Diolch am ymweld â Nature.com.Mae gan y fersiwn o'r porwr rydych chi'n ei ddefnyddio gefnogaeth CSS gyfyngedig.I gael y canlyniadau gorau, rydym yn argymell eich bod yn defnyddio fersiwn mwy diweddar o'ch porwr (neu analluogi Modd Cydnawsedd yn Internet Explorer).Yn y cyfamser, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, rydym yn arddangos y wefan heb steilio na JavaScript.
Defnyddir ffwngladdiadau yn aml yn ystod blodeuo ffrwythau coed a gallant fygwth pryfed peillio.Fodd bynnag, ychydig a wyddys am sut mae peillwyr nad ydynt yn wenynen (ee gwenyn unigol, Osmia cornifrons) yn ymateb i ffwngladdiadau cyswllt a systemig a ddefnyddir yn gyffredin ar afalau yn ystod blodeuo.Mae'r bwlch gwybodaeth hwn yn cyfyngu ar benderfyniadau rheoleiddio sy'n pennu crynodiadau diogel ac amseriad chwistrellu ffwngladdiad.Fe wnaethom asesu effeithiau ffwngladdiad dau gyswllt (captan a mancozeb) a phedwar ffwngladdiad rhyng-haen/ffytosystem (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobin a trifloxystrobin).Effeithiau ar gynnydd pwysau larfal, goroesiad, cymhareb rhyw ac amrywiaeth bacteriol.Cynhaliwyd y gwerthusiad gan ddefnyddio bioassay llafar cronig lle cafodd paill ei drin mewn tri dos yn seiliedig ar y dos a argymhellir ar hyn o bryd ar gyfer defnydd maes (1X), hanner dos (0.5X) a dos isel (0.1X).Roedd pob dos o mancozeb a pyritisoline yn lleihau pwysau'r corff yn sylweddol a goroesiad larfâu.Yna fe wnaethom ddilyniannu'r genyn 16S i nodweddu bacteriome larfal mancozeb, y ffwngleiddiad sy'n gyfrifol am y marwolaethau uchaf.Canfuom fod amrywiaeth a helaethrwydd bacteriol wedi'u lleihau'n sylweddol mewn larfâu sy'n cael eu bwydo ar baill wedi'u trin â mancozeb.Mae canlyniadau ein labordy yn dangos bod chwistrellu rhai o'r ffwngladdiadau hyn yn ystod blodeuo yn arbennig o niweidiol i iechyd O. cornifrons.Mae’r wybodaeth hon yn berthnasol ar gyfer penderfyniadau rheoli yn y dyfodol ynghylch defnydd cynaliadwy o gynhyrchion diogelu coed ffrwythau ac mae’n sail i brosesau rheoleiddio sydd wedi’u hanelu at ddiogelu pryfed peillio.
Cyflwynwyd y saerwenynen unigol Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) i'r Unol Daleithiau o Japan ar ddiwedd y 1970au a dechrau'r 1980au, ac mae'r rhywogaeth wedi chwarae rhan bwysig fel peillwyr mewn ecosystemau a reolir byth ers hynny.Mae poblogaethau naturiol o’r wenynen hon yn rhan o tua 50 o rywogaethau o wenyn gwyllt sy’n ategu’r gwenyn sy’n peillio perllannau almon ac afalau yn yr Unol Daleithiau2,3.Mae gwenyn saer yn wynebu llawer o heriau, gan gynnwys darnio cynefinoedd, pathogenau, a phlaladdwyr3,4.Ymhlith pryfleiddiaid, mae ffwngladdiadau yn lleihau enillion ynni, chwilota am fwyd5 a chyflyru'r corff6,7.Er bod ymchwil diweddar yn awgrymu bod iechyd gwenyn Mason yn cael ei ddylanwadu'n uniongyrchol gan ficro-organebau cymesurol ac ectobactig, 8,9 oherwydd bod bacteria a ffyngau'n gallu dylanwadu ar ymatebion maeth ac imiwnedd, mae effeithiau amlygiad ffwngladdiad ar amrywiaeth microbaidd gwenyn Mason yn dechrau dod i fodolaeth. astudiodd.
Mae ffwngladdiadau o effeithiau amrywiol (cyswllt a systemig) yn cael eu chwistrellu mewn perllannau cyn ac yn ystod blodeuo i drin afiechydon fel clafr afal, pydredd chwerw, pydredd brown a llwydni powdrog10,11.Mae ffwngladdiadau yn cael eu hystyried yn ddiniwed i beillwyr, felly fe'u hargymhellir i arddwyr yn ystod y cyfnod blodeuo;Mae’r ffaith bod gwenyn yn dod i gysylltiad â’r ffwngladdiadau hyn a’u hamlyncu yn gymharol adnabyddus, gan ei fod yn rhan o’r broses gofrestru plaladdwyr gan Asiantaeth Diogelu’r Amgylchedd yr Unol Daleithiau a llawer o asiantaethau rheoleiddio cenedlaethol eraill12,13,14.Fodd bynnag, mae effeithiau ffwngladdiadau ar anifeiliaid nad ydynt yn wenyn yn llai hysbys oherwydd nad oes eu hangen o dan gytundebau awdurdodi marchnata yn yr Unol Daleithiau15.Yn ogystal, yn gyffredinol nid oes unrhyw brotocolau safonol ar gyfer profi gwenyn sengl16,17, ac mae cynnal cytrefi sy’n darparu gwenyn i’w profi yn heriol18.Mae treialon gwahanol wenyn a reolir yn cael eu cynnal fwyfwy yn Ewrop ac UDA i astudio effeithiau plaladdwyr ar wenyn gwyllt, a datblygwyd protocolau safonol yn ddiweddar ar gyfer O. cornifrons19.
Monocytes yw gwenyn corniog ac fe'u defnyddir yn fasnachol mewn cnydau carp fel atodiad neu amnewid gwenyn mêl.Mae'r gwenyn hyn yn dod i'r amlwg rhwng mis Mawrth a mis Ebrill, gyda'r gwrywod precocious yn dod i'r amlwg dri i bedwar diwrnod cyn y benywod.Ar ôl paru, mae'r fenyw yn mynd ati i gasglu paill a neithdar i ddarparu cyfres o gelloedd epil yng ngheudod y nyth tiwbaidd (naturiol neu artiffisial)1,20.Mae'r wyau'n cael eu dodwy ar baill y tu mewn i'r celloedd;yna mae'r fenyw yn adeiladu wal glai cyn paratoi'r gell nesaf.Mae'r larfa instar cyntaf wedi'u hamgáu yn y corion ac yn bwydo ar hylifau embryonig.O'r ail i'r pumed instar (prepupa), mae'r larfa yn bwydo ar baill22.Unwaith y bydd y cyflenwad paill wedi'i ddisbyddu'n llwyr, mae'r larfa yn ffurfio cocwnau, yn chwiler ac yn dod allan fel oedolion yn yr un siambr epil, fel arfer ddiwedd yr haf20,23.Daw oedolion i'r amlwg y gwanwyn canlynol.Mae goroesiad oedolion yn gysylltiedig â chynnydd egni net (cynnydd pwysau) yn seiliedig ar gymeriant bwyd.Felly, mae ansawdd maethol paill, yn ogystal â ffactorau eraill fel tywydd neu amlygiad i blaladdwyr, yn benderfynyddion goroesiad ac iechyd24.
Mae pryfleiddiaid a ffwngladdiadau a ddefnyddir cyn blodeuo yn gallu symud o fewn y fasgwleiddiad planhigion i raddau amrywiol, o drawslaminar (ee, yn gallu symud o wyneb uchaf y dail i'r wyneb isaf, fel rhai ffwngladdiadau) 25 i effeithiau systemig gwirioneddol., sy'n gallu treiddio i'r goron o'r gwreiddiau, yn gallu mynd i mewn i neithdar blodau afal26, lle gallant ladd oedolion O. cornifrons27.Mae rhai plaladdwyr hefyd yn trwytholchi i mewn i baill, gan effeithio ar ddatblygiad larfa indrawn ac achosi eu marwolaeth19.Mae astudiaethau eraill wedi dangos y gall rhai ffwngladdiadau newid ymddygiad nythu'r rhywogaeth gysylltiedig O. lignaria yn sylweddol28.Yn ogystal, mae astudiaethau labordy a maes sy'n efelychu senarios dod i gysylltiad â phlaladdwyr (gan gynnwys ffwngladdiadau) wedi dangos bod plaladdwyr yn effeithio'n negyddol ar forffoleg ffisioleg 29 a goroesiad gwenyn mêl a rhai gwenyn unigol.Gall chwistrellau ffwngladdol amrywiol a roddir yn uniongyrchol ar flodau agored yn ystod blodeuo halogi paill a gasglwyd gan oedolion ar gyfer datblygiad larfâu, ac erys ei effeithiau i'w hastudio30.
Cydnabyddir yn gynyddol bod cymunedau paill a microbaidd y system dreulio yn dylanwadu ar ddatblygiad larfâu.Mae microbiome gwenyn mêl yn dylanwadu ar baramedrau megis màs y corff31, newidiadau metabolaidd22 a thueddiad i bathogenau32.Mae astudiaethau blaenorol wedi archwilio dylanwad cam datblygiadol, maetholion, a'r amgylchedd ar ficrobiome gwenyn unigol.Datgelodd yr astudiaethau hyn debygrwydd yn strwythur a helaethrwydd y microbiomau larfal a phaill33, yn ogystal â'r genera bacteriol mwyaf cyffredin Pseudomonas a Delftia, ymhlith rhywogaethau gwenyn unigol.Fodd bynnag, er bod ffwngladdiadau wedi'u cysylltu â strategaethau i ddiogelu iechyd gwenyn, mae effeithiau ffwngladdiadau ar ficrobiota larfa trwy amlygiad uniongyrchol trwy'r geg yn dal heb eu harchwilio.
Profodd yr astudiaeth hon effeithiau dosau byd go iawn o chwe ffwngladdiad a ddefnyddir yn gyffredin a gofrestrwyd i'w defnyddio ar ffrwythau coed yn yr Unol Daleithiau, gan gynnwys ffwngladdiadau cyswllt a systemig a weinyddir ar lafar i larfa gwyfyn llyngyr corn o fwyd wedi'i halogi.Canfuom fod ffwngladdiadau cyswllt a systemig yn lleihau cynnydd pwysau corff gwenyn a mwy o farwolaethau, gyda'r effeithiau mwyaf difrifol yn gysylltiedig â mancozeb a pyrithiopide.Yna fe wnaethom gymharu amrywiaeth microbaidd y larfâu sy'n cael eu bwydo ar y diet paill wedi'i drin â mancozeb â'r rhai sy'n cael eu bwydo ar y diet rheoli.Rydym yn trafod mecanweithiau posibl sy’n sail i farwolaethau a goblygiadau ar gyfer rhaglenni integredig ar gyfer rheoli plâu a pheillwyr (IPPM)36.
Cafwyd cornifrons O. Oedolion sy'n gaeafu mewn cocwnau gan y Ganolfan Ymchwil Ffrwythau, Biglerville, PA, a'u storio ar −3 i 2 ° C (± 0.3 ° C).Cyn yr arbrawf (cyfanswm o 600 cocwn).Ym mis Mai 2022, trosglwyddwyd 100 o gocwnau cornifrons O. bob dydd i gwpanau plastig (50 cocwn y cwpan, DI 5 cm × 15 cm o hyd) a gosodwyd cadachau y tu mewn i'r cwpanau i hyrwyddo agor a darparu swbstrad cnoi, gan leihau straen ar y caregog. gwenyn37 .Rhowch ddau gwpan plastig sy'n cynnwys cocwnau mewn cawell pryfed (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) gyda phorthwyr 10 ml yn cynnwys hydoddiant swcros 50% a'i storio am bedwar diwrnod i sicrhau cau a pharu.23 ° C, lleithder cymharol 60%, ffotogyfnod 10 l (dwysedd isel): 14 diwrnod.Rhyddhawyd 100 o ferched a gwrywod paru bob bore am chwe diwrnod (100 y dydd) i ddau nyth artiffisial yn ystod blodeuo afalau brig (nyth trap: lled 33.66 × uchder 30.48 × hyd 46.99 cm; Ffigur Atodol 1).Wedi'i leoli yn Arboretum Talaith Pennsylvania, ger ceirios (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), eirin gwlanog (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), gellyg (Pyrus perifolia 'Olympaidd', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), coeden afalau coronaria (Malus coronaria) a nifer o fathau o goed afalau (Malus coronaria, Malus), coeden afalau domestig 'Co-op 30′ Enterprise™, coeden afalau Malus' Co- Op 31′ Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy').Mae pob tŷ adar plastig glas yn ffitio ar ben dau focs pren.Roedd pob blwch nythu yn cynnwys 800 o diwbiau papur kraft gwag (troellog agored, 0.8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) wedi'i fewnosod mewn tiwbiau seloffen afloyw (0.7 OD gweler Mae plygiau plastig (plygiau T-1X) yn darparu safleoedd nythu .
Roedd y ddau flwch nythu yn wynebu'r dwyrain ac wedi'u gorchuddio â ffensys gardd plastig gwyrdd (model Everilt # 889250EB12, maint agor 5 × 5 cm, 0.95 m × 100 m) i atal mynediad i gnofilod ac adar a'u gosod ar wyneb y pridd wrth ymyl y blwch nythu pridd blychau.Blwch nythu (Ffigur Atodol 1a).Roedd wyau tyllwr ŷd yn cael eu casglu'n ddyddiol trwy gasglu 30 tiwb o nythod a'u cludo i'r labordy.Gan ddefnyddio siswrn, gwnewch doriad ar ddiwedd y tiwb, yna dadosodwch y tiwb troellog i ddatguddio'r celloedd epil.Tynnwyd wyau unigol a'u paill gan ddefnyddio sbatwla crwm (pecyn cymorth Microslide, BioQuip Products Inc., California).Cafodd yr wyau eu deor ar bapur hidlo llaith a'u rhoi mewn dysgl Petri am 2 awr cyn eu defnyddio yn ein harbrofion (Ffigur Atodol 1b-d).
Yn y labordy, gwerthuswyd gwenwyndra geneuol chwe ffwngladdiad a ddefnyddiwyd cyn ac yn ystod blodeuo afal mewn tri chrynodiad (0.1X, 0.5X, ac 1X, lle 1X yw'r marc a roddir fesul 100 galwyn o ddŵr/erw. Dos maes uchel = crynodiad yn y cae)., Tabl 1).Ailadroddwyd pob crynodiad 16 gwaith (n = 16).Dau ffwngladdiad cyswllt (Tabl S1: mancozeb 2696.14 ppm a captan 2875.88 ppm) a phedwar ffwngladdiad systemig (Tabl S1: pyrithiostrobin 250.14 ppm; trifloxystrobin 110.06 ppm; myclobutanil azole 75.14 ppms ffrwythau; cytocsig 75.14 ppm85; llysiau a chnydau addurniadol .Fe wnaethom homogeneiddio'r paill gan ddefnyddio grinder, trosglwyddo 0.20 g i ffynnon (Plât Hebog 24-ffynnon), ac ychwanegu a chymysgu 1 μL o hydoddiant ffwngladdiad i ffurfio paill pyramidaidd gyda ffynhonnau 1 mm o ddyfnder y gosodwyd yr wyau ynddynt.Gosod gan ddefnyddio sbatwla bach (Ffigur Atodol 1c,d).Roedd platiau hebog yn cael eu storio ar dymheredd ystafell (25 ° C) a 70% o leithder cymharol.Fe wnaethon ni eu cymharu â larfâu rheoli sy'n bwydo diet paill homogenaidd wedi'i drin â dŵr pur.Fe wnaethom gofnodi marwolaethau a mesur pwysau larfa bob yn ail ddiwrnod nes i'r larfa gyrraedd oedran cynpupal gan ddefnyddio cydbwysedd dadansoddol (Fisher Scientific, cywirdeb = 0.0001 g).Yn olaf, aseswyd cymhareb rhyw trwy agor y cocŵn ar ôl 2.5 mis.
Echdynnwyd DNA o larfa cornifrons O. cyfan (n = 3 fesul cyflwr triniaeth, paill wedi'i drin â mancozeb a phaill heb ei drin) a gwnaethom ddadansoddiadau amrywiaeth microbaidd ar y samplau hyn, yn enwedig oherwydd mewn mancozeb gwelwyd y marwolaethau uchaf mewn larfa.yn derbyn MnZn.Cafodd DNA ei fwyhau, ei buro gan ddefnyddio pecyn DNA DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead (Zymo Research, Irvine, CA), a'i ddilyniannu (600 o gylchoedd) ar Illumina® MiSeq™ gan ddefnyddio'r pecyn v3.Perfformiwyd dilyniant wedi'i dargedu o enynnau RNA ribosomaidd 16S bacteriol gan ddefnyddio Pecyn Paratoi Llyfrgell NGS Quick-16S™ (Zymo Research, Irvine, CA) gan ddefnyddio paent preimio sy'n targedu rhanbarth V3-V4 y genyn rRNA 16S.Yn ogystal, perfformiwyd dilyniannu 18S gan ddefnyddio cynhwysiant 10% PhiX, a pherfformiwyd ymhelaethu gan ddefnyddio'r pâr preimio 18S001 ac NS4.
Mewnforio a phrosesu darlleniadau mewn parau39 gan ddefnyddio'r biblinell QIIME2 (v2022.11.1).Cafodd y darlleniadau hyn eu tocio a'u huno, a chafodd dilyniannau chimerig eu dileu gan ddefnyddio'r ategyn DADA2 yn QIIME2 (paru sŵn qiime dada2)40.Perfformiwyd yr aseiniadau dosbarth 16S a 18S gan ddefnyddio'r ategyn dosbarthwr gwrthrych Classify-sklearn a'r artifact silva-138-99-nb-classifier a hyfforddwyd ymlaen llaw.
Gwiriwyd yr holl ddata arbrofol am normalrwydd (Shapiro-Wilks) a homogenedd amrywiannau (prawf Levene).Oherwydd nad oedd y set ddata yn cwrdd â thybiaethau'r dadansoddiad parametrig a bod y trawsnewid wedi methu â safoni'r gweddillion, fe wnaethom berfformio ANOVA dwy ffordd nonparametric (Kruskal-Wallis) gyda dau ffactor [amser (tri cham 2, 5, ac 8 diwrnod). pwyntiau amser) a ffwngleiddiad] i werthuso effaith triniaeth ar bwysau ffres larfa, yna perfformiwyd cymariaethau pâr anparametrig post hoc gan ddefnyddio prawf Wilcoxon.Fe wnaethom ddefnyddio model llinol cyffredinol (GLM) gyda dosbarthiad Poisson i gymharu effeithiau ffwngladdiadau ar oroesiad ar draws tri chrynodiad o ffwngleiddiad41,42.Ar gyfer dadansoddiad gwahaniaethol helaethrwydd, cwympwyd nifer yr amrywiadau dilyniant amplicon (ASVs) ar lefel y genws.Perfformiwyd cymariaethau o helaethrwydd gwahaniaethol rhwng grwpiau sy'n defnyddio digonedd cymharol 16S (lefel genws) a 18S gan ddefnyddio model ychwanegyn cyffredinol ar gyfer safle, graddfa a siâp (GAMLSS) gyda dosbarthiadau teulu beta sero-chwyddedig (BEZI), a fodelwyd ar facro .yn Microbiome R43 (v1.1).1).Cael gwared ar rywogaethau mitocondriaidd a chloroplast cyn dadansoddiad gwahaniaethol.Oherwydd y lefelau tacsonomig gwahanol o 18S, dim ond y lefel isaf o bob tacson a ddefnyddiwyd ar gyfer dadansoddiadau gwahaniaethol.Perfformiwyd yr holl ddadansoddiadau ystadegol gan ddefnyddio R (v. 3.4.3., prosiect CRAN) (Tîm 2013).
Roedd dod i gysylltiad â mancozeb, pyrithiostrobin, a trifloxystrobin wedi lleihau'n sylweddol yr ennill pwysau corff yn O. cornifrons (Ffig. 1).Gwelwyd yr effeithiau hyn yn gyson ar gyfer pob un o'r tri dos a aseswyd (Ffig. 1a-c).Nid oedd cyclostrobin a myclobutanil yn lleihau pwysau larfa yn sylweddol.
Pwysau ffres cyfartalog larfa tyllwr coesyn wedi'i fesur ar dri phwynt amser o dan bedair triniaeth ddeietegol (porthiant paill homogenaidd + ffwngleiddiad: rheolaeth, dosau 0.1X, 0.5X ac 1X).(a) Dos isel (0.1X): pwynt tro cyntaf (diwrnod 1): χ2: 30.99, DF = 6;P < 0.0001, ail bwynt amser (diwrnod 5): 22.83, DF = 0.0009;trydydd tro;pwynt (diwrnod 8): χ2: 28.39, DF = 6;(b) hanner dos (0.5X): pwynt tro cyntaf (diwrnod 1): χ2: 35.67, DF = 6;P < 0.0001, ail bwynt amser (diwrnod un).): χ2: 15.98, DF = 6;P = 0.0090;pwynt trydydd amser (diwrnod 8) χ2: 16.47, DF = 6;(c) Safle neu ddos llawn (1X): pwynt tro cyntaf (diwrnod 1) χ2: 20.64, P = 6;P = 0.0326, ail bwynt amser (diwrnod 5): χ2: 22.83, DF = 6;P = 0.0009;pwynt trydydd amser (diwrnod 8): χ2: 28.39, DF = 6;dadansoddiad nonparametrig o amrywiant.Mae barrau'n cynrychioli cymedrig ± SE o gymariaethau pâr (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
Ar y dos isaf (0.1X), gostyngwyd pwysau corff larfal 60% gyda trifloxystrobin, 49% gyda mancozeb, 48% gyda myclobutanil, a 46% gyda pyrithistrobin (Ffig. 1a).Pan oedd yn agored i hanner y dos maes (0.5X), gostyngwyd pwysau corff larfa mancozeb 86%, pyrithiostrobin 52% a trifloxystrobin 50% (Ffig. 1b).Gostyngodd dos maes llawn (1X) o mancozeb bwysau larfa 82%, pyrithiostrobin 70%, a thrifloxystrobin, myclobutanil a sangard tua 30% (Ffig. 1c).
Roedd y marwolaethau ar eu huchaf ymhlith paill a gafodd eu trin â mancozeb gan larfa, ac yna pyrithiostrobin a trifloxystrobin.Cynyddodd marwolaethau gyda dosau cynyddol o mancozeb a pyritisoline (Ffig. 2; Tabl 2).Fodd bynnag, cynyddodd marwolaethau tyllwyr ŷd ychydig yn unig wrth i grynodiadau trifloxystrobin gynyddu;ni wnaeth cyprodinil a captan gynyddu marwolaethau'n sylweddol o gymharu â thriniaethau rheoli.
Cymharwyd marwolaethau larfa pryfed tyllu ar ôl amlyncu paill wedi'i drin yn unigol â chwe ffwngladdiad gwahanol.Roedd mancozeb a phentopyramide yn fwy sensitif i amlygiad llafar i gynrhon ŷd (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (llinell, llethr = 0.29, P < 0.001; llethr = 0.24, P <0.00)).
Ar gyfartaledd, ar draws yr holl driniaethau, roedd 39.05% o gleifion yn fenywod a 60.95% yn ddynion.Ymhlith y triniaethau rheoli, roedd cyfran y menywod yn 40% yn yr astudiaethau dos isel (0.1X) a hanner dos (0.5X), a 30% yn yr astudiaethau dos maes (1X).Ar ddos o 0.1X, ymhlith larfâu sy'n cael eu bwydo â phaill a gafodd eu trin â mancozeb a myclobutanil, roedd 33.33% o oedolion yn fenywaidd, roedd 22% o oedolion yn fenywaidd, roedd 44% o larfâu oedolion yn fenywaidd, roedd 44% o larfâu oedolion yn fenywaidd.benyw, roedd 41% o larfâu llawndwf yn fenywod, a 31% yn rheoli (Ffig. 3a).Ar 0.5 gwaith y dos, roedd 33% o fwydod oedolion yn y grŵp mancozeb a pyrithiostrobin yn fenywaidd, 36% yn y grŵp trifloxystrobin, 41% yn y grŵp myclobutanil, a 46% yn y grŵp cyprostrobin.Roedd y ffigwr hwn yn 53% yn y grŵp.yn y grŵp captan a 38% yn y grŵp rheoli (Ffig. 3b).Ar ddos 1X, roedd 30% o'r grŵp mancozeb yn fenywod, 36% o'r grŵp pyrithiostrobin, 44% o'r grŵp trifloxystrobin, 38% o'r grŵp myclobutanil, roedd 50% o'r grŵp rheoli yn fenywod - 38.5% (Ffig. 3c) .
Canran y tyllwyr benywaidd a gwrywaidd ar ôl dod i gysylltiad â ffwngleiddiad cam larfal.(a) Dos isel (0.1X).(b) Hanner dos (0.5X).(c) Dos maes neu ddos llawn (1X).
Dangosodd dadansoddiad dilyniant 16S fod y grŵp bacteriol yn wahanol rhwng larfâu sy'n cael eu bwydo â phaill wedi'i drin â mancozeb a larfâu sy'n cael eu bwydo â phaill heb ei drin (Ffig. 4a).Roedd mynegai microbaidd y larfa heb ei drin a borthwyd ar baill yn uwch na'r un o larfâu a borthwyd ar baill wedi'u trin â mancozeb (Ffig. 4b).Er nad oedd y gwahaniaeth a welwyd mewn cyfoeth rhwng grwpiau yn ystadegol arwyddocaol, roedd yn sylweddol is na'r hyn a welwyd ar gyfer larfa'n bwydo ar baill heb ei drin (Ffig. 4c).Roedd digonedd cymharol yn dangos bod y microbiota o larfâu sy'n cael eu bwydo ar baill rheoli yn fwy amrywiol na larfâu sy'n cael eu bwydo ar larfa wedi'u trin â mancozeb (Ffig. 5a).Datgelodd dadansoddiad disgrifiadol bresenoldeb 28 genera mewn samplau rheoli a samplau wedi'u trin â mancozeb (Ffig. 5b).c Ni ddatgelodd dadansoddiad gan ddefnyddio dilyniannu 18S unrhyw wahaniaethau arwyddocaol (Ffigur Atodol 2).
Cymharwyd proffiliau SAV yn seiliedig ar ddilyniannau 16S â chyfoeth Shannon a gwelwyd cyfoeth ar lefel ffylwm.(a) Prif ddadansoddiad cyfesurynnau (PCoA) yn seiliedig ar strwythur cymunedol microbaidd cyffredinol mewn larfâu wedi'u bwydo â phaill heb eu trin neu larfâu rheoli (glas) a mancozeb (oren).Mae pob pwynt data yn cynrychioli sampl ar wahân.Cyfrifwyd PCoA gan ddefnyddio pellter Bray-Curtis o'r dosraniad t aml-amrywedd.Mae hirgrwn yn cynrychioli'r lefel hyder o 80%.(b) Boxplot, data crai cyfoeth Shannon (pwyntiau) ac c.Cyfoeth gweladwy.Mae Boxplots yn dangos blychau ar gyfer llinell ganolrifol, amrediad rhyngchwartel (IQR), a 1.5 × IQR (n = 3).
Cyfansoddiad cymunedau microbaidd o larfa sy'n cael eu bwydo ar baill wedi'u trin â mancozeb a phaill heb ei drin.(a) Digonedd cymharol o genynnau microbaidd yn darllen mewn larfa.(b) Map gwres o gymunedau microbaidd a nodwyd.Delftia (cymhareb ods (OR) = 0.67, P = 0.0030) a Pseudomonas (OR = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (OR = 0.75, P = 0.0617) (NEU = 1.5, P = 0.0060);Mae rhesi mapiau gwres yn cael eu clystyru gan ddefnyddio pellter cydberthynas a chysylltedd cyfartalog.
Mae ein canlyniadau'n dangos bod amlygiad y geg i ffwngladdiadau cyswllt (mancozeb) a systemig (pyrostrobin a trifloxystrobin), sy'n cael eu defnyddio'n eang yn ystod blodeuo, wedi lleihau'n sylweddol y cynnydd mewn pwysau a mwy o farwolaethau o larfa india corn.Yn ogystal, gostyngodd mancozeb amrywiaeth a chyfoeth y microbiome yn sylweddol yn ystod y cam prepupal.Mae Myclobutanil, ffwngleiddiad systemig arall, wedi lleihau cynnydd pwysau corff larfa yn sylweddol ym mhob un o'r tri dos.Roedd yr effaith hon yn amlwg ar yr ail (diwrnod 5) a'r trydydd (diwrnod 8).Mewn cyferbyniad, ni wnaeth cyprodinil a captan leihau magu pwysau neu oroesiad yn sylweddol o gymharu â'r grŵp rheoli.Hyd y gwyddom, y gwaith hwn yw'r cyntaf i bennu effeithiau cyfraddau maes y gwahanol ffwngladdiadau a ddefnyddir i amddiffyn cnydau ŷd trwy amlygiad uniongyrchol i baill paill.
Roedd pob triniaeth ffwngleiddiad yn lleihau ennill pwysau corff yn sylweddol o gymharu â thriniaethau rheoli.Mancozeb gafodd yr effaith fwyaf ar gynnydd pwysau corff y larfa gyda gostyngiad cyfartalog o 51%, ac yna pyrithiostrobin.Fodd bynnag, nid yw astudiaethau eraill wedi nodi effeithiau andwyol dosau maes o ffwngladdiadau ar gamau larfal44.Er y dangoswyd bod gan fioleiddiaid dithiocarbamad gwenwyndra acíwt isel45, gall ethylene bisdithiocarbamates (EBDCS) fel mancozeb ddiraddio i wrea sylffid ethylene.O ystyried ei effeithiau mwtagenig mewn anifeiliaid eraill, gall y cynnyrch diraddio hwn fod yn gyfrifol am yr effeithiau a arsylwyd46,47.Mae astudiaethau blaenorol wedi dangos bod ffactorau megis tymheredd uchel48, lefelau lleithder49 a hyd storio cynnyrch50 yn dylanwadu ar ffurfiant ethylene thiourea.Gall amodau storio priodol ar gyfer bywleiddiaid liniaru'r sgîl-effeithiau hyn.Yn ogystal, mae Awdurdod Diogelwch Bwyd Ewrop wedi mynegi pryder ynghylch gwenwyndra pyrithiopid, y dangoswyd ei fod yn garsinogenig i systemau treulio anifeiliaid eraill51.
Mae rhoi mancozeb, pyrithiostrobin, a trifloxystrobin ar lafar yn cynyddu marwolaethau larfa tyllwr ŷd.Mewn cyferbyniad, ni chafodd myclobutanil, ciprocycline a captan unrhyw effaith ar farwolaethau.Mae'r canlyniadau hyn yn wahanol i rai Ladurner et al.52, a ddangosodd fod captan wedi lleihau goroesiad oedolyn O. lignaria ac Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) yn sylweddol.Yn ogystal, canfuwyd bod ffwngladdiadau fel captan a bocslid yn achosi marwolaethau larfâu52,53,54 neu'n newid ymddygiad bwydo55.Gall y newidiadau hyn, yn eu tro, effeithio ar ansawdd maethol y paill ac yn y pen draw enillion egni cyfnod y larfa.Roedd marwolaethau a welwyd yn y grŵp rheoli yn gyson ag astudiaethau eraill 56,57.
Mae’n bosibl y bydd y gymhareb rhyw sy’n ffafrio dynion a welwyd yn ein gwaith yn cael ei hesbonio gan ffactorau megis paru annigonol a thywydd gwael yn ystod blodeuo, fel yr awgrymwyd yn flaenorol ar gyfer O. cornuta gan Vicens a Bosch.Er bod gan fenywod a gwrywod yn ein hastudiaeth bedwar diwrnod i baru (cyfnod a ystyrir yn gyffredinol yn ddigonol ar gyfer paru llwyddiannus), gwnaethom leihau dwyster golau yn fwriadol er mwyn lleihau straen.Fodd bynnag, gall yr addasiad hwn ymyrryd yn anfwriadol â'r broses baru61.Yn ogystal, mae gwenyn yn profi sawl diwrnod o dywydd garw, gan gynnwys glaw a thymheredd isel (<5°C), a all hefyd gael effaith negyddol ar lwyddiant paru4,23.
Er bod ein hastudiaeth yn canolbwyntio ar y microbiome larfa cyfan, mae ein canlyniadau yn rhoi mewnwelediad i berthnasoedd posibl ymhlith cymunedau bacteriol a allai fod yn hanfodol i faeth gwenyn ac amlygiad i ffwngleiddiad.Er enghraifft, roedd larfâu a oedd yn bwydo paill wedi'u trin â mancozeb wedi lleihau'n sylweddol strwythur y gymuned ficrobaidd a'i helaethrwydd o gymharu â larfâu a oedd yn cael eu bwydo â phaill heb ei drin.Mewn larfâu a oedd yn bwyta paill heb ei drin, y grwpiau bacteriol Proteobacteria ac Actinobacteria oedd yn bennaf ac roeddent yn aerobig yn bennaf neu'n aerobig cyfadranol.Mae'n hysbys bod gan facteria delft, sydd fel arfer yn gysylltiedig â rhywogaethau gwenyn unigol, weithgaredd gwrthfiotig, sy'n dynodi rôl amddiffynnol bosibl yn erbyn pathogenau.Roedd rhywogaeth bacteriol arall, Pseudomonas, yn doreithiog mewn larfâu a oedd yn cael eu bwydo â phaill heb ei drin, ond cafodd ei leihau'n sylweddol mewn larfa wedi'i drin â mancozeb.Mae ein canlyniadau'n cefnogi astudiaethau blaenorol sy'n nodi Pseudomonas fel un o'r genera mwyaf niferus yn O. bicornis35 a chacwn unigol eraill34.Er nad yw tystiolaeth arbrofol ar gyfer rôl Pseudomonas yn iechyd O. cornifrons wedi'i astudio, dangoswyd bod y bacteriwm hwn yn hyrwyddo synthesis tocsinau amddiffynnol yn y chwilen Paederus fuscipes a hyrwyddo metaboledd arginine in vitro 35, 65. Mae'r arsylwadau hyn yn awgrymu rôl bosibl mewn amddiffyniad firaol a bacteriol yn ystod amser datblygu larfa O. cornifrons.Mae microbacterium yn genws arall a nodwyd yn ein hastudiaeth yr adroddir ei fod yn bresennol mewn niferoedd uchel mewn larfa pryfed milwr du o dan amodau newyn66.Mewn larfa O. cornifrons, gall microbacteria gyfrannu at gydbwysedd a gwytnwch microbiome y perfedd o dan amodau straen.Yn ogystal, mae Rhodococws i'w gael yn larfa O. cornifrons ac mae'n adnabyddus am ei alluoedd dadwenwyno67.Mae'r genws hwn hefyd i'w gael ym mherfedd A. florea, ond mewn niferoedd isel iawn68.Mae ein canlyniadau yn dangos presenoldeb amrywiadau genetig lluosog ar draws tacsa microbaidd niferus a all newid prosesau metabolaidd mewn larfa.Fodd bynnag, mae angen gwell dealltwriaeth o amrywiaeth swyddogaethol O. cornifrons.
I grynhoi, mae'r canlyniadau'n dangos bod mancozeb, pyrithiostrobin, a trifloxystrobin wedi lleihau cynnydd pwysau'r corff a mwy o farwolaethau o larfa tyllwr corn.Er bod pryder cynyddol am effeithiau ffwngladdiadau ar bryfed peillio, mae angen deall yn well effeithiau metabolion gweddilliol y cyfansoddion hyn.Gellir ymgorffori’r canlyniadau hyn mewn argymhellion ar gyfer rhaglenni rheoli pryfed peillio integredig sy’n helpu ffermwyr i osgoi defnyddio ffwngladdiadau penodol cyn ac yn ystod blodeuo coed ffrwythau trwy ddewis ffwngladdiadau ac amrywio amseriad y defnydd, neu drwy annog defnyddio dewisiadau eraill llai niweidiol 36. Y wybodaeth hon yn bwysig ar gyfer datblygu argymhellion.ar ddefnyddio plaladdwyr, megis addasu rhaglenni chwistrellu presennol a newid amseriad chwistrellu wrth ddewis ffwngladdiadau neu hyrwyddo'r defnydd o ddewisiadau amgen llai peryglus.Mae angen ymchwil pellach i effeithiau andwyol ffwngladdiadau ar gymhareb rhyw, ymddygiad bwydo, microbiome perfedd, a'r mecanweithiau moleciwlaidd sy'n sail i golli pwysau tyllwr ŷd a marwolaethau.
Mae data ffynhonnell 1, 2 a 3 yn Ffigurau 1 a 2 wedi'u hadneuo yn y storfa ddata figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 a https://doi.org/10.6084/m9.cyfran ffigys.24996233.Mae'r dilyniannau a ddadansoddwyd yn yr astudiaeth gyfredol (Ffig. 4, 5) ar gael yn ystorfa SRA NCBI o dan rif derbyn PRJNA1023565.
Bosch, J. a Kemp, WP Datblygu a sefydlu rhywogaethau gwenyn mêl fel peillwyr cnydau amaethyddol: enghraifft y genws Osmia.( Hymenoptera : Megachilidae ) a choed ffrwythau.tarw.Ntomore.adnodd.92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al.Arferion peillio a chanfyddiadau o beillwyr amgen ymhlith tyfwyr afalau yn Efrog Newydd a Pennsylvania.diweddariad.Amaethyddiaeth.systemau bwyd.35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL a Ricketts TH Ecoleg ac economeg peillio almon gan ddefnyddio gwenyn brodorol.J. Economeg.Ntomore.111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y., a Park, Y.-L.Effeithiau newid yn yr hinsawdd ar ffenoleg tragopan: goblygiadau ar gyfer rheoli poblogaeth.Dringo.Newid 150, 305–317 (2018).
Artz, DR a Pitts-Singer, TL Effaith ffwngleiddiad a chwistrellau cynorthwyol ar ymddygiad nythu dwy wenynen unigol a reolir (Osmia lignaria a Megachile rotundata).PloS Un 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al.Mae ffwngleiddiad cnwd isel-wenwynig (fenbuconazole) yn ymyrryd â signalau ansawdd atgenhedlu gwrywaidd gan arwain at lai o lwyddiant paru mewn gwenyn gwyllt unig.J. Apps.ecoleg.59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al.Mae pryfleiddiaid neonicotinoid a biosynthesis ergosterol yn atal marwolaethau ffwngladdiad synergaidd mewn tair rhywogaeth o wenyn.Rheoli plâu.y wyddoniaeth.73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.a Danforth BN Mae larfa gwenyn meirch unigol yn newid yr amrywiaeth bacteriol a gyflenwir gan baill i wenyn sy'n nythu bonyn Osmia cornifrons (Megachilidae).blaen.micro-organeb.13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN a Steffan SA Mae'r micro-organebau ectosymbiotig mewn paill wedi'i eplesu yr un mor bwysig i ddatblygiad gwenyn unigol â'r paill ei hun.ecoleg.esblygiad.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F a Thalheimer M. Plannu rhwng rhesi mewn perllannau afalau i reoli clefydau ailhadu: astudiaeth effeithiolrwydd ymarferol yn seiliedig ar ddangosyddion microbaidd.Planhigion Pridd 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG a Peter KA Pydredd chwerw o afalau yn yr Unol Daleithiau canol yr Iwerydd: asesiad o rywogaethau achosol a dylanwad amodau tywydd rhanbarthol a thueddiad cyltifar.Ffytopatholeg 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK.a Stanley DA Ffwngladdwyr, chwynladdwyr a gwenyn: adolygiad systematig o ymchwil a dulliau presennol.PLoS Un 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED a Jepson, PC Effeithiau synergaidd ffwngladdiadau EBI a phryfleiddiaid pyrethroid ar wenyn mêl (Apis mellifera).plâu y wyddoniaeth.39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE a Peng, CY Effaith ffwngladdiadau dethol ar dwf a datblygiad larfa gwenyn mêl Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae).Mercher.Ntomore.33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., a McArt, S. Canllaw Penderfyniad ar Ddefnyddio Plaladdwyr i Ddiogelu Peillwyr mewn Perllannau Coed (Prifysgol Cornell, 2018).
Iwasaki, JM a Hogendoorn, K. Amlygiad gwenyn i nonplasticides: adolygiad o ddulliau a chanlyniadau a adroddwyd.Amaethyddiaeth.ecosystem.Mercher.314, 107423 (2021).
Kopit AC, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA.a Pitts-Singer TL Effaith math o gyflenwad a datguddiad i blaladdwyr ar ddatblygiad larfal Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae).Mercher.Ntomore.51, 240–251 (2022).
Kopit AM a Pitts-Singer TL Ffyrdd o ddod i gysylltiad â phlaladdwyr i wenyn nyth gwag unigol.Mercher.Ntomore.47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al.Protocol bio-brofiad llyncu newydd ar gyfer asesu gwenwyndra plaladdwyr mewn gwenyn gardd aeddfed yn Japan (Osmia cornifrons).y wyddoniaeth.Adroddiadau 10, 9517 (2020).
Amser postio: Mai-14-2024