henizem öwrenilmeli30.
Liçinkalaryň ösüşine iýmit siňdiriş ulgamynyň tozanlarynyň we mikrob jemgyýetleriniň täsir edýändigi barha köp ykrar edilýär. Bal arylarynyň mikrobiomy beden massasy31, metabolik üýtgeşmeler22 we patogenlere duýgurlyk32 ýaly parametrlere täsir edýär. Öňki barlaglar ösüş tapgyrynyň, iýmit maddalarynyň we daşky gurşawyň ýeke arylaryň mikrobiomyna täsirini öwrendi. Bu barlaglar ýeke arylaryň görnüşleriniň arasynda liçinka we tozan mikrobiomlarynyň33 gurluşynda we mukdarynda, şeýle hem iň köp duş gelýän bakteriýa uruglary Pseudomonas we Delftia-da meňzeşlikleri ýüze çykardy. Şeýle-de bolsa, fungisidler arylaryň saglygyny goramak strategiýalary bilen baglanyşykly bolsa-da, fungisidleriň agyz arkaly liçinka mikrobiotasyna gönüden-göni täsir etmek arkaly täsiri öwrenilmedik bolmagynda galýar.
Bu gözlegde ABŞ-da agaç miwelerinde ulanmak üçin bellige alnan alty sany giňden ulanylýan fungisidleriň hakyky dünýä dozalarynyň, şol sanda hapalanan iýmitden alnan mekgejöwen şahly gurçuk güýesiniň liçinkalaryna agyz arkaly berilýän kontakt we sistematik fungisidleriň täsiri synagdan geçirildi. Kontakt we sistematik fungisidleriň arylaryň beden agramynyň artmagyny we ölüm derejesiniň artmagyny azaldýandygyny, iň agyr täsirleriň bolsa mankozeb we piritiopid bilen baglanyşyklydygyny anykladyk. Soňra mankozeb bilen bejerilen tozan iýmiti bilen iýmitlenen liçinkalaryň mikrobial dürlüligini gözegçilik iýmiti bilen iýmitlenenler bilen deňeşdirdik. Biz ölümiň esasy mehanizmlerini we toplumlaýyn zyýankeşleri we tozanlandyryjylary dolandyrmak (IPPM)36 maksatnamalary üçin netijeleri ara alyp maslahatlaşýarys.
Pillalarda gyşlaýan ululy O. cornifronlar Pensilwaniýa ştatynyň Biglerwil şäherindäki Miwe barlag merkezinden alyndy we −3-den 2°C-e çenli (±0.3°C) saklandy. Synagdan öň (jemi 600 pilla). 2022-nji ýylyň maý aýynda her gün 100 O. cornifrons pillasy plastik gaplara geçirildi (käsede 50 pilla, DI 5 sm × 15 sm uzynlykda) we gaplaryň içine açylmagyny ýeňilleşdirmek we çaýnalýan substrat döretmek, daşly arylara düşýän stresi azaltmak üçin salfetkalar goýuldy37. Pillalary bolan iki plastik gaplary mör-möjek üçin gapda (30 × 30 × 30 sm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taýwan) 50% saharoza erginini öz içine alýan 10 ml iýmitlendirijiler bilen goýuň we ýapylmagyny we jübütlenmegini üpjün etmek üçin dört gün saklaň. 23°C, otnositel çyglylyk 60%, fotoperiody 10 l (pes intensiwlik): 14 gün. Alma gülleýän döwründe her gün irden alty günläp (her günde 100) jübütlenen 100 dişi we erkek guşlar iki emeli uýa goýberilýärdi (tuza uýa: ini 33.66 × beýikligi 30.48 × uzynlygy 46.99 sm; Goşmaça surat 1). Pensilwaniýa Döwlet Dendrariýasynda, alçanyň (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), şeftaliniň (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), armydyň (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), koronariýa alma agajynyň (Malus coronaria) we alma agaçlarynyň köp sanly görnüşleriniň (Malus coronaria, Malus), öý alma agajy 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus alma agajy 'Co-Op 31′ Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy') golaýynda ýerleşdirilen. Her bir gök plastik guş öýi iki agaç gutularyň üstüne sygýar. Her bir uýa gutusynda 800 sany boş kraft kagyz turbalary (spiral açyk, 0,8 sm ID × 15 sm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) bardy, olar mat selofan turbalaryna (0,7 OD serediň) goýuldy. Plastik tıkaçlar (T-1X tıkaçlary) uýa goýmak üçin ýerler üpjün edýär.
Iki uýa gutusy hem gündogara tarap bakdy we kemirgenleriň we guşlaryň girmeginiň öňüni almak üçin ýaşyl plastik bag germesi bilen örtüldi (Everbilt modeli #889250EB12, deşiginiň ululygy 5 × 5 sm, 0.95 m × 100 m) we uýa gutusy toprak gutularynyň gapdalyndaky topragyň ýüzüne goýuldy. Uýa gutusy (Goşmaça 1a surat). Mekgejöwen ýumurtgalary her gün uýalardan 30 turba ýygnap, olary laboratoriýa daşamak arkaly ýygnaldy. Gaýçy ulanyp, turbanyň ujunda kesik açyň, soňra tohum öýjüklerini açmak üçin spiral turbany söküň. Aýry-aýry ýumurtgalar we olaryň tozanlary egri şpatel (Microslide gurallar toplumy, BioQuip Products Inc., Kaliforniýa) ulanyp aýryldy. Ýumurtgalar çygly süzgüç kagyzynda inkubasiýa edildi we tejribelerimizde ulanylmazdan öň Petri gapjygyna 2 sagat goýuldy (Goşmaça 1b-d surat).
Laboratoriýada biz alma güllemeginden öň we gülleýän döwründe ulanylan alty fungisidiň agyz arkaly ulanylýan zäherliligini üç konsentrasiýada (0.1X, 0.5X we 1X, bu ýerde 1X 100 gallon suw/akra ulanylan bellikdir. Meýdançadaky ýokary doza = meýdandaky konsentrasiýa). , 1-nji tablisa). Her konsentrasiýa 16 gezek gaýtalandy (n = 16). Iki kontakt fungisidi (S1 tablisa: mankozeb 2696.14 ppm we kaptan 2875.88 ppm) we dört sistematik fungisidi (S1 tablisa: piritiostrobin 250.14 ppm; trifloksistrobin 110.06 ppm; miklobutanil azol 75.12 ppm; siprodinil 280.845 ppm) miwelere, gök önümlere we bezeg ekinlerine zäherliligini bahaladyk. Biz tozanlary üweýji enjam arkaly gomogenleşdirdik, 0,20 g guýuja (24 guýuja Falcon Plate) geçirdik we 1 μL fungisid erginini goşup garyşdyrdyk, şonuň üçin 1 mm çuňlukdaky guýular bilen piramidal tozan emele geldi, şol guýulara ýumurtgalar goýuldy. Mini spatula bilen ýerleşdiriň (Goşmaça surat 1c, d). Falcon plastinalary otagyň temperaturasynda (25°C) we 70% otnositel çyglylykda saklandy. Biz olary arassa suw bilen işlenen birmeňzeş tozan iýmiti bilen iýmitlendirilen gözegçilik liçinkalary bilen deňeşdirdik. Biz ölümi ýazdyk we liçinkalar prepublik ýaşyna ýetýänçä her gün liçinka agramyny analitiki terazini ulanyp ölçedik (Fisher Scientific, takyklyk = 0,0001 g). Ahyrsoňy, 2,5 aýdan soň pileni açmak arkaly jyns gatnaşygy bahalandyryldy.
DNK tutuş O. cornifrons liçinkalaryndan alyndy (her bir bejeriş şerti üçin n = 3, mankozeb bilen bejerilen we bejerilmedik tozan) we biz bu nusgalarda mikrobial dürlüligiň seljermelerini geçirdik, esasanam mankozebde MnZn alan liçinkalarda iň ýokary ölüm derejesi syn edildi. DNK güýçlendirildi, DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNK toplumy (Zymo Research, Irvine, CA) arkaly arassalandy we v3 toplumy arkaly Illumina® MiSeq™-de yzygiderlikleşdirildi (600 sikl). Bakterial 16S ribosomal RNK genleriniň maksatly yzygiderligi Quick-16S™ NGS Kitaphana Taýýarlyk toplumy (Zymo Research, Irvine, CA) arkaly 16S rRNA geniniň V3-V4 sebitine gönükdirilen praýmerler ulanylyp ýerine ýetirildi. Mundan başga-da, 18S yzygiderligi 10% PhiX goşulmasy ulanylyp ýerine ýetirildi we güýçlendirme 18S001 we NS4 praýmer jübütleri ulanylyp ýerine ýetirildi.
QIIME2 geçirijisini (v2022.11.1) ulanyp, jübütlenen read39-lary import ediň we işleň. Bu readlar kesildi we birleşdirildi, şeýle hem himeriki yzygiderlikler QIIME2-däki DADA2 plaginini (qiime dada2 şowhun jübüti)40 ulanyp aýryldy. 16S we 18S synplary boýunça tabşyryklar obýekt klassifikator plagini Classify-sklearn we öňünden taýýarlanan artefakt silva-138-99-nb-classifier arkaly ýerine ýetirildi.
Ähli tejribe maglumatlary normallyk (Şapiro-Wilks) we üýtgemeleriň birmeňzeşligi (Lewene synagy) üçin barlandy. Maglumatlar toplumy parametrik analiziň çaklamalaryna laýyk gelmeýändigi we özgertme galyndylary standartlaşdyryp bilmeýändigi sebäpli, bejerginiň liçinkanyň täze agramyna täsirini bahalandyrmak üçin iki faktorly [wagt (üç fazaly 2, 5 we 8 günlük wagt nokatlary) we fungisid] bilen parametrik däl iki taraplaýyn ANOVA (Kruskal-Wallis) geçirdik, soňra Wilcoxon synagyny ulanyp, post-hoc parametrik däl jübüt deňeşdirmeler geçirildi. Fungisidleriň üç fungisid konsentrasiýasynda ýaşamaga täsirini deňeşdirmek üçin Puasson paýlanyşy bilen umumylaşdyrylan çyzykly modeli (GLM) ulandyk41,42. Differensial köpçülik analizi üçin amplikon yzygiderlilik wariantlarynyň (ASV) sany urug derejesinde ýygnaldy. 16S (jyns derejesi) we 18S deňeşdirme bolçulygyny ulanyp toparlaryň arasyndaky differensial bolçulygyň deňeşdirilmegi, ýerleşiş, ölçeg we görnüş üçin umumylaşdyrylan goşmaça model (GAMLSS) arkaly, Mikrobiom R43-de (v1.1) makroda modelleşdirilen beta nol bilen şişirilen (BEZI) maşgala paýlanyşlary bilen geçirildi. 1). Differensial analizden öň mitohondrial we hloroplast görnüşlerini aýyryň. 18S-iň dürli taksonomiki derejeleri sebäpli, differensial analizler üçin her taksonyň diňe iň pes derejesi ulanyldy. Ähli statistik analizler R (v. 3.4.3., CRAN taslamasy) arkaly geçirildi (Topar 2013).
Mankozeb, piritiostrobine we trifloksistrobine sezewar bolmak O. cornifrons-da beden agramynyň artmagyny ep-esli azaldy (1-nji surat). Bu täsirler bahalandyrylan üç dozanyň hemmesinde yzygiderli syn edildi (1a–c surat). Siklostrobin we miklobutanil liçinkalaryň agramyny ep-esli azaltmady.
Dört iýmit bejergisi (birmeňzeş tozan iýmiti + fungisid: gözegçilik, 0.1X, 0.5X we 1X doza) astynda üç wagt nokadynda ölçenen kök gurçuklarynyň liçinkalarynyň ortaça täze agramy. (a) Pes doza (0.1X): birinji wagt nokady (1-nji gün): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, ikinji wagt nokady (5-nji gün): 22.83, DF = 0.0009; üçünji gezek; nokady (8-nji gün): χ2: 28.39, DF = 6; (b) ýarym doza (0.5X): birinji wagt nokady (1-nji gün): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, ikinji wagt nokady (birinji gün). ): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; üçünji wagt nokady (8-nji gün) χ2: 16.47, DF = 6; (c) Ýer ýa-da doly doza (1X): birinji wagt nokady (1-nji gün) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, ikinji wagt nokady (5-nji gün): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; üçünji wagt nokady (8-nji gün): χ2: 28.39, DF = 6; dispersiýanyň parametrik däl seljermesi. Çyzyklar jübüt deňeşdirmeleriň ortaça ± SE-ni görkezýär (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
Iň pes dozada (0.1X) liçinkanyň beden agramy trifloksistrobin bilen 60%, mankozeb bilen 49%, miklobutanil bilen 48% we piritistrobin bilen 46% azaldy (1a-njy surat). Meýdan dozasynyň ýarysyna (0.5X) sezewar edilende, mankozeb liçinkalarynyň beden agramy 86%, piritiostrobin 52% we trifloksistrobin 50% azaldy (1b-nji surat). Mankozebiň doly meýdan dozasy (1X) liçinkanyň agramyny 82%, piritiostrobin 70% we trifloksistrobin, miklobutanil we sangard takmynan 30% azaldy (1c-nji surat).
Ölüm derejesi mankozeb bilen bejerilen tozanlaryň arasynda iň ýokary boldy, ondan soň piritiostrobin we trifloksistrobin geldi. Ölüm derejesi mankozeb we piritizoliniň dozasynyň artmagy bilen ýokarlandy (2-nji surat; 2-nji tablisa). Şeýle-de bolsa, trifloksistrobiniň konsentrasiýasy ýokarlananda mekgejöwen zyňyjylarynyň ölüm derejesi diňe birneme ýokarlandy; siprodinil we kaptan gözegçilik bejergileri bilen deňeşdirilende ölüm derejesini düýpli ýokarlandyrmady.
Alty dürli fungisid bilen aýratynlykda bejerilen tozan iýilenden soň, çiş çybynlarynyň liçinkalarynyň ölüm derejesi deňeşdirildi. Mankozeb we pentopiramid mekgejöwen gurçuklarynyň agyz arkaly täsirine has duýgurdy (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (çyzyk, eğim = 0.29, P < 0.001; eğim = 0.24, P <0.00)).
Ortaça alnanda, ähli bejeriş usullarynda hassalaryň 39,05% -i zenanlar, 60,95% -i bolsa erkeklerdi. Gözegçilik bejeriş usullarynyň arasynda, pes dozaly (0,1X) we ýarym dozaly (0,5X) barlaglarda zenanlaryň paýy 40%, meýdan dozaly (1X) barlaglarda bolsa 30% boldy. Mankozeb we miklobutanil bilen bejerilen tozan bilen iýmitlenen liçinkalaryň 0,1X dozasynda ulularyň 33,33% -i zenanlar, ulularyň 22% -i zenanlar, ulularyň liçinkalarynyň 44% -i zenanlar, ulularyň liçinkalarynyň 44% -i zenanlar, ulularyň liçinkalarynyň 41% -i zenanlar we gözegçilik toparynda 31% boldy (3a-njy surat). Dozanyň 0,5 esse köp mukdarynda, mankozeb we piritiostrobin toparyndaky ululy gurçuklaryň 33% -i dişi, trifloksistrobin toparynda 36%, miklobutanil toparynda 41% we siprostrobin toparynda 46% boldy. Bu görkeziji toparda 53%, kaptan toparynda we gözegçilik toparynda 38% boldy (3b-nji surat). 1X dozada mankozeb toparynyň 30% -i aýallar, piritiostrobin toparynyň 36% -i, trifloksistrobin toparynyň 44% -i, miklobutanil toparynyň 38% -i, gözegçilik toparynyň 50% -i aýallardy - 38,5% (3c-nji surat).
Liçinka tapgyrynyň fungisid täsirinden soň dişi we erkek çişleriň göterimi. (a) Pes doza (0.1X). (b) Ýarym doza (0.5X). (c) Meýdan dozasy ýa-da doly doza (1X).
16S yzygiderlilik analizi bakteriýa toparynyň mankozeb bilen bejerilen tozan bilen iýmitlenen liçinkalar bilen işlenilmedik tozan bilen iýmitlenen liçinkalaryň arasynda tapawutlanýandygyny görkezdi (4a-njy surat). Tozan bilen iýmitlenen işlenilmedik liçinkalaryň mikrob indeksi mankozeb bilen bejerilen tozan bilen iýmitlenen liçinkalaryňkydan ýokarydy (4b-nji surat). Toparlaryň arasyndaky baýlykdaky synlanan tapawut statistik taýdan ähmiýetli bolmasa-da, işlenilmedik tozan bilen iýmitlenen liçinkalaryňkydan ep-esli pesdi (4c-nji surat). Deslapky köplük gözegçilik tozany bilen iýmitlenen liçinkalaryň mikrobiotasynyň mankozeb bilen bejerilen liçinkalaryňkydan has dürlidigini görkezdi (5a-njy surat). Beýany analiz gözegçilik we mankozeb bilen bejerilen nusgalarda 28 urugyň bardygyny görkezdi (5b-nji surat). c 18S yzygiderliligini ulanyp geçirilen analiz möhüm tapawutlary ýüze çykarmady (Goşmaça surat 2).
16S yzygiderliklerine esaslanýan SAV profilleri Şennon baýlygy bilen deňeşdirildi we filum derejesinde baýlyga syn edildi. (a) Bejerişsiz tozan bilen iýmitlenen ýa-da gözegçilik (gök) we mankozeb bilen iýmitlenen liçinkalarda (mämişi) umumy mikrob jemgyýeti gurluşyna esaslanýan esasy koordinata seljermesi (PCoA). Her bir maglumat nokady aýratyn nusgany görkezýär. PCoA köp üýtgeýän t paýlanyşynyň Braý-Kertis aralygyny ulanyp hasaplanyldy. Owallar 80% ynam derejesini görkezýär. (b) Guty çyzgysy, çig Şennon baýlyk maglumatlary (nokatlar) we c. Synlanyp bilinýän baýlyk. Guty çyzgylary orta çyzyk, kwartil aralygy (IQR) we 1,5 × IQR (n = 3) üçin gutulary görkezýär.
Mankozeb bilen bejerilen we bejerilmedik tozan bilen iýmitlenen liçinkalaryň mikrobial jemgyýetleriniň düzümi. (a) Liçinkalarda mikrobial uruglaryň deňeşdirme mukdary. (b) Anyklanan mikrobial jemgyýetleriň ýylylyk kartasy. Delftia (ähtimallyk gatnaşygy (OR) = 0.67, P = 0.0030) we Pseudomonas (OR = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060); Ýylylyk kartasynyň hatarlary korrelasiýa aralygy we ortaça baglanyşyk arkaly toparlanýar.
Netijelerimiz gülleýiş döwründe giňden ulanylýan kontakt (mankozeb) we ulgamlaýyn (pirostrobin we trifloksistrobin) fungisidleriň agyz arkaly täsiriniň mekgejöwen liçinkalarynyň agramynyň artmagyny we ölüm derejesini ep-esli azaltdygyny görkezýär. Mundan başga-da, mankozeb prepupal tapgyrda mikrobiomyň dürlüligini we baýlygyny ep-esli azaltdy. Başga bir ulgamlaýyn fungisid bolan miklobutanil üç dozada hem liçinkalaryň beden agramynyň artmagyny ep-esli azaltdy. Bu täsir ikinji (5-nji gün) we üçünji (8-nji gün) wagt nokatlarynda aýdyň boldy. Tersine, siprodinil we kaptan gözegçilik topary bilen deňeşdirilende agramyň artmagyny ýa-da ýaşaýşyny ep-esli azaltmady. Bilşimiz ýaly, bu iş mekgejöwen ekinlerini gönüden-göni tozan täsiri arkaly goramak üçin ulanylýan dürli fungisidleriň meýdan tizliginiň täsirini kesgitleýän ilkinji işdir.
Fungisid bilen bejerişleriň hemmesi gözegçilik bejerişlerine garanyňda beden agramynyň artmagyny ep-esli azaldy. Mankozeb liçinkalaryň beden agramynyň artmagyna iň uly täsir etdi, ortaça 51% azalma bilen, ondan soň piritiostrobin geldi. Şeýle-de bolsa, beýleki barlaglarda fungisidleriň meýdan dozalarynyň liçinka tapgyrlaryna ýaramaz täsirleri barada habar berilmedi44. Ditiokarbamat biosidleriniň pes ýiti zäherlilige eýedigi görkezilse-de45, mankozeb ýaly etilen bisditiokarbamatlar (EBDCS) karbamid etilen sulfide dargap bilýär. Beýleki haýwanlarda mutagen täsirlerini göz öňünde tutup, bu dargama önümi synlanan täsirlere jogapkär bolup biler46,47. Öňki barlaglar etilen tiokarbamidiniň emele gelmegine ýokary temperatura48, çyglylyk derejesi49 we önümiň saklanyş möhleti50 ýaly faktorlaryň täsir edýändigini görkezdi. Biosidler üçin degişli saklama şertleri bu ýaramaz täsirleri azaldyp biler. Mundan başga-da, Ýewropanyň Azyk Howpsuzlygy Agentligi beýleki haýwanlaryň iýmit siňdiriş ulgamlary üçin kanserogen bolup görkezilen piritiopidiň zäherliligi barada alada bildirdi51.
Mankozeb, piritiostrobin we trifloksistrobiniň agyzdan kabul edilmegi mekgejöwen gurçuklarynyň liçinkalarynyň ölümini artdyrýar. Tersine, miklobutanil, siprosiklin we kaptanyň ölüme täsiri ýokdy. Bu netijeler Ladurner we beýlekileriň 52 netijelerinden tapawutlanýar, olar kaptanyň ululykdaky O. lignaria we Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) görnüşleriniň ýaşamagyny ep-esli azaltdygyny görkezdiler. Mundan başga-da, kaptan we boskalid ýaly fungisidleriň liçinkalaryň ölümine sebäp bolýandygy ýa-da iýmitleniş häsiýetini üýtgedýändigi anyklandy52,53,54. Bu üýtgeşmeler, öz gezeginde, tozanyň iýmit hiline we ahyrsoňy liçinka tapgyrynyň energiýa gazanmagyna täsir edip biler. Gözegçilik toparynda syn edilen ölüm derejesi beýleki barlaglar bilen gabat geldi 56,57.
Biziň işimizde syn edilen erkekleriň jyns gatnaşygy, öň Vicens we Bosch tarapyndan O. cornuta üçin teklip edilşi ýaly, ýeterlik derejede jübütlenmemek we güllemek döwründe howa şertleriniň ýaramazlygy ýaly faktorlar bilen düşündirilip bilner. Biziň gözlegimizde dişi we erkekleriň jübütleşmek üçin dört güni bolsa-da (umuman, üstünlikli jübütleşmek üçin ýeterlik döwür hasaplanýar), biz stressi azaltmak üçin ýagtylygyň intensiwligini bilgeşleýin azalddyk. Şeýle-de bolsa, bu üýtgeşme bilgeşleýin jübütleşme prosesine päsgel berip biler61. Mundan başga-da, arylar birnäçe günläp ýagyş we pes temperatura (<5°C) ýaly ýaramaz howa şertlerini başdan geçirýärler, bu bolsa jübütleşmek üstünligine ýaramaz täsir edip biler4,23.
Biziň gözlegimiz tutuş liçinka mikrobiomyna gönükdirilen bolsa-da, netijelerimiz arylaryň iýmitlenmegi we fungisidlere sezewar bolmagy üçin möhüm bolup biljek bakteriýa jemgyýetleriniň arasyndaky mümkin bolan gatnaşyklara düşünmäge mümkinçilik berýär. Mysal üçin, mankozeb bilen bejerilen tozanlar, işlenilmedik tozanlar bilen iýmitlenen liçinkalara garanyňda, mikrob jemgyýetiniň gurluşyny we mukdaryny ep-esli azaldypdyr. Işlenilmedik tozanlary iýýän liçinkalarda Proteobacteria we Actinobacteria bakteriýa toparlary agdyklyk edýärdi we esasan aerob ýa-da fakultatiw aerob bolýardy. Adatça ýeke ary görnüşleri bilen baglanyşykly Delft bakteriýalarynyň antibiotik işjeňligine eýedigi mälim, bu bolsa kesel döredijilere garşy mümkin bolan gorag rolyny görkezýär. Başga bir bakteriýa görnüşi, Pseudomonas, işlenilmedik tozanlar bilen iýmitlenen liçinkalarda köp bolýardy, ýöne mankozeb bilen bejerilen liçinkalarda ep-esli azaldy. Netijelerimiz Pseudomonas-y O. bicornis35 we beýleki ýeke arylarda34 iň köp duş gelýän uruglaryň biri hökmünde kesgitleýän öňki gözlegleri goldaýar. Pseudomonas-yň O. cornifrons-yň saglygyndaky rolynyň eksperimental subutnamalary öwrenilmedik bolsa-da, bu bakteriýanyň Paederus fuscipes böjeginde gorag toksinleriniň sintezini höweslendirýändigi we in vitro 35, 65 arginin metabolizmini höweslendirýändigi görkezildi. Bu gözegçilikler O. cornifrons liçinkalarynyň ösüş döwründe wirus we bakteriýa goragynda mümkin bolan roly görkezýär. Microbacterium biziň gözlegimizde anyklanan başga bir urug bolup, açlyk şertlerinde gara esger sinek liçinkalarynda köp mukdarda bardygy habar berilýär66. O. cornifrons liçinkalarynda mikrobakteriýalar stres şertlerinde içege mikrobiomynyň deňagramlylygyna we durnuklylygyna goşant goşup biler. Mundan başga-da, Rodococcus O. cornifrons liçinkalarynda duş gelýär we detoksikasiýa ukyplary bilen tanalýar67. Bu urug A. florea-nyň içegesinde hem duş gelýär, ýöne örän az mukdarda68. Netijelerimiz liçinkalarda metabolik prosesleri üýtgedip bilýän köp sanly mikrobial taksonlarda köp sanly genetiki üýtgeşmeleriň bardygyny görkezýär. Şeýle-de bolsa, O. cornifrons-yň funksional dürlüligini has gowy düşünmek gerek.
Gysgaça aýdylanda, netijeler mankozeb, piritiostrobin we trifloksistrobiniň mekgejöwen gurçuklarynyň beden agramynyň artmagyny we ölüm derejesiniň ýokarlanmagyny azaldýandygyny görkezýär. Fungisidleriň tozanlandyryjylara täsiri barada alada artýan hem bolsa, bu birleşmeleriň galan metabolitleriniň täsirini has gowy düşünmek zerurdyr. Bu netijeler daýhanlara miweli agaçlaryň güllemeginden öň we gülleýän döwründe belli fungisidleri ulanmakdan gaça durmaga kömek edýän toplumlaýyn tozanlandyryjy dolandyryş maksatnamalary üçin tekliplere goşulyp bilner, fungisidleri saýlap we ulanmak wagtyny üýtgedip ýa-da zyýanly alternatiwalary ulanmagy höweslendirmek arkaly 36. Bu maglumat pestisidleri ulanmak boýunça teklipleri işläp düzmek üçin möhümdir, mysal üçin, fungisidleri saýlanda bar bolan püskürtme maksatnamalaryny sazlamak we püskürtme wagtyny üýtgetmek ýa-da zyýanly alternatiwalary ulanmagy höweslendirmek. Fungisidleriň jyns gatnaşygyna, iýmitlendirme häsiýetine, içege mikrobiomyna we mekgejöwen gurçuklarynyň agramynyň azalmagyna we ölümine esas bolýan molekulýar mehanizmlere ýaramaz täsirini öwrenmek üçin goşmaça gözlegler geçirmek zerurdyr.
1-nji we 2-nji suratlardaky 1, 2 we 3-nji çeşme maglumatlary figshare maglumat ammarynda DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 we https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233 ýerleşdirilipdir. Häzirki gözlegde seljerilen yzygiderlikler (4, 5-nji suratlar) NCBI SRA ammarynda PRJNA1023565 giriş belgisi bilen elýeterlidir.
Bosch, J. we Kemp, WP Oba hojalyk ekinleriniň tozanlandyryjylary hökmünde bal arylarynyň görnüşleriniň ösüşi we döredilmegi: Osmia urugynyň mysaly. (Hymenoptera: Megachilidae) we miweli agaçlar. öküz. Ntomore. resurs. 92, 3–16 (2002).
Parker, MG we beýlekiler. Nýu-Ýorkda we Pensilwaniýada alma ösdürip ýetişdirýänleriň arasynda tozanlandyrma tejribeleri we alternatiw tozanlandyryjylar baradaky düşünjeler. täzelenme. Oba hojalygy. azyk ulgamlary. 35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL we Ricketts TH Ýerli arylary ulanyp badam tozanlandyrmagyň ekologiýasy we ykdysadyýeti. J. Economics. Ntomore. 111, 16–25 (2018).
Li, E., He, Y. we Park, Y.-L. Howanyň üýtgemeginiň tragopan fenologiýasyna täsiri: ilat dolandyrylyşy üçin netijeleri. Climb. Change 150, 305–317 (2018).
Artz, DR we Pitts-Singer, TL Fungisid we kömekçi spreýleriň iki sany ýeke arylaryň (Osmia lignaria we Megachile rotundata) höwürtge gurmagyna täsiri. PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. we beýlekiler. Pes zäherli ekin fungisidi (fenbukonazol) erkekleriň köpeliş hiliniň signallaryna päsgel berýär we bu bolsa ýabany ýeke arylarda jübütleşme üstünliginiň peselmegine getirýär. J. Apps. ecolycation. 59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. we beýlekiler. Neonikotinoid insektisidleri we ergosterol biosintezi üç ary görnüşinde sinergetik fungisid ölüminiň öňüni alýar. Zyýankeşlere garşy göreş. Ylym. 73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. we Danforth BN Ýeke arylaryň liçinkalary Osmia cornifrons (Megachilidae) kök uýa gurýan arylara tozan bilen berilýän bakteriýalaryň dürlüligini üýtgedýär. front. microorganism. 13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN we Steffan SA Fermentlenen tozandaky ektosimbiotik mikroorganizmler ýeke arylaryň ösmegi üçin tozanyň özi ýaly möhümdir. ekologiýa. ewolýusiýa. 12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F we Thalheimer M. Alma baglarynda gaýtadan ekilýän keselleriň öňüni almak üçin hatar aralyk ekmek: mikrobial görkezijilere esaslanýan amaly netijelilik barlagy. Ösümlik topragy 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Krawçik T., Khodadadi F., Achimowiç SG we Peter KA ABŞ-nyň orta Atlantik ummanynda almalaryň ajy çüýremegi: sebäpkär görnüşleriň bahalandyrylmagy we sebitleýin howa şertleriniň we sortlaryň duýgurlygynyň täsiri. Fitopatologiýa 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK. we Stanley DA Fungisidler, gerbisidler we arylar: bar bolan ylmy barlaglaryň we usullaryň ulgamlaýyn syny. PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED we Jepson, PC EBI fungisidleriniň we piretroid insektisidleriniň bal arylaryna (Apis mellifera) sinergetik täsiri. Ylm zyýankeşleri. 39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE we Peng, CY Saýlanan fungisidleriň bal arylarynyň liçinkalarynyň ösüşine we ösüşine täsiri Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae). Çarşenbe. Ntomore. 33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., we McArt, S. Agaç baglaryndaky tozanlandyryjylary goramak üçin pestisidleri ulanmak boýunça çözgüt kabul etmek boýunça gollanma (Kornell uniwersiteti, 2018).
Iwasaki, JM we Hogendoorn, K. Arylaryň pestisid däl maddalara sezewar edilmegi: usullaryň we habar berlen netijeleriň syny. Oba hojalygy. ekosistema. Çarşenbe. 314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA. we Pitts-Singer TL Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae) liçinkalarynyň ösüşine üpjünçilik görnüşiniň we pestisidleriň täsiriniň täsiriniň täsiri. Çarşenbe. Ntomore. 51, 240–251 (2022).
Kopit AM we Pitts-Singer TL Pestisidleriň ýeke boş uýaly arylara täsir etmeginiň ýollary. Çarşenbe. Ntomore. 47, 499–510 (2018).
Pan, NT we beýlekiler. Uly ýaşly ýapon bag arylarynda (Osmia cornifrons) pestisidleriň zäherliligini bahalandyrmak üçin täze içgi biosynag protokoly. ylym. Reports 10, 9517 (2020).
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 14-nji maýy