Merci fir besicht Nature.com.D'Versioun vum Browser Dir benotzt huet limitéiert CSS Ënnerstëtzung.Fir bescht Resultater empfeelen mir Iech eng méi nei Versioun vun Ärem Browser ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten).An der Tëschenzäit, fir weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, weisen mir de Site ouni Styling oder JavaScript.
Fungiziden ginn dacks während Bamfruuchtbléien benotzt a kënnen Insektepollinatoren menacéieren.Wéi och ëmmer, wéineg ass bekannt iwwer wéi net-Bee-Bestäuber (zB Solitärbienen, Osmia-cornifrons) op Kontakt a systemesch Fungiziden reagéieren, déi allgemeng op Äppel wärend der Blummen benotzt ginn.Dëst Wëssenslück limitéiert reglementaresche Entscheedungen déi sécher Konzentratioune bestëmmen an Timing vu Fungizidsprayen.Mir bewäerten d'Effekter vun zwee Kontakt Fungiziden (Captan a Mancozeb) a véier Interlayer / Phytosystem Fungiziden (Ciprocyclin, Myclobutanil, Pyrostrobin an Trifloxystrobin).Effekter op Larvalgewiicht, Iwwerliewe, Geschlechtsverhältnis a bakteriell Diversitéit.D'Evaluatioun gouf mat enger chronescher mëndlecher Bioassay duerchgefouert, an där Pollen an dräi Dosen behandelt gouf baséiert op der aktueller empfohlener Dosis fir Feldverbrauch (1X), hallef Dosis (0.5X) a kleng Dosis (0.1X).All Dosen Mancozeb a Pyritisolin hunn däitlech reduzéiert Kierpergewiicht a Larval Iwwerliewe.Mir hunn dunn de 16S Gen sequenzéiert fir d'Larvalbakteriom vum Mancozeb ze charakteriséieren, de Fungizid verantwortlech fir déi héchst Mortalitéit.Mir hunn erausfonnt datt bakteriell Diversitéit an Heefegkeet wesentlech reduzéiert goufen an Larven, déi op mancozeb-behandelt Pollen gefüttert goufen.Eis Laboratoire Resultater weisen datt d'Sprayéiere vun e puer vun dëse Fungiziden während der Blummen besonnesch schiedlech ass fir d'Gesondheet vun O. cornifrons.Dës Informatioun ass relevant fir zukünfteg Gestiounsentscheedungen iwwer d'nohalteg Notzung vun Uebstbamschutzprodukter an déngt als Basis fir reglementaresche Prozesser fir Pollinatoren ze schützen.
Déi solitär Steemetzerbier Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) gouf an den USA aus Japan an de spéiden 1970er a fréien 1980er agefouert, an d'Aart huet zënterhier eng wichteg Pollinatorroll a verwalteten Ökosystemer gespillt.Naturaliséiert Populatiounen vun dëser Bie sinn Deel vun ongeféier 50 Arten vun wëll Bienen, datt d'Bienen ergänzen, datt Mandel an Äppel Orchards an den USA pollinate2,3.Steemetzer Bienen stellen vill Erausfuerderungen, dorënner Habitatfragmentatioun, Pathogenen a Pestiziden3,4.Ënnert Insektiziden reduzéieren Fungiziden d'Energiegewënn, d'Fuerderung5 a Kierperkonditioun6,7.Och wa rezent Fuerschung suggeréiert datt d'Gesondheet vu Steemetzer Bienen direkt beaflosst gëtt vu kommensalen an ektobaktesche Mikroorganismen, 8,9 well Bakterien a Pilze d'Ernährung an d'Immunreaktiounen beaflosse kënnen, sinn d'Effekter vun der Fungizid Belaaschtung op der mikrobieller Diversitéit vu Mason Bienen just unzefänken. studéiert.
Fungiziden vu verschiddenen Effekter (Kontakt a systemesch) ginn an Orchards virum a während der Bléiung gesprëtzt fir Krankheeten ze behandelen wéi Äppelschrott, Bitterrot, brong Rot a pulverem Mehltau10,11.Fungiziden ginn als harmlos fir Pollinatoren ugesinn, sou datt se fir Gärtner während der Blummenzäit recommandéiert sinn;D'Belaaschtung an d'Intake vun dëse Fungiziden vu Bienen ass relativ gutt bekannt, well et Deel vum Pestizidregistréierungsprozess vun der US Environmental Protection Agency a vill aner national Reguléierungsagenturen ass12,13,14.Wéi och ëmmer, d'Effekter vu Fungiziden op Net-Bienen si manner bekannt well se net ënner Marketing Autorisatiounsofkommes an den USA erfuerderlech sinn15.Zousätzlech ginn et allgemeng keng standardiséierte Protokoller fir eenzel Bienen ze testen16,17, a Kolonien z'erhalen déi Bienen fir Tester ubidden ass Erausfuerderung18.Studien vu verschiddene verwaltete Bienen ginn ëmmer méi an Europa an an den USA duerchgefouert fir d'Effekter vu Pestiziden op wëll Bienen ze studéieren, a standardiséierte Protokoller goufen zënter kuerzem fir O. cornifrons19 entwéckelt.
Horned Bienen si Monocyte a gi kommerziell a Karpferkulturen als Ergänzung oder Ersatz fir Hunnegbienen benotzt.Dës Bienen entstinn tëscht Mäerz an Abrëll, mat de precocious Männercher dräi bis véier Deeg virun de Weibercher.No der Paréierung sammelt d'Weibchen aktiv Pollen an Nektar fir eng Serie vu Brutzellen an der tubulärer Naschthaut (natierlech oder kënschtlech) 1,20 ze bidden.D'Eeër ginn op Pollen bannent den Zellen geluecht;d'Weibchen baut dann eng Lehmmauer ier se déi nächst Zell virbereet.Déi éischt Instar Larven sinn am Chorion zougemaach a fidderen embryonal Flëssegkeeten.Vum zweeten bis de fënneften Instar (Prepupa) ernähren d'Larven op Pollen22.Wann d'Pollenversuergung komplett ofgeschaaft ass, bilden d'Larven Kokonen, puppen an entstoen als Erwuessener an der selwechter Broutkammer, normalerweis am spéide Summer20,23.Erwuessener entstinn den nächste Fréijoer.Erwuessene Iwwerliewe ass verbonne mat Nettoenergiegewënn (Gewiichtsgewënn) baséiert op Nahrungsaufnahme.Also, d'Ernährungsqualitéit vu Pollen, wéi och aner Faktoren wéi Wieder oder Belaaschtung vu Pestiziden, sinn Determinanten fir Iwwerliewe a Gesondheet24.
Insektiziden a Fungiziden, déi virum Bléiennuecht applizéiert ginn, kënne sech an der Planzvasculatur a variéierend Grad bewegen, vun translaminarer (zB fäeg vun der ieweschter Uewerfläch vu Blieder op déi ënnescht Uewerfläch ze bewegen, wéi e puer Fungiziden) 25 bis zu wierklech systemesch Effekter., déi d'Kroun aus de Wuerzelen duerchdränge kann, kënnen an den Nektar vun Äppelblummen26 kommen, wou se erwuesse O. cornifrons27 ëmbréngen kënnen.E puer Pestiziden lackelen och a Pollen, wat d'Entwécklung vu Maislarven beaflosst an hiren Doud verursaacht19.Aner Studien hu gewisen datt verschidde Fungiziden d'Nistverhalen vun der verwandter Spezies O. lignaria28 wesentlech änneren.Zousätzlech, Laboratoiren a Feldstudien, déi Pestizidexpositiounsszenarien simuléieren (inklusiv Fungiziden) hunn gewisen datt Pestiziden negativ d'Physiologie 22 Morphologie 29 an d'Iwwerliewe vun Hunnegbienen an e puer solitär Bienen beaflossen.Verschidde fungizid Spraydousen, déi direkt op oppe Blummen wärend der Blummen applizéiert ginn, kënne Pollen kontaminéieren, gesammelt vun Erwuessener fir d'Larvalentwécklung, d'Effekter vun deenen nach ze studéieren30.
Et gëtt ëmmer méi unerkannt datt d'Larvalentwécklung vu Pollen a mikrobielle Gemeinschafte vum Verdauungssystem beaflosst gëtt.Den Hunnegbienmikrobiom beaflosst Parameteren wéi Kierpermass31, metabolesch Ännerungen22 an Empfindlechkeet fir Pathogenen32.Virdrun Studien hunn den Afloss vun Entwécklungsstadium, Nährstoffer an Ëmwelt op de Mikrobiome vun eenzelne Bienen ënnersicht.Dës Studien hunn Ähnlechkeeten an der Struktur an der Heefegkeet vun de Larven- a Pollenmikrobiomen opgedeckt33, souwéi déi heefegst bakteriell Genera Pseudomonas an Delftia, ënner solitäre Bienenarten.Wéi och ëmmer, obwuel Fungiziden mat Strategien verbonne gi fir d'Gesondheet vun de Bienen ze schützen, bleiwen d'Effekter vu Fungiziden op Larvalmikrobiota duerch direkt mëndlech Belaaschtung onerfuerscht.
Dës Etude getest d'Effekter vun real-Welt Dosen vu sechs allgemeng benotzt Fungiziden registréiert fir Gebrauch op Bam Uebst an den USA, dorënner Kontakt a systemesch Fungiziden mëndlech verwalt zu Mais hornworm Moth Larven aus kontaminéierte Liewensmëttel.Mir hunn erausfonnt datt Kontakt a systemesch Fungiziden d'Biene Kierpergewiichtsgewënn reduzéiert hunn an d'Sterblechkeet erhéicht hunn, mat de schwéiersten Effekter verbonne mat Mancozeb a Pyrithiopid.Mir hunn dunn d'mikrobieller Diversitéit vun de Larven verglach, déi op der mancozeb-behandelt Pollen-Diät mat deenen, déi op der Kontroll-Diät gefüttert goufen.Mir diskutéiere potenziell Mechanismen, déi d'Mortalitéit ënnerleien an d'Implikatioune fir integréiert Pescht- a Pollinatormanagement (IPPM) 36 Programmer.
Erwuessener O. cornifrons iwwerwintert an Kokonen goufen aus dem Fruit Research Center, Biglerville, PA kritt a bei -3 bis 2 ° C (± 0,3 ° C) gespäichert.Virum Experiment (600 Kokonen am Ganzen).Am Mee 2022 goufen 100 O. cornifrons Kokonen all Dag a Plastiksbecher transferéiert (50 Kokonen pro Coupe, DI 5 cm × 15 cm laang) a Wäschen goufen an de Coupe plazéiert fir d'Ouverture ze förderen an e kaubare Substrat ze bidden, Stress op de Steen ze reduzéieren. beien 37.Plaz zwee Plastikbecher mat Kokonen an engem Insektkäfeg (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) mat 10 ml Feeder mat 50% Saccharoseléisung a späichere fir véier Deeg fir d'Verschluss a mateneen ze garantéieren.23°C, relativer Fiichtegkeet 60%, Fotoperiod 10 l (niddereg Intensitéit): 14 Deeg.100 gematene Weibercher a Männercher goufen all Moien fir sechs Deeg (100 pro Dag) an zwee kënschtlech Nester während Peak Apple Bléi verëffentlecht (Fall Nascht: Breet 33,66 × Héicht 30,48 × Längt 46,99 cm; Zousaz Figur 1).Am Pennsylvania State Arboretum plazéiert, no bei Kiischten (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), Peach (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), Biren (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), Coronaria Apfelbaum (Malus coronaria) a vill Varietéit vun Äppelbam (Malus coronaria, Malus), Hausappelbaum 'Co-op 30' Enterprise™, Malus Apfelbaum 'Co- Op 31′ Winecrisp™, Begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy').All bloe Plastiks Vugelhaus passt op zwou hëlze Këschte.All Nestkëscht enthält 800 eidel Kraaftpabeierröhren (Spiral oppen, 0,8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) agebaut an opak Cellophanröhren (0,7 OD kuck Plastikstecker (T-1X Stecker) bidden Nistplazen .
Béid Naschtkëschte si vis-à-vis vum Osten a ware mat grénge Plastiksgaartfechter bedeckt (Everbilt Modell #889250EB12, Ouverture Gréisst 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) fir Nager a Vugel Zougang ze verhënneren an op der Buedemoberfläch nieft dem Naschtkëscht Buedem geluecht Këschte.Nestbox (Ergänzungsbild 1a).Mais Borer Eeër goufen all Dag gesammelt andeems 30 Réier aus Nester gesammelt an se an de Laboratoire transportéiert goufen.Mat enger Schéier, maacht e Schnëtt um Enn vum Röhre, dann demontéiert d'Spiralröhre fir d'Broutzellen ze exponéieren.Eenzel Eeër an hir Pollen goufen mat engem kromme Spatel geläscht (Microslide Tool Kit, BioQuip Products Inc., Kalifornien).D'Eeër goufen op feuchte Filterpabeier inkubéiert an an engem Petri-Schuel fir 2 Stonnen plazéiert ier se an eisen Experimenter benotzt goufen (Ergänzungsbild 1b-d).
Am Labo hu mir d'mëndlech Toxizitéit vu sechs Fungiziden bewäert, déi virun a während der Äppelbléi an dräi Konzentratioune applizéiert goufen (0,1X, 0,5X, an 1X, wou 1X d'Mark ass, déi pro 100 Gallone Waasser / Hektar applizéiert gëtt. Héich Felddosis = Konzentratioun am Feld)., Tabell 1).All Konzentratioun gouf 16 Mol widderholl (n = 16).Zwee Kontakt Fungiziden (Table S1: Mancozeb 2696,14 ppm a Captan 2875,88 ppm) a véier systemesch Fungiziden (Tabell S1: pyrithiostrobin 250,14 ppm; trifloxystrobin 110,06 ppm; myclobutanil 1 pro.azol ppm 75 ppm 75 ppm toxicity); Uebst, Geméis an Zierkulturen .Mir homogeniséiert de Pollen mat engem Grinder, 0,20 g an eng gutt (24-Well Falcon Plate) transferéiert an 1 μL Fungizidléisung bäigefüügt a gemëscht fir pyramidesch Pollen mat 1 mm déiwe Wells ze bilden, an deenen d'Eeër plazéiert goufen.Plaz mat engem Mini Spatel (Ergänzungsbild 1c,d).Falcon Placke sech bei Raumtemperatur (25 ° C) an 70% relativer Fiichtegkeet gespäichert.Mir verglach se mat Kontrolllarven, déi eng homogen Pollen-Diät gefüttert hunn, déi mat reinem Waasser behandelt gouf.Mir opgeholl veruerteelt an gemooss Larve Gewiicht all aneren Dag bis d'Larven prepupal Alter erreecht eng analytesch Gläichgewiicht benotzt (Fisher Wëssenschaftlech, Genauegkeet = 0,0001 g).Schlussendlech gouf Geschlechtsverhältnis bewäert andeems de Kokon no 2,5 Méint opgemaach gouf.
DNA war aus ganz O. cornifrons Larven ofgebaut (n = 3 pro Behandlung Conditioun, mancozeb-behandelt an onbehandelt Pollen) a mir gesuergt microbial Diversitéit Analysë op dës Echantillon, virun allem well am mancozeb der héchster veruerteelt war an Larven observéiert.kréien MnZn.DNA gouf amplifizéiert, gereinegt mat dem DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA Kit (Zymo Research, Irvine, CA), a sequentéiert (600 Zyklen) op engem Illumina® MiSeq ™ mam v3 Kit.Geziilte Sequenzéierung vu bakteriellen 16S ribosomalen RNA Genen gouf mat dem Quick-16S ™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) mat Primer ausgefouert, déi d'V3-V4 Regioun vum 16S rRNA Gen zielen.Zousätzlech, 18S sequencing war mat 10% PhiX Inclusioun gesuergt, an amplification war mat der primer Pair 18S001 an NS4 gesuergt.
Import a veraarbecht gepaart Reads39 mat der QIIME2 Pipeline (v2022.11.1).Dës Liesunge goufen ofgeschnidden a fusionéiert, a chimeresch Sequenzen goufen mam DADA2 Plugin am QIIME2 (qiime dada2 Noise Pairing)40 geläscht.D'16S an 18S Klass Uerderen goufen mat der Objektklassifizéierer Plugin Classify-sklearn an dem pre-trainéierten Artefakt Silva-138-99-nb-Klassifizéierer gemaach.
All experimentell Donnéeën goufen fir Normalitéit (Shapiro-Wilks) an Homogenitéit vun Varianzen (Levene d'Test) iwwerpréift.Well den Datesaz net den Viraussetzunge vun der parametrescher Analyse entsprécht an d'Transformatioun net konnt d'Residualiséierung standardiséieren, hu mir eng netparametresch Zwee-Wee ANOVA (Kruskal-Wallis) mat zwee Faktoren [Zäit (Dräi-Phase 2, 5, an 8 Dag gemaach. Zäitpunkten) a Fungizid] fir den Effet vun der Behandlung op Larval Frësch Gewiicht ze evaluéieren, duerno post-hoc nonparametric Pairwise Vergläicher mat dem Wilcoxon Test gemaach.Mir hunn e generaliséierte linear Modell (GLM) mat enger Poisson Verdeelung benotzt fir d'Effekter vu Fungiziden op Iwwerliewe iwwer dräi Fungizidkonzentratioune41,42 ze vergläichen.Fir differenziell Heefegkeet Analyse, war d'Zuel vun amplicon Haaptrei Varianten (ASVs) um Gattung Niveau zesummegefall.Vergläicher vun Differenzielle Heefegkeet tëscht Gruppen, déi 16S (Gattungsniveau) an 18S relativer Heefegkeet benotzen, goufe mat engem generaliséierten Additivmodell fir Positioun, Skala a Form (GAMLSS) mat Beta Null-opgeblosen (BEZI) Famillverdeelunge gemaach, déi op engem Makro modelléiert goufen. .am Microbiome R43 (v1.1).1).Ewechzehuelen Mitochondrial a Chloroplast Arten virun Differential Analyse.Wéinst de verschiddene taxonomic Niveauen vun 18S, war nëmmen den ënneschten Niveau vun all taxon fir differentiell Analysë benotzt.All statistesch Analysë goufen mat R gesuergt (v. 3.4.3., CRAN Projet) (Team 2013).
D'Belaaschtung vu Mancozeb, Pyrithiostrobin an Trifloxystrobin reduzéiert däitlech Kierpergewiicht an O. Cornifronen (Fig. 1).Dës Effekter goufen konsequent fir all dräi Dosen bewäert (Figebam. 1a-c) observéiert.Cyclostrobin a Myclobutanil hunn d'Gewiicht vun de Larven net wesentlech reduzéiert.
Duerchschnëtt frësch Gewiicht vu Stammbuerlarven gemooss op dräi Zäitpunkten ënner véier Diätbehandlungen (homogen Pollenfudder + Fungizid: Kontroll, 0.1X, 0.5X an 1X Dosen).(a) Niddereg Dosis (0.1X): éischte Zäitpunkt (Dag 1): χ2: 30.99, DF = 6;P < 0,0001, zweete Zäitpunkt (Dag 5): 22,83, DF = 0,0009;drëtte Kéier;Punkt (Dag 8): χ2: 28,39, DF = 6;(b) hallef Dosis (0.5X): éischte Zäitpunkt (Dag 1): χ2: 35.67, DF = 6;P <0,0001, zweeten Zäitpunkt (Dag een).): χ2: 15,98, DF = 6;P = 0,0090;drëtten Zäitpunkt (Dag 8) χ2: 16,47, DF = 6;(c) Site oder voll Dosis (1X): éischte Zäitpunkt (Dag 1) χ2: 20,64, P = 6;P = 0,0326, zweeten Zäitpunkt (Dag 5): χ2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;drëtten Zäitpunkt (Dag 8): χ2: 28,39, DF = 6;nonparametric Analyse vun Varianz.Baren representéieren Moyenne ± SE vun Pairwise Vergläicher (α = 0,05) (n = 16) * P ≤ 0,05, ** P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
Bei der niddregsten Dosis (0.1X) gouf d'Larval Kierpergewiicht ëm 60% mat Trifloxystrobin reduzéiert, 49% mat Mancozeb, 48% mat Myclobutanil, a 46% mat Pyrithistrobin (Fig. 1a).Wann d'Halschent vun der Felddosis (0.5X) ausgesat gouf, gouf d'Kierpergewiicht vu Mancozeb Larven ëm 86% reduzéiert, Pyrithiostrobin ëm 52% an Trifloxystrobin ëm 50% (Fig. 1b).Eng voll Felddosis (1X) vu Mancozeb reduzéiert Larvalgewiicht ëm 82%, Pyrithiostrobin ëm 70%, an Trifloxystrobin, Myclobutanil a Sangard ëm ongeféier 30% (Fig. 1c).
D'Mortalitéit war héchst ënner Larven gefiddert mat Mancozeb-behandelt Pollen, gefollegt vu Pyrithiostrobin an Trifloxystrobin.D'Mortalitéit erhéicht mat der Erhéijung vun Dosen Mancozeb a Pyritisolin (Fig. 2; Table 2).Wéi och ëmmer, d'Mortalitéit vu Maisborer ass nëmme liicht eropgaang wéi d'Trifloxystrobin Konzentratioune erhéicht ginn;Cyprodinil a Captan hunn d'Mortalitéit net wesentlech erhéicht am Verglach mat Kontrollbehandlungen.
D'Mortalitéit vun de Borerflügelarven gouf verglach nodeems d'Intake vu Pollen individuell mat sechs verschiddene Fungiziden behandelt gouf.Mancozeb a Pentopyramid ware méi empfindlech op mëndlech Belaaschtung vu Maismaggen (GLM: χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (Linn, Steigung = 0,29, P <0,001; Steigung = 0,24, P <0,00)).
Am Duerchschnëtt, iwwer all Behandlungen, waren 39,05% vun de Patienten weiblech a 60,95% ware männlech.Ënnert de Kontrollbehandlungen war den Undeel vu Frae 40% a béid niddereg-Dosis (0.1X) an hallef Dosis (0.5X) Studien, an 30% an de Felddosis (1X) Studien.Bei 0.1X Dosis, ënner Pollen-fütterte Larven, déi mat Mancozeb a Myclobutanil behandelt goufen, waren 33,33% vun Erwuessener weiblech, 22% vun Erwuessener ware weiblech, 44% vun erwuessene Larven ware weiblech, 44% vun erwuessene Larven ware weiblech.weiblech, 41% vun erwuessener Larven waren Weibercher, a Kontrollen waren 31% (Lalumi 3a).Bei 0,5 Mol d'Dosis waren 33% vun erwuessene Würmer an der Mancozeb- a Pyrithiostrobin-Grupp weiblech, 36% an der Trifloxystrobin-Grupp, 41% an der Myclobutanil-Grupp, a 46% an der Cyprostrobin-Grupp.Dës Zuel war 53% am Grupp.an der Captan Grupp an 38% an der Kontroll Grupp (Figebam. 3b).Bei 1X Dosis waren 30% vun der Mancozeb-Grupp Fraen, 36% vun der Pyrithiostrobin-Grupp, 44% vun der Trifloxystrobin-Grupp, 38% vun der Myclobutanil-Grupp, 50% vun der Kontrollgruppe ware Fraen - 38,5% (Fig. 3c) .
Prozentsaz vu weiblech a männleche Borer no Larvalstadium Fungizid Belaaschtung.(a) Niddereg Dosis (0,1X).(b) Halschent Dosis (0,5X).(c) Felddosis oder voll Dosis (1X).
16S Sequenz Analyse huet gewisen, datt d'bakteriell Grupp tëscht Larven ënnerscheet mat mancozeb-behandelt Pollen an Larven mat onbehandelt Pollen gefiddert (Figebam. 4a).De mikrobiellen Index vun onbehandelt Larven, déi op Pollen gefiddert goufen, war méi héich wéi déi vun Larven, déi op Mancozeb behandelt Pollen (Fig. 4b).Obwuel den observéierten Ënnerscheed am Räichtum tëscht de Gruppen net statistesch bedeitend war, war et wesentlech méi niddereg wéi dee fir Larven, déi op onbehandelt Pollen ernähren (Figebam. 4c) observéiert.Relativ Heefegkeet huet gewisen datt d'Mikrobiota vu Larven, déi op Kontrollpollen gefiddert goufen, méi divers war wéi déi vun Larven, déi op Mancozeb-behandelt Larven gefiddert ginn (Fig. 5a).Deskriptiv Analyse verroden d'Präsenz vun 28 Gattungen zu Kontroll a mancozeb-behandelt Echantillon (Lalumi 5b).c Analyse mat 18S sequencing verroden keng bedeitend Differenzen (Ergänzungsbild 2).
SAV Profiler baséiert op 16S Sequenzen goufen mam Shannon Räichtum verglach an observéiert Räichtum um Phylumniveau.(a) Haaptkoordinatanalyse (PCoA) baséiert op der Gesamtmikrobieller Gemeinschaftsstruktur an onbehandeltem Pollen gefüttert oder Kontroll (blo) a Mancozeb gefüttert Larven (orange).All Datepunkt stellt eng separat Prouf duer.PCoA gouf mat der Bray-Curtis Distanz vun der multivariate t Verdeelung berechent.Ovalen representéieren den 80% Vertrauensniveau.(b) Boxplot, Matière Shannon Räichtum Daten (Punkten) an c.Observable Räichtum.Boxplots weisen Këschte fir Medianlinn, Interquartile Range (IQR) an 1,5 × IQR (n = 3).
Zesummesetzung vu mikrobiellen Gemeinschafte vu Larven, déi op Mancozeb-behandelt an onbehandelt Pollen gefüttert ginn.(a) Relativ Heefegkeet vu mikrobiellen Gattungen liest an Larven.(b) Hëtzt Kaart vun identifizéiert microbial Communautéiten.Delftia (Oder Verhältnis (ODER) = 0,67, P = 0,0030) an Pseudomonas (ODER = 0,3, P = 0,0074), Microbacterium (ODER = 0,75, P = 0,0617) (ODER = 1,5, P = 0,0060);Hëtzt Kaart Zeile sinn clustered benotzt Korrelatioun Distanz an Moyenne Konnektivitéit.
Eis Resultater weisen datt mëndlech Belaaschtung fir Kontakt (Mancozeb) a systemesch (Pyrostrobin an Trifloxystrobin) Fungiziden, wäit während der Bléi applizéiert, wesentlech reduzéiert Gewiichtsgewënn a erhéicht Mortalitéit vu Maislarven.Zousätzlech huet d'Mancozeb d'Diversitéit an d'Reichtum vum Mikrobiom während der Prepupalstadium wesentlech reduzéiert.Myclobutanil, en anere systemesche Fungizid, huet däitlech reduzéiert Larvalkierpergewiicht bei allen dräi Dosen.Dësen Effekt war evident um zweeten (Dag 5) an drëtten (Dag 8) Zäitpunkte.Am Géigesaz, Cyprodinil a Captan hunn net wesentlech d'Gewiicht oder d'Iwwerliewe reduzéiert am Verglach mat der Kontrollgruppe.Fir eis Wëssen ass dës Aarbecht déi éischt fir d'Effekter vu Feldraten vu verschiddene Fungiziden ze bestëmmen déi benotzt gi fir Maiskulturen duerch direkt Pollenbelaaschtung ze schützen.
All Fungizidbehandlungen reduzéiert Kierpergewiichtsgewënn wesentlech am Verglach mat Kontrollbehandlungen.Mancozeb hat de gréissten Effekt op de Larval Kierpergewiichtgewënn mat enger duerchschnëttlecher Reduktioun vun 51%, gefollegt vu Pyrithiostrobin.Wéi och ëmmer, aner Studien hunn keng negativ Auswierkunge vu Felddosen vu Fungiziden op Larvalstadien gemellt44.Och wa Dithiocarbamat Biocide gewise goufen eng niddereg akut Toxizitéit ze hunn45, Ethylenbisdithiocarbamaten (EBDCS) wéi Mancozeb kënnen zu Harnstoffethylensulfid ofbauen.Wéinst senge mutageneschen Effekter an aneren Déieren, kann dëst Degradatiounsprodukt fir déi observéiert Effekter verantwortlech sinn46,47.Virdrun Studien hu gewisen datt d'Bildung vun Ethylenthiourea vu Faktoren beaflosst gëtt wéi erhéijen Temperatur48, Fiichtegkeetsniveauen49 an d'Längt vun der Produktlagerung50.Richteg Späicherbedéngungen fir Bioziden kënnen dës Nebenwirkungen reduzéieren.Zousätzlech huet d'Europäesch Liewensmëttelsécherheetsautoritéit sech Suergen iwwer d'Toxizitéit vum Pyrithiopid ausgedréckt, deen als kriibserreegend fir d'Verdauungssystemer vun aneren Déieren gewisen gouf51.
Oral Administratioun vu Mancozeb, Pyrithiostrobin, an Trifloxystrobin erhéicht d'Mortalitéit vu Maisborerlarven.Am Géigesaz, Myclobutanil, Ciprocycline a Captan haten keen Effekt op d'Mortalitéit.Dës Resultater ënnerscheede sech vun deene vu Ladurner et al.52, déi gewisen hunn datt Captan d'Iwwerliewe vun erwuessene O. lignaria an Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) wesentlech reduzéiert huet.Zousätzlech goufen Fungiziden wéi Captan a Boscalid fonnt fir Larvalstierflechkeet52,53,54 ze verursaachen oder d'Fütterungsverhalen ze änneren55.Dës Verännerungen, am Tour, kënnen d'Ernährungsqualitéit vum Pollen beaflossen a schlussendlech den Energiegewënn vun der Larvalstadie.Mortalitéit observéiert an der Kontrollgruppe war konsequent mat anere Studien 56,57.
De männlech favoriséierte Geschlechtsverhältnis, deen an eiser Aarbecht observéiert gëtt, kann duerch Faktoren wéi net genuch Mating a schlechte Wiederkonditiounen während der Bléiung erkläert ginn, wéi virdru virgeschloen fir O. cornuta vu Vicens a Bosch.Och wa Weibercher a Männercher an eiser Etude véier Deeg haten fir ze paréieren (eng Period déi allgemeng als genuch ugesi gëtt fir erfollegräich mateneen), hu mir bewosst d'Liichtintensitéit reduzéiert fir Stress ze minimiséieren.Wéi och ëmmer, dës Ännerung kann onbedéngt mam Paringprozess stéieren61.Zousätzlech erliewen d'Bienen e puer Deeg vu schlechtem Wieder, dorënner Reen an niddreg Temperaturen (<5°C), wat och negativ Auswierkungen op d'Paringssuccès kann beaflossen4,23.
Och wann eis Studie sech op de ganze Larvalmikrobiom konzentréiert, ginn eis Resultater Abléck an potenziell Bezéiungen tëscht bakterielle Gemeinschaften, déi kritesch kënne sinn fir Bienen Ernährung a Fungizid Belaaschtung.Zum Beispill, Larven gefiddert mancozeb-behandelt Pollen haten däitlech reduzéiert mikrobielle Gemeinschaftsstruktur an Heefegkeet am Verglach mat Larven gefiddert onbehandelt Pollen.Bei Larven, déi onbehandelt Pollen verbrauchen, waren d'Bakteriegruppen Proteobacteria an Actinobacteria dominant a ware haaptsächlech aerob oder fakultativ aerob.Delft Bakterien, normalerweis mat solitäre Bienenarten assoziéiert, si bekannt fir antibiotesch Aktivitéit ze hunn, wat eng potenziell Schutzroll géint Pathogenen ugeet.Eng aner bakteriell Aart, Pseudomonas, war reichend an Larven, déi onbehandelt Pollen gefüttert goufen, awer war wesentlech reduzéiert an mancozeb-behandelt Larven.Eis Resultater ënnerstëtzen fréier Studien, déi Pseudomonas als ee vun de reichste Gattungen an O. bicornis35 an aner solitär Wasps34 identifizéieren.Obwuel experimentell Beweiser fir d'Roll vun Pseudomonas an der Gesondheet vun O. cornifrons net studéiert gouf, huet dës Bakterie gewisen, datt d'Synthes vun Schutzmoossnamen Gëftstoffer am Käfer Paederus fuscipes ze förderen an Arginin Metabolismus in vitro förderen 35, 65. Dës Observatioune suggeréieren. eng potenziell Roll an der viraler a bakterieller Verteidegung während der Entwécklungszäit vun O. cornifrons Larven.Microbacterium ass eng aner Gattung, déi an eiser Etude identifizéiert gëtt, déi gemellt gëtt an héijen Zuelen a schwaarze Zaldotflegelarven ënner Hongerbedéngungen präsent ze sinn66.Bei O. cornifrons Larven kënnen Mikrobakterien zum Gläichgewiicht an der Widderstandsfäegkeet vum Darmmikrobiom ënner Stressbedéngungen bäidroen.Zousätzlech gëtt Rhodococcus an O. cornifrons Larven fonnt an ass bekannt fir seng Entgiftungsfäegkeeten67.Dës Gattung gëtt och am Darm vun A. florea fonnt, awer a ganz wéineg Heefegkeet68.Eis Resultater weisen d'Präsenz vu multiple genetesche Variatiounen iwwer vill mikrobiellen Taxa, déi metabolesch Prozesser an Larven änneren.Allerdéngs ass e bessere Verständnis vun der funktioneller Diversitéit vun O. cornifrons néideg.
Zesummegefaasst weisen d'Resultater datt Mancozeb, Pyrithiostrobin an Trifloxystrobin Kierpergewiichtsgewënn reduzéiert hunn an d'Mortalitéit vu Maisbuerlarven erhéicht hunn.Och wann et ëmmer méi Suergen iwwer d'Effekter vu Fungiziden op Pollinatoren ass, ass et e Besoin fir d'Effekter vun de Reschtmetaboliten vun dëse Verbindungen besser ze verstoen.Dës Resultater kënnen an Empfehlungen fir integréiert Pollinatormanagement Programmer agebaut ginn, déi d'Baueren hëllefen d'Benotzung vu bestëmmte Fungiziden virun a während der Uebstbamblumm ze vermeiden andeems Fungiziden auswielen an den Timing vun der Uwendung variéieren oder d'Benotzung vu manner schiedlechen Alternativen encouragéieren 36. Dës Informatioun ass wichteg fir Empfehlungen z'entwéckelen.op Pestizidenverbrauch, sou wéi d'Upassung vun existente Sprayprogrammer an d'Ännere vun der Sprayzäit beim Auswiel vu Fungiziden oder d'Promotioun vun der Notzung vu manner geféierlechen Alternativen.Weider Fuerschung ass gebraucht fir déi negativ Auswierkunge vu Fungiziden op Geschlechtsverhältnis, Ernärungsverhalen, Darmmikrobiom, an déi molekulare Mechanismen déi d'Maisborer Gewiichtsverloscht a Mortalitéit ënnerleien.
Quelldaten 1, 2 an 3 an de Figuren 1 an 2 goufen am figshare Datebank DOI deposéiert: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 an https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233.D'Sequenzen, déi an der aktueller Etude analyséiert goufen (Fig. 4, 5) sinn am NCBI SRA Repository ënner der Bäitrëttsnummer PRJNA1023565 verfügbar.
Bosch, J. a Kemp, WP Entwécklung an Etablissement vun Hunneg Bienen Arten als Pollinatoren vun landwirtschaftlech Kulturen: d'Beispill vun der Gattung Osmia.(Hymenoptera: Megachilidae) an Uebstbeem.stier.Ntomore.Ressource.92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al.Pollinatiounspraktiken an Opfaassung vun alternativen Pollinatoren ënner Äppelbaueren zu New York a Pennsylvania.update.Landwirtschaft.Liewensmëttel Systemer.35, 1–14 (2020).
Koch I, Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL, Ricketts TH.J. Economie.Ntomore.111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y., & Park, Y.-L.Effekter vum Klimawandel op Tragopan Phenologie: Implikatioune fir Bevëlkerungsmanagement.Klammen.Ännerung 150, 305-317 (2018).
Artz, DR a Pitts-Singer, TL Effekt vu Fungiziden an Adjuvant Spraydousen op d'Nistverhalen vun zwee verwalteten Solitärbienen (Osmia lignaria a Megachile rotundata).PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al.E niddereg-gëftegt Erntefungizid (Fenbuconazol) interferéiert mat männlechen reproduktive Qualitéitssignaler, wat zu engem reduzéierten Erfolleg bei wilde Solitärbienen resultéiert.J. Apps.Ökologie.59, 1596-1607 (2022).
Sgolastra F. et al.Neonicotinoid Insektiziden an Ergosterol Biosynthese ënnerdrécken synergistesch Fungizid Mortalitéit an dräi Bienenarten.Pescht Kontroll.d'Wëssenschaft.73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.an Danforth BN Solitary Wasp Larven veränneren d'bakteriell Diversitéit, déi vu Pollen u Stammnesting Bienen Osmia cornifrons (Megachilidae) geliwwert gëtt.virun.Mikroorganismus.13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN, and Steffan SA.Ökologie.Evolutioun.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM.Plant Soil 357, 381-393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG a Peter KA Bittere Rot vun Äppel am Mëttelatlantik Vereenegt Staaten: Bewäertung vun causative Spezies an den Afloss vu regionale Wiederkonditiounen a Kultivarempfindlechkeet.Phytopathologie 111, 966-981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK.an Stanley DA Fungiziden, Herbiziden a Bienen: eng systematesch Iwwerpréiwung vun existente Fuerschung a Methoden.PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED a Jepson, PC Synergistesch Effekter vun EBI Fungiziden a Pyrethroiden Insektiziden op Hunnegbienen (Apis mellifera).Schued der Wëssenschaft.39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE a Peng, CY Effekt vun ausgewielte Fungiziden op de Wuesstum an Entwécklung vun Hunnegbienlarven Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae).Mëttwoch.Ntomore.33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., a McArt, S. Decision Guide for Pesticide Use to Protect Pollinators in Tree Orchards (Cornell University, 2018).
Iwasaki, JM an Hogendoorn, K. Belaaschtung vu Bienen op Nonpestiziden: eng Iwwerpréiwung vu Methoden a gemellt Resultater.Landwirtschaft.Ökosystem.Mëttwoch.314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA.a Pitts-Singer TL Effekt vun der Versuergungsart a Pestizidbelaaschtung op Larvalentwécklung vun Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae).Mëttwoch.Ntomore.51, 240–251 (2022).
Kopit AM a Pitts-Singer TL Pathways vu Pestizidbelaaschtung fir solitär eidel Nascht Bienen.Mëttwoch.Ntomore.47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al.En neie Bioassay-Protokoll fir d'Bewäertung vu Pestizidtoxizitéit bei erwuessene japanesche Gaartbienen (Osmia cornifrons).d'Wëssenschaft.Berichter 10, 9517 (2020).
Post Zäit: Mee-14-2024