Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon sa browser nga imong gigamit adunay limitado nga suporta sa CSS. Para sa labing maayong resulta, among girekomendar nga mogamit ka og mas bag-ong bersyon sa imong browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer). Samtang, aron masiguro ang padayon nga suporta, among gipakita ang site nga walay styling o JavaScript.
Ang mga fungicide kanunay gigamit panahon sa pagpamulak sa mga prutas sa kahoy ug mahimong hulga sa mga pollinator sa insekto. Bisan pa, gamay ra ang nahibal-an bahin sa kung giunsa pagtubag sa mga non-bee pollinator (pananglitan, solitary bees, Osmia cornifrons) sa mga contact ug systemic fungicide nga kasagarang gigamit sa mga mansanas panahon sa pagpamulak. Kini nga kal-ang sa kahibalo naglimite sa mga desisyon sa regulasyon nga nagtino sa luwas nga konsentrasyon ug oras sa pag-spray sa fungicide. Gisusi namo ang mga epekto sa duha ka contact fungicide (captan ug mancozeb) ug upat ka interlayer/phytosystem fungicide (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobin ug trifloxystrobin). Mga epekto sa pagtaas sa timbang sa larva, survival, sex ratio ug bacterial diversity. Ang ebalwasyon gihimo gamit ang usa ka chronic oral bioassay diin ang pollen gitambalan sa tulo ka dosis base sa karon nga girekomenda nga dosis alang sa paggamit sa uma (1X), tunga nga dosis (0.5X) ug ubos nga dosis (0.1X). Ang tanan nga dosis sa mancozeb ug pyritisoline mikunhod pag-ayo sa timbang sa lawas ug survival sa larva. Dayon among gi-sequence ang 16S gene aron mailhan ang larval bacteriome sa mancozeb, ang fungicide nga responsable sa labing taas nga mortalidad. Among nakita nga ang pagkalainlain ug kadaghan sa bakterya mikunhod pag-ayo sa mga ulod nga gipakaon sa pollen nga gitambalan og mancozeb. Ang mga resulta sa among laboratoryo nagpakita nga ang pag-spray sa pipila niini nga mga fungicide atol sa pagpamulak labi nga makadaot sa kahimsog sa O. cornifrons. Kini nga impormasyon may kalabutan alang sa umaabot nga mga desisyon sa pagdumala bahin sa malungtarong paggamit sa mga produkto sa pagpanalipod sa mga punoan sa prutas ug nagsilbi nga basehan alang sa mga proseso sa regulasyon nga nagtumong sa pagpanalipod sa mga pollinator.
Ang nag-inusarang mason bee nga Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) gipaila sa Estados Unidos gikan sa Japan sa ulahing bahin sa 1970s ug sayong bahin sa 1980s, ug ang espisye adunay hinungdanon nga papel sa pollinator sa gidumala nga mga ekosistema sukad niadto. Ang naturalized nga mga populasyon niini nga putyukan kabahin sa gibana-bana nga 50 ka espisye sa ihalas nga mga putyukan nga nagkomplemento sa mga putyukan nga nag-pollinate sa mga tanaman sa almendras ug mansanas sa Estados Unidos2,3. Ang mga putyukan sa Mason nag-atubang sa daghang mga hagit, lakip ang pagkabahin-bahin sa puy-anan, mga pathogen, ug mga pestisidyo3,4. Taliwala sa mga insecticide, ang mga fungicide nagpamenos sa pag-angkon og enerhiya, pagpangita og pagkaon5 ug pagkondisyon sa lawas6,7. Bisan kung ang bag-o nga panukiduki nagsugyot nga ang kahimsog sa mga putyukan sa Mason direktang naimpluwensyahan sa mga commensal ug ectobactic nga mga mikroorganismo, 8,9 tungod kay ang bakterya ug fungi makaimpluwensya sa nutrisyon ug mga tubag sa resistensya, ang mga epekto sa pagkaladlad sa fungicide sa microbial diversity sa mga putyukan sa Mason nagsugod pa lang sa pagtuon.
Ang mga fungicide nga adunay lain-laing epekto (contact ug systemic) gi-spray sa mga tanaman sa prutas sa dili pa ug atol sa pagpamulak aron matambalan ang mga sakit sama sa apple scab, bitter rot, brown rot ug powdery mildew10,11. Ang mga fungicide giisip nga dili makadaot sa mga pollinator, mao nga girekomenda kini sa mga hardinero sa panahon sa pagpamulak; Ang pagkaladlad ug pagtulon niining mga fungicide sa mga putyokan medyo nailhan na, tungod kay kini kabahin sa proseso sa pagparehistro sa pestisidyo sa US Environmental Protection Agency ug daghan pang ubang mga ahensya sa regulasyon sa nasud12,13,14. Bisan pa, ang mga epekto sa mga fungicide sa mga dili putyokan dili kaayo nailhan tungod kay wala kini gikinahanglan ubos sa mga kasabutan sa pagtugot sa pagpamaligya sa Estados Unidos15. Dugang pa, sa kinatibuk-an walay estandardisadong mga protocol alang sa pagsulay sa mga single nga putyokan16,17, ug ang pagmentinar sa mga kolonya nga naghatag sa mga putyokan alang sa pagsulay mahagiton18. Ang mga pagsulay sa lain-laing gidumala nga mga putyokan nagkadaghan nga gihimo sa Europe ug USA aron tun-an ang mga epekto sa mga pestisidyo sa ihalas nga mga putyokan, ug ang estandardisadong mga protocol bag-o lang gihimo alang sa O. cornifrons19.
Ang mga buyog nga may sungay mga monocyte ug gigamit sa komersyo sa mga tanom nga carp isip suplemento o kapuli sa mga putyokan sa dugos. Kini nga mga buyog mogawas tali sa Marso ug Abril, diin ang mga lalaki nga hamtong mogawas tulo ngadto sa upat ka adlaw sa dili pa ang mga babaye. Human sa pagminyo, ang babaye aktibong mangolekta og pollen ug nektar aron makahatag og serye sa mga brood cell sulod sa tubular nest cavity (natural o artipisyal)1,20. Ang mga itlog ibutang sa pollen sulod sa mga selula; ang babaye unya magtukod og clay wall sa dili pa mag-andam sa sunod nga selula. Ang unang instar larvae gilibutan sa chorion ug mokaon sa embryonic fluids. Gikan sa ikaduha hangtod sa ikalima nga instar (prepupa), ang larvae mokaon sa pollen22. Kung mahurot na ang suplay sa pollen, ang larvae magporma og cocoons, mag-pupate ug mogawas isip mga hamtong sa samang brood chamber, kasagaran sa ulahing bahin sa ting-init20,23. Ang mga hamtong mogawas sa sunod nga tingpamulak. Ang pagkaluwas sa mga hamtong nalangkit sa net energy gain (weight gain) base sa pagkaon. Busa, ang nutritional quality sa pollen, ingon man ang ubang mga hinungdan sama sa panahon o pagkaladlad sa mga pestisidyo, mga determinant sa pagkaluwas ug panglawas24.
Ang mga insecticide ug fungicide nga gigamit sa dili pa mamulak makahimo sa paglihok sulod sa vasculature sa tanom sa lain-laing ang-ang, gikan sa translaminar (pananglitan, makahimo sa paglihok gikan sa ibabaw nga nawong sa mga dahon ngadto sa ubos nga nawong, sama sa pipila ka mga fungicide) 25 ngadto sa tinuod nga systemic nga mga epekto. , nga makasulod sa korona gikan sa mga gamot, makasulod sa nektar sa mga bulak sa mansanas 26, diin kini makapatay sa hamtong nga O. cornifrons 27. Ang ubang mga pestisidyo mosuhop usab sa pollen, nga makaapekto sa paglambo sa mga ulod sa mais ug hinungdan sa ilang kamatayon 19. Ang ubang mga pagtuon nagpakita nga ang pipila ka mga fungicide mahimong makausab pag-ayo sa pamatasan sa pagsalag sa may kalabutan nga mga espisye nga O. lignaria 28. Dugang pa, ang mga pagtuon sa laboratoryo ug uma nga nagsundog sa mga senaryo sa pagkaladlad sa pestisidyo (lakip ang mga fungicide) nagpakita nga ang mga pestisidyo negatibo nga makaapekto sa pisyolohiya 22 morphology 29 ug survival sa mga putyokan sa dugos ug pipila ka nag-inusarang mga putyokan. Ang lainlaing mga fungicidal spray nga gigamit direkta sa bukas nga mga bulak sa panahon sa pagpamulak mahimong makahugaw sa pollen nga nakolekta sa mga hamtong alang sa paglambo sa larva, nga ang mga epekto niini kinahanglan pa nga tun-an 30.
Nagkadaghan ang nakaila nga ang paglambo sa ulod naimpluwensyahan sa pollen ug microbial community sa digestive system. Ang honeybee microbiome nakaimpluwensya sa mga parameter sama sa body mass31, metabolic changes22 ug susceptibility sa mga pathogens32. Ang mga nangaging pagtuon nagsusi sa impluwensya sa developmental stage, nutrients, ug environment sa microbiome sa solitary bees. Kini nga mga pagtuon nagpadayag sa mga pagkaparehas sa istruktura ug kadagaya sa larval ug pollen microbiome33, ingon man ang labing komon nga bacterial genera nga Pseudomonas ug Delftia, taliwala sa solitary bee species. Bisan pa, bisan kung ang mga fungicide nalangkit sa mga estratehiya aron mapanalipdan ang kahimsog sa putyokan, ang mga epekto sa fungicide sa larval microbiota pinaagi sa direktang oral exposure wala pa masusi.
Kini nga pagtuon nagsulay sa mga epekto sa tinuod nga kalibutan nga dosis sa unom ka kasagarang gigamit nga fungicide nga narehistro alang sa paggamit sa mga prutas sa kahoy sa Estados Unidos, lakip ang contact ug systemic fungicides nga gihatag sa binaba sa corn hornworm moth larvae gikan sa kontaminado nga pagkaon. Among nakita nga ang contact ug systemic fungicides nakapakunhod sa pagtaas sa timbang sa lawas sa putyokan ug nagdugang sa mortalidad, nga adunay labing grabe nga mga epekto nga nalangkit sa mancozeb ug pyrithiopide. Dayon among gitandi ang microbial diversity sa mga larvae nga gipakaon sa mancozeb-treated pollen diet sa mga gipakaon sa control diet. Among gihisgutan ang mga potensyal nga mekanismo nga nagpahiping mortalidad ug mga implikasyon alang sa integrated pest and pollinator management (IPPM)36 nga mga programa.
Ang mga hamtong nga O. cornifron nga nagpalabay sa tingtugnaw sa mga cocoon gikuha gikan sa Fruit Research Center, Biglerville, PA, ug gitipigan sa −3 hangtod 2°C (±0.3°C). Sa wala pa ang eksperimento (600 ka cocoon sa kinatibuk-an). Niadtong Mayo 2022, 100 ka cocoon sa O. cornifron ang gibalhin kada adlaw ngadto sa mga plastik nga tasa (50 ka cocoon kada tasa, DI 5 cm × 15 cm ang gitas-on) ug ang mga wipe gibutang sa sulod sa mga tasa aron mapadali ang pag-abli ug makahatag og mausap nga substrate, nga makapakunhod sa stress sa mga putyukan nga batoon37. Ibutang ang duha ka plastik nga tasa nga adunay mga cocoon sa usa ka hawla sa insekto (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) nga adunay 10 ml nga feeder nga adunay 50% nga sucrose solution ug tipigi sulod sa upat ka adlaw aron masiguro ang pagsira ug pag-asawahay. 23°C, relative humidity 60%, photoperiod 10 l (ubos nga intensity): 14 ka adlaw. 100 ka gipares nga mga baye ug lalaki ang gibuhian matag buntag sulod sa unom ka adlaw (100 kada adlaw) ngadto sa duha ka artipisyal nga salag atol sa kinapungkayan sa pagpamulak sa mansanas (salag sa lit-ag: gilapdon 33.66 × gitas-on 30.48 × gitas-on 46.99 cm; Dugang nga Hulagway 1). Gibutang sa Pennsylvania State Arboretum, duol sa cherry (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), peach (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), peras (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), coronaria apple tree (Malus coronaria) ug daghang klase sa mga punoan sa mansanas (Malus coronaria, Malus), domestic apple tree 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus apple tree 'Co-Op 31′ Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy'). Ang matag asul nga plastik nga balay sa langgam mohaom sa ibabaw sa duha ka kahon nga kahoy. Ang matag kahon sa salag adunay sulod nga 800 ka walay sulod nga mga tubo sa kraft paper (spiral open, 0.8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) nga gisulod sa opaque cellophane tubes (0.7 OD tan-awa ang Plastic plugs (T-1X plugs) nga naghatag og mga lugar sa pagsalag.
Ang duha ka kahon sa salag nag-atubang sa sidlakan ug gitabonan og berde nga plastik nga koral sa tanaman (Everbilt model #889250EB12, gidak-on sa bukana nga 5 × 5 cm, 0.95 m × 100 m) aron malikayan ang pag-access sa mga ilaga ug langgam ug gibutang sa ibabaw sa yuta tupad sa mga kahon sa yuta sa kahon sa salag. Kahon sa salag (Dugang nga Hulagway 1a). Ang mga itlog sa corn borer gikolekta kada adlaw pinaagi sa pagkolekta og 30 ka tubo gikan sa mga salag ug pagdala niini ngadto sa laboratoryo. Gamit ang gunting, guntinga ang tumoy sa tubo, dayon i-disassemble ang spiral tube aron makita ang mga selula sa brood. Ang indibidwal nga mga itlog ug ang ilang pollen gikuha gamit ang usa ka kurbadong spatula (Microslide tool kit, BioQuip Products Inc., California). Ang mga itlog gi-incubate sa basa nga filter paper ug gibutang sa usa ka Petri dish sulod sa 2 ka oras sa wala pa gamiton sa among mga eksperimento (Dugang nga Hulagway 1b-d).
Sa laboratoryo, among gisusi ang oral toxicity sa unom ka fungicide nga gigamit sa wala pa ug atol sa pagpamulak sa mansanas sa tulo ka konsentrasyon (0.1X, 0.5X, ug 1X, diin ang 1X mao ang marka nga gigamit kada 100 ka galon nga tubig/acre. Taas nga dosis sa uma = konsentrasyon sa uma). , Talaan 1). Ang matag konsentrasyon gisubli sa 16 ka beses (n = 16). Duha ka contact fungicide (Talaan S1: mancozeb 2696.14 ppm ug captan 2875.88 ppm) ug upat ka systemic fungicide (Talaan S1: pyrithiostrobin 250.14 ppm; trifloxystrobin 110.06 ppm; myclobutanil azole 75 .12 ppm; cyprodinil 280.845 ppm) nga toxicity sa mga prutas, utanon ug mga ornamental nga tanom. Among gi-homogenize ang pollen gamit ang grinder, gibalhin ang 0.20 g ngadto sa usa ka well (24-well Falcon Plate), ug gidugang ug gisagol ang 1 μL nga fungicide solution aron maporma ang pyramidal pollen nga adunay 1 mm nga giladmon nga mga well diin gibutang ang mga itlog. Ibutang gamit ang mini spatula (Supplementary Figure 1c,d). Ang mga falcon plate gitipigan sa temperatura sa kwarto (25°C) ug 70% relative humidity. Gitandi namo kini sa control larvae nga gipakaon og homogenous pollen diet nga gitambalan og puro nga tubig. Girekord namo ang mortality ug gisukod ang gibug-aton sa larva matag laing adlaw hangtod nga ang larva makaabot sa prepupal age gamit ang analytical balance (Fisher Scientific, accuracy = 0.0001 g). Sa katapusan, ang sex ratio gisusi pinaagi sa pag-abli sa cocoon human sa 2.5 ka bulan.
Ang DNA gikuha gikan sa tibuok nga ulod sa O. cornifrons (n = 3 matag kondisyon sa pagtambal, pollen nga gitambalan ug wala gitambalan sa mancozeb) ug naghimo kami og mga pag-analisa sa microbial diversity niining mga sample, labi na tungod kay sa mancozeb ang pinakataas nga mortalidad naobserbahan sa mga ulod nga nakadawat og MnZn. Ang DNA gi-amplify, gi-purified gamit ang DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA kit (Zymo Research, Irvine, CA), ug gi-sequence (600 ka cycle) sa usa ka Illumina® MiSeq™ gamit ang v3 kit. Ang targeted sequencing sa bacterial 16S ribosomal RNA genes gihimo gamit ang Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) gamit ang mga primer nga nagtumong sa rehiyon sa V3-V4 sa 16S rRNA gene. Dugang pa, ang 18S sequencing gihimo gamit ang 10% PhiX inclusion, ug ang amplification gihimo gamit ang primer pair nga 18S001 ug NS4.
I-import ug iproseso ang gipares nga mga read39 gamit ang QIIME2 pipeline (v2022.11.1). Kini nga mga read gi-trim ug gi-merge, ug ang mga chimeric sequence gitangtang gamit ang DADA2 plugin sa QIIME2 (qiime dada2 noise pairing)40. Ang 16S ug 18S class assignments gihimo gamit ang object classifier plugin nga Classify-sklearn ug ang pre-trained artifact silva-138-99-nb-classifier.
Ang tanang datos sa eksperimento gisusi alang sa normalidad (Shapiro-Wilks) ug homogeneity sa mga variance (Levene's test). Tungod kay ang data set wala makatuman sa mga pangagpas sa parametric analysis ug ang transformation napakyas sa pag-standardize sa mga residual, naghimo kami og nonparametric two-way ANOVA (Kruskal-Wallis) nga adunay duha ka factor [time (three-phase 2, 5, ug 8 ka adlaw nga time points) ug fungicide] aron masusi ang epekto sa pagtambal sa larval fresh weight, dayon gihimo ang post hoc nonparametric pairwise comparisons gamit ang Wilcoxon test. Gigamit namo ang generalized linear model (GLM) nga adunay Poisson distribution aron itandi ang mga epekto sa fungicides sa survival sa tulo ka fungicide concentrations41,42. Alang sa differential abundance analysis, ang gidaghanon sa amplicon sequence variants (ASVs) gi-collapse sa genus level. Ang mga pagtandi sa differential abundance tali sa mga grupo gamit ang 16S (genus level) ug 18S relative abundance gihimo gamit ang generalized additive model for position, scale, and shape (GAMLSS) nga adunay beta zero-inflated (BEZI) family distributions, nga gimodelo sa macro . sa Microbiome R43 (v1.1). 1). Kuhaa ang mitochondrial ug chloroplast species sa dili pa ang differential analysis. Tungod sa lain-laing taxonomic levels sa 18S, ang labing ubos nga level sa matag taxon lang ang gigamit para sa differential analyses. Ang tanang statistical analyses gihimo gamit ang R (v. 3.4.3., CRAN project) (Team 2013).
Ang pagkaladlad sa mancozeb, pyrithiostrobin, ug trifloxystrobin mikunhod pag-ayo sa pagtaas sa timbang sa lawas sa O. cornifrons (Fig. 1). Kini nga mga epekto kanunay nga naobserbahan sa tanang tulo ka dosis nga gisusi (Fig. 1a–c). Ang Cyclostrobin ug myclobutanil wala kaayo mikunhod sa timbang sa mga ulod.
Ang aberids nga presko nga gibug-aton sa ulod sa stem borer gisukod sa tulo ka punto sa oras ubos sa upat ka mga pagtambal sa pagkaon (homogeneous pollen feed + fungicide: control, 0.1X, 0.5X ug 1X doses). (a) Ubos nga dosis (0.1X): unang higayon (adlaw 1): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, ikaduhang higayon (adlaw 5): 22.83, DF = 0.0009; ikatulo nga higayon; punto (adlaw 8): χ2: 28.39, DF = 6; (b) tunga nga dosis (0.5X): unang higayon (adlaw 1): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, ikaduhang higayon (adlaw unang). ): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; ikatulong punto sa oras (adlaw 8) χ2: 16.47, DF = 6; (c) Lugar o bug-os nga dosis (1X): unang punto sa oras (adlaw 1) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, ikaduhang punto sa oras (adlaw 5): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; ikatulong punto sa oras (adlaw 8): χ2: 28.39, DF = 6; nonparametric analysis of variance. Ang mga bar nagrepresentar sa mean ± SE sa pairwise comparisons (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
Sa pinakagamay nga dosis (0.1X), ang gibug-aton sa lawas sa larva mikunhod og 60% gamit ang trifloxystrobin, 49% gamit ang mancozeb, 48% gamit ang myclobutanil, ug 46% gamit ang pyrithistrobin (Fig. 1a). Sa dihang naladlad sa katunga sa dosis sa uma (0.5X), ang gibug-aton sa lawas sa larva sa mancozeb mikunhod og 86%, pyrithiostrobin og 52% ug trifloxystrobin og 50% (Fig. 1b). Ang bug-os nga dosis sa uma (1X) sa mancozeb mikunhod sa gibug-aton sa larva og 82%, pyrithiostrobin og 70%, ug trifloxystrobin, myclobutanil ug sangard og gibana-bana nga 30% (Fig. 1c).
Ang mortalidad mao ang pinakataas sa mga ulod nga gipakaon og pollen nga gitambalan og mancozeb, gisundan sa pyrithiostrobin ug trifloxystrobin. Ang mortalidad misaka uban sa pagtaas sa dosis sa mancozeb ug pyritisoline (Fig. 2; Table 2). Bisan pa, ang mortalidad sa corn borer misaka gamay ra samtang misaka ang konsentrasyon sa trifloxystrobin; ang cyprodinil ug captan wala kaayo nagdugang sa mortalidad kon itandi sa mga control treatment.
Ang mortalidad sa mga ulod sa borer fly gitandi human sa pagtulon sa pollen nga gitambalan og unom ka lain-laing fungicide. Ang Mancozeb ug pentopyramide mas sensitibo sa oral nga pagkaladlad sa mga ulod sa mais (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (line, slope = 0.29, P < 0.001; slope = 0.24, P <0.00)).
Sa aberids, sa tanang pagtambal, 39.05% sa mga pasyente mga babaye ug 60.95% mga lalaki. Taliwala sa mga kontrol nga pagtambal, ang proporsyon sa mga babaye kay 40% sa parehong low-dose (0.1X) ug half-dose (0.5X) nga mga pagtuon, ug 30% sa field-dose (1X) nga mga pagtuon. Sa 0.1X nga dosis, taliwala sa mga larva nga gipakaon og pollen nga gitambalan og mancozeb ug myclobutanil, 33.33% sa mga hamtong mga babaye, 22% sa mga hamtong mga babaye, 44% sa mga hamtong nga ulod mga babaye, 44% sa mga hamtong nga ulod mga babaye. babaye, 41% sa mga hamtong nga ulod mga babaye, ug ang mga kontrol kay 31% (Fig. 3a). Sa 0.5 ka pilo nga dosis, 33% sa mga hamtong nga ulod sa grupo sa mancozeb ug pyrithiostrobin mga babaye, 36% sa grupo sa trifloxystrobin, 41% sa grupo sa myclobutanil, ug 46% sa grupo sa cyprostrobin. Kini nga numero kay 53% sa grupo sa captan ug 38% sa control group (Fig. 3b). Sa 1X nga dosis, 30% sa grupo sa mancozeb mga babaye, 36% sa grupo sa pyrithiostrobin, 44% sa grupo sa trifloxystrobin, 38% sa grupo sa myclobutanil, 50% sa control group mga babaye – 38.5% (Fig. 3c).
Porsyento sa babaye ug lalaki nga borer human sa pagkaladlad sa fungicide sa yugto sa ulod. (a) Ubos nga dosis (0.1X). (b) Katunga nga dosis (0.5X). (c) Dosis sa uma o tibuok nga dosis (1X).
Ang 16S sequence analysis nagpakita nga ang bacterial group managlahi tali sa larvae nga gipakaon og mancozeb-treated pollen ug larvae nga gipakaon og untreated pollen (Fig. 4a). Ang microbial index sa wala matambali nga larvae nga gipakaon og pollen mas taas kay sa larvae nga gipakaon og mancozeb-treated pollen (Fig. 4b). Bisan tuod ang naobserbahan nga kalainan sa richness tali sa mga grupo dili statistically significant, kini mas ubos kay sa naobserbahan sa larvae nga nagpakaon og untreated pollen (Fig. 4c). Ang relative abundance nagpakita nga ang microbiota sa larvae nga gipakaon og control pollen mas lainlain kay sa larvae nga gipakaon og mancozeb-treated larvae (Fig. 5a). Ang descriptive analysis nagpadayag sa presensya sa 28 ka genera sa control ug mancozeb-treated samples (Fig. 5b). c Ang pag-analisa gamit ang 18S sequencing wala magpadayag og significant nga mga kalainan (Supplementary Figure 2).
Ang mga SAV profile nga gibase sa 16S sequences gitandi sa Shannon richness ug observed richness sa lebel sa phylum. (a) Principal coordinate analysis (PCoA) base sa kinatibuk-ang istruktura sa microbial community sa wala matambalan nga pollen-fed o control larvae (blue) ug mancozeb-fed larvae (orange). Ang matag data point nagrepresentar sa usa ka lahi nga sample. Ang PCoA gikalkulo gamit ang Bray-Curtis distance sa multivariate t distribution. Ang mga oval nagrepresentar sa 80% confidence level. (b) Boxplot, raw Shannon wealth data (points) ug c. Observable wealth. Ang mga boxplots nagpakita sa mga kahon para sa median line, interquartile range (IQR), ug 1.5 × IQR (n = 3).
Komposisyon sa mga komunidad sa mikrobyo sa mga ulod nga gipakaon sa polen nga gitambalan ug wala gitambalan sa mancozeb. (a) Relatibong kadagaya sa mga mabasa sa microbial genera sa mga ulod. (b) Heat map sa nailhan nga mga komunidad sa mikrobyo. Delftia (odds ratio (OR) = 0.67, P = 0.0030) ug Pseudomonas (OR = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060); Ang mga laray sa heat map gi-cluster gamit ang correlation distance ug average connectivity.
Ang among mga resulta nagpakita nga ang oral exposure sa contact (mancozeb) ug systemic (pyrostrobin ug trifloxystrobin) fungicides, nga kaylap nga gigamit atol sa pagpamulak, nakapakunhod pag-ayo sa pagtaas sa timbang ug pagdugang sa mortalidad sa mga ulod sa mais. Dugang pa, ang mancozeb nakapakunhod pag-ayo sa diversity ug richness sa microbiome atol sa prepupal stage. Ang Myclobutanil, laing systemic fungicide, nakapakunhod pag-ayo sa pagtaas sa timbang sa ulod sa tanang tulo ka dosis. Kini nga epekto makita sa ikaduha (adlaw 5) ug ikatulo (adlaw 8) nga mga time point. Sa kasukwahi, ang cyprodinil ug captan wala kaayo makapakunhod sa pagtaas sa timbang o survival kon itandi sa control group. Sa among nahibaloan, kini nga trabaho mao ang una nga nakatino sa mga epekto sa field rates sa lain-laing mga fungicide nga gigamit sa pagpanalipod sa mga tanom nga mais pinaagi sa direktang pagkaladlad sa pollen.
Ang tanang pagtambal sa fungicide mikunhod pag-ayo sa pagtaas sa timbang sa lawas kon itandi sa mga pagtambal sa kontrol. Ang Mancozeb adunay pinakadako nga epekto sa pagtaas sa timbang sa lawas sa larva nga adunay aberids nga pagkunhod nga 51%, gisundan sa pyrithiostrobin. Bisan pa, ang ubang mga pagtuon wala magreport sa dili maayo nga mga epekto sa dosis sa fungicide sa uma sa mga yugto sa larva44. Bisan kung ang mga biocides sa dithiocarbamate gipakita nga adunay ubos nga acute toxicity45, ang ethylene bisdithiocarbamates (EBDCS) sama sa mancozeb mahimong madunot ngadto sa urea ethylene sulfide. Tungod sa mga mutagenic nga epekto niini sa ubang mga hayop, kini nga produkto sa pagkadaot mahimong responsable sa naobserbahan nga mga epekto46,47. Ang mga nangaging pagtuon nagpakita nga ang pagporma sa ethylene thiourea naimpluwensyahan sa mga hinungdan sama sa taas nga temperatura48, lebel sa humidity49 ug gitas-on sa pagtipig sa produkto50. Ang husto nga mga kondisyon sa pagtipig alang sa mga biocides mahimong makapamenos niini nga mga epekto. Dugang pa, ang European Food Safety Authority nagpahayag sa kabalaka bahin sa toxicity sa pyrithiopide, nga gipakita nga carcinogenic sa mga sistema sa digestive sa ubang mga hayop51.
Ang pag-inom og mancozeb, pyrithiostrobin, ug trifloxystrobin nagdugang sa mortalidad sa mga ulod sa corn borer. Sa kasukwahi, ang myclobutanil, ciprocycline ug captan walay epekto sa mortalidad. Kini nga mga resulta lahi sa kang Ladurner et al.52, kinsa nagpakita nga ang captan nakapakunhod pag-ayo sa survival rate sa hamtong nga O. lignaria ug Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae). Dugang pa, ang mga fungicide sama sa captan ug boscalid nakit-an nga hinungdan sa mortalidad sa larva52,53,54 o makausab sa pamatasan sa pagkaon55. Kini nga mga pagbag-o, sa baylo, makaapekto sa kalidad sa nutrisyon sa pollen ug sa katapusan sa pag-angkon og enerhiya sa yugto sa larva. Ang mortalidad nga naobserbahan sa control group nahiuyon sa ubang mga pagtuon 56,57.
Ang sex ratio nga pabor sa lalaki nga naobserbahan sa among trabaho mahimong ipasabut sa mga hinungdan sama sa dili igo nga pag-ipon ug dili maayo nga kondisyon sa panahon atol sa pagpamulak, sama sa gisugyot kaniadto alang sa O. cornuta ni Vicens ug Bosch. Bisan kung ang mga babaye ug lalaki sa among pagtuon adunay upat ka adlaw aron mag-ipon (usa ka panahon nga kasagarang giisip nga igo alang sa malampuson nga pag-ipon), tinuyo namong gipakunhod ang intensity sa kahayag aron maminusan ang stress. Bisan pa, kini nga pagbag-o mahimong dili tinuyo nga makabalda sa proseso sa pag-ipon61. Dugang pa, ang mga putyukan makasinati og daghang mga adlaw nga dili maayo nga panahon, lakip ang ulan ug ubos nga temperatura (<5°C), nga mahimo usab nga negatibo nga makaapekto sa kalampusan sa pag-ipon4,23.
Bisan tuod ang among pagtuon naka-focus sa tibuok larval microbiome, ang among mga resulta naghatag og panabut sa potensyal nga mga relasyon tali sa mga komunidad sa bakterya nga mahimong kritikal sa nutrisyon sa putyokan ug pagkaladlad sa fungicide. Pananglitan, ang mga larva nga gipakaon sa pollen nga gitambalan sa mancozeb adunay dakong pagkunhod sa istruktura ug kadagaya sa komunidad sa mikrobyo kon itandi sa mga larva nga gipakaon sa wala matambali nga pollen. Sa mga larva nga nag-inom sa wala matambali nga pollen, ang mga grupo sa bakterya nga Proteobacteria ug Actinobacteria dominante ug kasagaran aerobic o facultatively aerobic. Ang bakterya sa Delft, nga kasagaran nalangkit sa nag-inusarang mga espisye sa putyokan, nailhan nga adunay kalihokan nga antibiotic, nga nagpakita sa usa ka potensyal nga papel sa pagpanalipod batok sa mga pathogen. Ang laing espisye sa bakterya, ang Pseudomonas, daghan sa mga larva nga gipakaon sa wala matambali nga pollen, apan mikunhod pag-ayo sa mga larva nga gitambalan sa mancozeb. Ang among mga resulta nagsuporta sa nangaging mga pagtuon nga nag-ila sa Pseudomonas isip usa sa labing daghang genera sa O. bicornis35 ug uban pang nag-inusarang mga wasps34. Bisan wala pa gitun-an ang eksperimental nga ebidensya alang sa papel sa Pseudomonas sa kahimsog sa O. cornifrons, kini nga bakterya gipakita nga nagpasiugda sa sintesis sa mga protective toxins sa bakukang nga Paederus fuscipes ug nagpasiugda sa metabolismo sa arginine in vitro 35, 65. Kini nga mga obserbasyon nagsugyot sa usa ka potensyal nga papel sa depensa sa virus ug bakterya sa panahon sa paglambo sa larvae sa O. cornifrons. Ang Microbacterium usa pa ka genus nga giila sa among pagtuon nga gitaho nga anaa sa daghang gidaghanon sa larvae sa black soldier fly ubos sa mga kondisyon sa kagutom66. Sa larvae sa O. cornifrons, ang microbacteria mahimong makatampo sa balanse ug kalig-on sa gut microbiome ubos sa mga kondisyon sa stress. Dugang pa, ang Rhodococcus makita sa larvae sa O. cornifrons ug nailhan sa mga abilidad sa detoxification67. Kini nga genus makita usab sa tinai sa A. florea, apan sa ubos kaayo nga kadagaya68. Ang among mga resulta nagpakita sa presensya sa daghang mga genetic variation sa daghang microbial taxa nga makausab sa mga proseso sa metabolismo sa larvae. Bisan pa, gikinahanglan ang mas maayo nga pagsabot sa functional diversity sa O. cornifrons.
Sa laktod nga pagkasulti, ang mga resulta nagpakita nga ang mancozeb, pyrithiostrobin, ug trifloxystrobin nakakunhod sa pagtaas sa timbang sa lawas ug pagtaas sa mortalidad sa mga ulod sa corn borer. Bisan kung adunay nagkadako nga kabalaka bahin sa mga epekto sa mga fungicide sa mga pollinator, adunay panginahanglan nga mas masabtan ang mga epekto sa nahabilin nga mga metabolite niini nga mga compound. Kini nga mga resulta mahimong ilakip sa mga rekomendasyon alang sa integrated pollinator management programs nga makatabang sa mga mag-uuma nga malikayan ang paggamit sa pipila ka mga fungicide sa wala pa ug sa panahon sa pagpamulak sa mga punoan sa prutas pinaagi sa pagpili sa mga fungicide ug pag-usab-usab sa oras sa aplikasyon, o pinaagi sa pag-awhag sa paggamit sa dili kaayo makadaot nga mga alternatibo 36. Kini nga impormasyon hinungdanon alang sa pagpalambo sa mga rekomendasyon. sa paggamit sa pestisidyo, sama sa pag-adjust sa kasamtangan nga mga programa sa pag-spray ug pag-usab sa oras sa pag-spray kung nagpili og mga fungicide o pagpasiugda sa paggamit sa dili kaayo peligroso nga mga alternatibo. Gikinahanglan ang dugang nga panukiduki sa dili maayo nga mga epekto sa mga fungicide sa sex ratio, pamatasan sa pagpakaon, gut microbiome, ug ang mga mekanismo sa molekula nga nagpahiping sa pagkawala sa timbang ug mortalidad sa corn borer.
Ang tinubdan nga datos 1, 2 ug 3 sa mga Hulagway 1 ug 2 gideposito na sa figshare data repository DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 ug https://doi.org/10.6084/m9. figshare.24996233. Ang mga han-ay nga gisusi sa kasamtangang pagtuon (Mga Hulagway 4, 5) anaa sa NCBI SRA repository ubos sa accession number PRJNA1023565.
Bosch, J. ug Kemp, WP Pagpalambo ug pagtukod sa mga espisye sa putyokan isip mga polinador sa mga tanom nga agrikultural: ang ehemplo sa henero nga Osmia. (Hymenoptera: Megachilidae) ug mga punoan sa prutas. bull. Ntomore. kapanguhaan. 92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al. Mga pamaagi sa polinasyon ug mga panan-aw sa alternatibong mga pollinator taliwala sa mga mag-uuma sa mansanas sa New York ug Pennsylvania. update. Agrikultura. mga sistema sa pagkaon. 35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL ug Ricketts TH Ekolohiya ug ekonomiya sa polinasyon sa almendras gamit ang lumad nga mga putyokan. J. Economics. Ntomore. 111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y., ug Park, Y.-L. Mga epekto sa pagbag-o sa klima sa tragopan phenology: mga implikasyon alang sa pagdumala sa populasyon. Climb. Change 150, 305–317 (2018).
Artz, DR ug Pitts-Singer, TL Epekto sa fungicide ug adjuvant sprays sa kinaiya sa pagsalag sa duha ka gidumala nga nag-inusarang mga putyokan (Osmia lignaria ug Megachile rotundata). PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al. Usa ka low-toxic crop fungicide (fenbuconazole) nakabalda sa mga signal sa kalidad sa reproduktibo sa lalaki nga miresulta sa pagkunhod sa kalampusan sa pagminyo sa ihalas nga mga putyokan nga nag-inusara. J. Apps. ecology. 59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al. Ang mga insecticide sa Neonicotinoid ug biosynthesis sa ergosterol nagpugong sa synergistic fungicide mortality sa tulo ka klase sa putyokan. Pagkontrol sa peste. ang siyensya. 73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. ug Danforth BN Ang nag-inusarang larva sa wasp nag-usab sa bacterial diversity nga gihatag sa pollen ngadto sa mga putyukan nga nagsalag sa punoan nga Osmia cornifrons (Megachilidae). atubangan. mikroorganismo. 13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN ug Steffan SA Ang mga ectosymbiotic microorganism sa fermented pollen sama ka importante sa paglambo sa mga nag-inusarang putyokan sama sa pollen mismo. ekolohiya. ebolusyon. 12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F ug Thalheimer M. Pagtanom taliwala sa mga laray sa mga tanaman sa mansanas aron makontrol ang mga sakit nga gipugas pag-usab: usa ka praktikal nga pagtuon sa kaepektibo base sa mga timailhan sa mikrobyo. Plant Soil 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG ug Peter KA Mapait nga pagkadunot sa mga mansanas sa tunga-tungang Atlantiko sa Estados Unidos: pagtimbang-timbang sa mga espisye nga hinungdan ug ang impluwensya sa mga kondisyon sa panahon sa rehiyon ug pagkasensitibo sa cultivar. Phytopathology 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK. ug Stanley DA Mga fungicide, herbicide ug mga putyokan: usa ka sistematikong pagrepaso sa kasamtangang panukiduki ug mga pamaagi. PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED ug Jepson, PC Sinergistikong mga epekto sa EBI fungicides ug pyrethroid insecticides sa mga putyokan (Apis mellifera). mga peste sa siyensya. 39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE ug Peng, CY Epekto sa piniling mga fungicide sa pagtubo ug paglambo sa ulod sa putyokan nga Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae). Miyerkules. Ntomore. 33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., ug McArt, S. Giya sa Desisyon alang sa Paggamit sa Pestisidyo aron Mapanalipdan ang mga Pollinador sa mga Hardin sa Kahoy (Cornell University, 2018).
Iwasaki, JM ug Hogendoorn, K. Pagkaladlad sa mga putyokan sa mga dili pestisidyo: usa ka pagrepaso sa mga pamaagi ug gitaho nga mga resulta. Agrikultura. ekosistema. Miyerkules. 314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA. ug Pitts-Singer TL Epekto sa tipo sa suplay ug pagkaladlad sa pestisidyo sa paglambo sa larva sa Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae). Miyerkules. Ntomore. 51, 240–251 (2022).
Kopit AM ug Pitts-Singer TL Mga agianan sa pagkaladlad sa pestisidyo sa nag-inusarang mga putyukan nga walay sulod ang salag. Miyerkules. Ntomore. 47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al. Usa ka bag-ong protocol sa bioassay sa pag-inom og pestisidyo para sa pagtimbang-timbang sa pagkahilo sa pestisidyo sa mga hamtong nga Japanese garden bees (Osmia cornifrons). ang siyensya. Mga Report 10, 9517 (2020).
Oras sa pag-post: Mayo-14-2024