Nature.com сайтына кіргеніңіз үшін рахмет.Сіз пайдаланып жатқан шолғыш нұсқасында шектеулі CSS қолдауы бар.Жақсы нәтижеге қол жеткізу үшін шолғыштың жаңарақ нұсқасын пайдалануды ұсынамыз (немесе Internet Explorer шолғышында үйлесімділік режимін өшіріңіз).Әзірге тұрақты қолдауды қамтамасыз ету үшін біз сайтты сәндеусіз немесе JavaScriptсіз көрсетеміз.
Фунгицидтер көбінесе ағаш жемістерінің гүлденуі кезінде қолданылады және жәндіктердің тозаңдандырғыштарына қауіп төндіруі мүмкін.Дегенмен, ара емес тозаңдандырғыштардың (мысалы, жалғыз аралар, осмия мүйіздері) гүлдену кезінде алмада жиі қолданылатын контактілі және жүйелі фунгицидтерге қалай жауап беретіні туралы аз мәлімет бар.Бұл білім алшақтығы қауіпсіз концентрацияларды және фунгицидтерді бүрку уақытын анықтайтын нормативтік шешімдерді шектейді.Біз екі контактілі фунгицидтің (каптан және манкозеб) және төрт қабат аралық/фитожүйелік фунгицидтің (ципроциклин, миклобутанил, пиростробин және трифоксистробин) әсерін бағаладық.Дернәсілдердің салмағының өсуіне, тірі қалуына, жыныстық қатынасқа және бактериялардың әртүрлілігіне әсері.Бағалау созылмалы ауызша биоталдау арқылы жүргізілді, онда тозаң далада пайдалану үшін қазіргі уақытта ұсынылған дозаға (1X), жарты дозаға (0,5X) және төмен дозаға (0,1Х) негізделген үш дозада өңделген.Манкозеб пен пиритизолиннің барлық дозалары дене салмағын және личинкалардың тіршілігін айтарлықтай төмендетті.Содан кейін біз 16S генін ең жоғары өлімге жауап беретін фунгицидтік манкозебтің дернәсілдік бактериясын сипаттау үшін ретке келтірдік.Манкозебпен өңделген тозаңмен қоректенетін дернәсілдерде бактериялардың әртүрлілігі мен көптігі айтарлықтай төмендегенін анықтадық.Біздің зертханалық нәтижелер көрсеткендей, бұл фунгицидтердің кейбірін гүлдену кезінде бүрку әсіресе O. cornifrons денсаулығына зиянды.Бұл ақпарат жеміс ағаштарын қорғау құралдарын тұрақты пайдалануға қатысты болашақ басқару шешімдері үшін маңызды және тозаңдандырғыштарды қорғауға бағытталған реттеу процестері үшін негіз болады.
Жалғыз масон ара Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) Америка Құрама Штаттарына Жапониядан 1970 жылдардың соңы мен 1980 жылдардың басында әкелінді, содан бері бұл түр басқарылатын экожүйелерде маңызды тозаңдатқыш рөл атқарды.Бұл араның натуралдандырылған популяциясы Америка Құрама Штаттарындағы бадам және алма бақтарын тозаңдандыратын араларды толықтыратын жабайы аралардың шамамен 50 түрінің бөлігі болып табылады2,3.Мейсон аралары тіршілік ету ортасының бөлінуі, қоздырғыштар және пестицидтер сияқты көптеген қиындықтарға тап болады3,4.Инсектицидтердің ішінде фунгицидтер қуат алуды, жем іздеуді5 және денені кондициялауды6,7 төмендетеді.Жақында жүргізілген зерттеулер Мейсон араларының денсаулығына комменсальды және эктобактикалық микроорганизмдер тікелей әсер ететінін көрсетсе де, 8,9 бактериялар мен саңырауқұлақтар тамақтану мен иммундық реакцияларға әсер етуі мүмкін, фунгицид әсерінің Мейсон араларының микробтық әртүрлілігіне әсері енді ғана байқала бастады. оқыды.
Алма қотыры, ащы шірік, қоңыр шірік және ұнтақты көгеру сияқты ауруларды емдеу үшін әр түрлі әсер ететін фунгицидтерді (контактілі және жүйелі) жеміс бақтарына гүлдену алдында және гүлдену кезінде шашады10,11.Фунгицидтер тозаңдандырғыштар үшін зиянсыз болып саналады, сондықтан олар гүлдену кезеңінде бағбандарға ұсынылады;Бұл фунгицидтердің аралардың әсері және жұтуы салыстырмалы түрде жақсы белгілі, өйткені бұл АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігі және көптеген басқа ұлттық реттеуші агенттіктер пестицидтерді тіркеу процесінің бөлігі болып табылады12,13,14.Дегенмен, фунгицидтердің ара еместерге әсері азырақ белгілі, себебі олар АҚШ-тағы маркетингтік рұқсат келісімдері бойынша талап етілмейді15.Сонымен қатар, әдетте жалғыз араларды сынау үшін стандартталған хаттамалар жоқ16,17 және араларды сынауға қамтамасыз ететін колонияларды ұстау қиын18.Жабайы араларға пестицидтердің әсерін зерттеу үшін Еуропа мен АҚШ-та әртүрлі басқарылатын араларды сынау жиі жүргізілуде және жақында O. cornifrons19 үшін стандартталған хаттамалар әзірленді.
Мүйізді аралар моноциттер болып табылады және коммерциялық мақсатта тұқы дақылдарында бал араларына қосымша немесе алмастырғыш ретінде пайдаланылады.Бұл аралар наурыз-сәуір айларында шығады, ал ерте жетілген аталықтары аналықтарынан үш-төрт күн бұрын шығады.Жұптастырудан кейін аналық түтікшелі ұя қуысында (табиғи немесе жасанды) ұрпақ жасушаларының қатарын қамтамасыз ету үшін тозаң мен шырындарды белсенді түрде жинайды1,20.Жұмыртқалар жасуша ішіндегі тозаңға салынады;содан кейін әйел келесі ұяшықты дайындамас бұрын саздан қабырға жасайды.Бірінші кезеңдегі дернәсілдер хорионға жабылып, эмбриональды сұйықтықтармен қоректенеді.Екіншіден бесінші кезеңге дейін (препупа) дернәсілдер тозаңмен қоректенеді22.Тозаң қоры толығымен таусылғаннан кейін дернәсілдер піллә түзеді, қуыршақтайды және бір аналық камерада, әдетте жаздың аяғында ересек болып шығады20,23.Ересектер келесі көктемде пайда болады.Ересектердің өмір сүруі тағамды тұтынуға негізделген таза энергияның өсуімен (салмақ өсуі) байланысты.Осылайша, тозаңның қоректік сапасы, сондай-ақ ауа-райы немесе пестицидтердің әсері сияқты басқа факторлар өмір сүру мен денсаулықтың детерминанттары болып табылады24.
Гүлдену алдында қолданылатын инсектицидтер мен фунгицидтер трансламинардан (мысалы, кейбір фунгицидтер сияқты жапырақтардың үстіңгі бетінен төменгі бетке қарай жылжи алады) 25 шын мәнінде жүйелі әсерге дейін өсімдік тамырларының ішінде әртүрлі дәрежеде қозғала алады., тамырдан тәжге ене алатын алма гүлдерінің балшырындарына26 еніп, онда ересек O. cornifrons27 өледі.Кейбір пестицидтер тозаңға сіңіп, жүгері дернәсілдерінің дамуына әсер етіп, олардың өлуіне себеп болады19.Басқа зерттеулер көрсеткендей, кейбір фунгицидтер туысты түрдегі O. lignaria28 ұя салу тәртібін айтарлықтай өзгерте алады.Сонымен қатар, пестицидтердің әсер ету сценарийлерін модельдейтін зертханалық және далалық зерттеулер (соның ішінде фунгицидтер) пестицидтердің бал аралары мен кейбір жалғыз аралардың физиологиясына 22 морфологиясына 29 және тіршілігіне теріс әсер ететінін көрсетті.Гүлдену кезінде ашық гүлдерге тікелей қолданылатын әртүрлі фунгицидтік спрейлер дернәсілді дамыту үшін ересектер жинаған тозаңдарды ластауы мүмкін, олардың әсері әлі де зерттелуі керек30.
Дернәсілдердің дамуына ас қорыту жүйесінің тозаңдары мен микробтық қауымдастықтары әсер ететіні барған сайын танылады.Бал арасының микробиомасы дене массасы31, метаболикалық өзгерістер22 және патогендерге сезімталдық32 сияқты параметрлерге әсер етеді.Алдыңғы зерттеулер жалғыз аралардың микробиомасына даму кезеңінің, қоректік заттардың және қоршаған ортаның әсерін зерттеді.Бұл зерттеулер дернәсілдік және тозаң микробиомаларының құрылымы мен көптігінің ұқсастықтарын анықтады33, сонымен қатар дара аралар арасында кең таралған Pseudomonas және Delftia бактериялық тұқымдастар.Дегенмен, фунгицидтер аралардың денсаулығын қорғау стратегияларымен байланысты болғанымен, фунгицидтердің дернәсіл микробиотасына тікелей ауызша әсер ету арқылы әсері әлі зерттелмеген.
Бұл зерттеу Америка Құрама Штаттарында ағаш жемістеріне пайдалану үшін тіркелген алты жиі қолданылатын фунгицидтердің нақты дозаларының, соның ішінде ластанған тағамнан жүгері мүйізді көбелектің личинкаларына ауызша енгізілген контактілі және жүйелі фунгицидтердің әсерін сынады.Байланыс және жүйелік фунгицидтер манкозеб пен пиритиопидпен байланысты ең ауыр әсерлері бар аралардың дене салмағының өсуін азайтып, өлім-жітімді арттыратынын анықтадық.Содан кейін біз манкозебпен өңделген тозаң диетасымен қоректенетін дернәсілдердің микробтық әртүрлілігін бақылау диетасымен қоректенетіндермен салыстырдық.Біз зиянкестер мен тозаңдандырғыштарды біріктірілген басқару (IPPM)36 бағдарламалары үшін өлім-жітім мен салдарлардың негізінде жатқан әлеуетті механизмдерді талқылаймыз.
Пілләлерде қыстайтын ересек O. cornifrons Жеміс-зерттеу орталығы, Биглервилл, ПА-дан алынды және -3-тен 2°C-қа дейін (±0,3°C) сақталды.Экспериментке дейін (барлығы 600 піллә).2022 жылдың мамыр айында күн сайын 100 O. cornifrons коконы пластикалық шыныаяқтарға ауыстырылды (бір кесеге 50 піллә, ұзындығы DI 5 см × 15 см) және ашылуына ықпал ету және шайнайтын субстратпен қамтамасыз ету, тасты күйде стрессті азайту үшін шыныаяқтардың ішіне майлықтар орналастырылды. аралар37.Құрамында 50% сахароза ерітіндісі бар 10 мл қоректендіргіштері бар жәндіктер торына (30 × 30 × 30 см, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Тайвань) коконы бар екі пластикалық шыныаяқты салыңыз және жабылуы мен жұптасуы үшін төрт күн бойы сақтаңыз.23°С, салыстырмалы ылғалдылық 60%, фотопериод 10 л (төмен қарқындылық): 14 күн.100 жұптасқан аналық пен аталық алты күн бойы (күніне 100) күн сайын таңертең алманың гүлденуі кезінде екі жасанды ұяға жіберілді (тұзақ ұясы: ені 33,66 × биіктігі 30,48 × ұзындығы 46,99 см; Қосымша 1-сурет).Пенсильвания штатының дендросаясында, шие (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), шабдалы (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), алмұрт (Pyrus perifolia 'Olympic', perifolia ' Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), coronaria алма ағашы (Malus coronaria) және алма ағаштарының көптеген сорттары (Malus coronaria, Malus), отандық алма ағашы 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus алма ағашы 'Co- Оп 31′ Winecrisp™, бегония 'Freedom', Бегония 'Golden Delicious', Бегония 'Nova Spy').Әрбір көк пластиктен жасалған құс үйі екі ағаш қораптың үстіне орналасады.Әрбір ұя қорабында мөлдір емес целлофан түтіктерге салынған 800 бос крафт қағаз түтіктері (спираль ашық, 0,8 см ID × 15 см L) (Jonesville Paper Tube Co., Мичиган) болды (0,7 OD қараңыз Пластикалық тығындар (T-1X тығындары) ұя салу орындарын қамтамасыз етеді. .
Екі ұя қораптары шығысқа қараған және кеміргіштер мен құстардың кіруіне жол бермеу үшін жасыл пластикалық бақ қоршауларымен (Everbilt үлгісі №889250EB12, саңылау өлшемі 5 × 5 см, 0,95 м × 100 м) жабылған және ұя қорапшасының топырағының жанындағы топырақ бетіне орналастырылған. жәшіктер.Ұяға арналған қорап (қосымша 1а сурет).Жүгері жүгері жұмыртқалары күнделікті ұялардан 30 түтік жинап, зертханаға тасымалдау арқылы жиналды.Қайшыны пайдаланып, түтіктің ұшын кесіңіз, содан кейін тұқымдық жасушаларды ашу үшін спиральды түтікшені бөлшектеңіз.Жеке жұмыртқалар мен олардың тозаңдары қисық шпатель көмегімен жойылды (Microslide құралдар жинағы, BioQuip Products Inc., Калифорния).Жұмыртқалар дымқыл сүзгі қағазында инкубацияланды және эксперименттерімізде пайдаланбас бұрын Петри табақшасына 2 сағатқа орналастырылды (қосымша 1b-d сурет).
Зертханада алма гүлінің алдында және гүлдену кезінде қолданылған алты фунгицидтің ауызша уыттылығын үш концентрацияда (0,1X, 0,5X және 1X, мұнда 1X – 100 галлон су/акрға қолданылатын белгі. Жоғары өріс дозасы = концентрация) бағалады. далада)., 1-кесте).Әрбір концентрация 16 рет қайталанды (n = 16).Екі контактілі фунгицид (S1 кесте: mancozeb 2696,14 ppm және каптан 2875,88 ppm) және төрт жүйелі фунгицидтер (S1 кесте: пиритиостробин 250,14 ppm; trifloxystrobin 110,06 ppm; myclobutanil 110,06 ppm; myclobutanil 287.28.28.28.28.28.20.200000000000000000000000000.0000.000.000.000.000 ppm) ppm) жемістерге, көкөністерге және сәндік дақылдарға уыттылық .Біз тозаңды ұнтақтағыштың көмегімен гомогенизацияладық, 0,20 г құдыққа (24 шұңқырлы Falcon Plate) ауыстырдық және жұмыртқалар салынған тереңдігі 1 мм шұңқырлары бар пирамидалық тозаңды қалыптастыру үшін 1 мкл фунгицид ерітіндісін қосып, араластырдық.Шағын шпательді пайдаланып орналастырыңыз (қосымша 1c,d сурет).Falcon тақталары бөлме температурасында (25°C) және 70% салыстырмалы ылғалдылықта сақталды.Біз оларды таза сумен өңделген біртекті тозаң диетасымен қоректенетін бақылау дернәсілдерімен салыстырдық.Біз аналитикалық таразы (Fisher Scientific, дәлдік = 0,0001 г) арқылы дернәсілдер қуыршақ жасына жеткенше өлім-жітімді тіркедік және дернәсіл салмағын екі күн сайын өлшеп отырдық.Ақырында, жыныс қатынасы 2,5 айдан кейін піллекті ашу арқылы бағаланды.
ДНҚ тұтас O. cornifrons дернәсілдерінен алынды (әр емдеу жағдайына n = 3, манкозебпен өңделген және өңделмеген тозаң) және біз осы үлгілерде микробтардың әртүрлілігіне талдау жасадық, әсіресе манкозебте дернәсілдерде ең жоғары өлім-жітім байқалды.MnZn алу.ДНҚ күшейтілді, DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead ДНҚ жинағы (Zymo Research, Irvine, CA) арқылы тазартылды және v3 жинағы арқылы Illumina® MiSeq™ жүйесінде реттелген (600 цикл).Бактериялық 16S рибосомалық РНҚ гендерінің мақсатты реттілігі Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) арқылы 16S rRNA генінің V3-V4 аймағына бағытталған праймерлерді пайдалана отырып орындалды.Сонымен қатар, 18S реттілігі 10% PhiX қосу арқылы орындалды және күшейту 18S001 және NS4 праймер жұбы арқылы орындалды.
QIIME2 конвейері (v2022.11.1) арқылы жұпталған оқуларды39 импорттау және өңдеу.Бұл оқулар қысқартылды және біріктірілді және химерикалық реттіліктер QIIME2 (qiime dada2 шу жұптауы)40 ішіндегі DADA2 плагині арқылы жойылды.16S және 18S класының тапсырмалары Classify-sklearn нысан классификаторының плагині және алдын ала дайындалған артефакті silva-138-99-nb-классификаторы арқылы орындалды.
Барлық эксперименттік деректер қалыптылыққа (Шапиро-Уилкс) және дисперсиялардың біртектілігіне (Левене сынағы) тексерілді.Деректер жинағы параметрлік талдаудың болжамдарына сәйкес келмегендіктен және түрлендіру қалдықтарды стандарттауда сәтсіз болғандықтан, біз екі фактормен [уақыт (үш фаза 2, 5 және 8 күн) параметрлік емес екі жақты ANOVA (Kruskal-Wallis) орындадық. уақыт нүктелері) және фунгицид] дернәсілдің жаңа салмағына емдеу әсерін бағалау үшін, содан кейін Wilcoxon сынағы арқылы кейінгі параметрлік емес жұптық салыстырулар орындалды.Біз фунгицидтердің үш концентрациясы бойынша өмір сүруге әсерін салыстыру үшін Пуассон таралымы бар жалпыланған сызықтық модельді (GLM) қолдандық41,42.Дифференциалды молшылықты талдау үшін ампликон тізбегі нұсқаларының саны (ASV) тектік деңгейде қысқартылды.16S (тұқымдық деңгей) және 18S салыстырмалы молшылықты пайдаланатын топтар арасындағы дифференциалды молшылықты салыстыру макрода модельденген бета нөлдік толтырылған (BEZI) отбасылық үлестірімдері бар позиция, масштаб және пішін (GAMLSS) үшін жалпыланған аддитивті модель арқылы орындалды. .Microbiome R43 (v1.1) ішінде.1).Дифференциалды талдау алдында митохондриялық және хлоропласт түрлерін алып тастаңыз.18S әртүрлі таксономиялық деңгейлеріне байланысты дифференциалды талдаулар үшін әрбір таксонның ең төменгі деңгейі ғана пайдаланылды.Барлық статистикалық талдаулар R (v. 3.4.3., CRAN жобасы) арқылы орындалды (Команда 2013).
Манкозеб, пиритиостробин және трифлоксистробиннің әсері O. cornifrons дене салмағының өсуін айтарлықтай төмендетті (1-сурет).Бұл әсерлер бағаланған барлық үш дозада дәйекті түрде байқалды (1a–c-сурет).Циклостробин мен миклобутанил дернәсілдердің салмағын айтарлықтай төмендетпеді.
Төрт диеталық өңдеу (біртекті тозаң азығы + фунгицид: бақылау, 0,1Х, 0,5Х және 1Х дозалары) бойынша үш уақыт нүктесінде өлшенген сабақтарының құрттарының орташа жаңа салмағы.(а) Төмен доза (0,1Х): бірінші уақыт нүктесі (1-күн): χ2: 30,99, DF = 6;P <0,0001, екінші уақыт нүктесі (5-ші күн): 22,83, DF = 0,0009;үшінші рет;нүкте (8 күн): χ2: 28,39, DF = 6;(b) жарты доза (0,5X): бірінші уақыт нүктесі (1-күн): χ2: 35,67, DF = 6;P < 0,0001, екінші уақыт нүктесі (бірінші күн).): χ2: 15,98, DF = 6;P = 0,0090;үшінші уақыт нүктесі (8 күн) χ2: 16,47, DF = 6;(c) орын немесе толық доза (1X): бірінші уақыт нүктесі (1-ші күн) χ2: 20,64, P = 6;P = 0,0326, екінші уақыт нүктесі (5-ші күн): χ2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;үшінші уақыт нүктесі (8-ші күн): χ2: 28,39, DF = 6;дисперсияның параметрлік емес талдауы.Жолақтар жұптық салыстырулардың орташа ± SE мәнін білдіреді (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
Ең төменгі дозада (0,1Х) личинка дене салмағы трифоксистробинмен 60%-ға, манкозебпен 49%-ға, миклобутанилмен 48%-ға, пиритистробинмен 46%-ға төмендеді (1а-сурет).Егістік дозаның жартысы (0,5X) әсер еткенде манкозеб дернәсілдерінің дене салмағы 86%-ға, пиритиостробин 52%-ға және трифлоксистробин 50%-ға төмендеді (1б-сурет).Манкозебтің толық далалық дозасы (1X) дернәсіл салмағын 82%-ға, пиритиостробинді 70%-ға және трифоксистробин, миклобутанил және сангарды шамамен 30%-ға төмендетті (1c-сурет).
Өлім-жітім манкозебпен өңделген тозаңмен қоректенетін дернәсілдер арасында ең жоғары болды, одан кейін пиритиостробин мен трифоксистробин болды.Өлім-жітім манкозеб пен пиритизолин дозасының жоғарылауымен өсті (2-сурет; 2-кесте).Дегенмен, жүгері тұқымдарының өлімі трифлоксистробин концентрациясының жоғарылауына байланысты аздап өсті;ципродинил мен каптан бақылау емдерімен салыстырғанда өлімді айтарлықтай арттырмады.
Шыбын дернәсілдерінің өлімі алты түрлі фунгицидтермен жеке өңделген тозаңды қабылдағаннан кейін салыстырылды.Манкозеб пен пентопирамид жүгері құрттарының ауызша әсеріне аса сезімтал болды (GLM: χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (сызық, еңіс = 0,29, P < 0,001; еңіс = 0,24, P <0,00)).
Орташа алғанда, барлық емдеу бойынша пациенттердің 39,05% -ы әйелдер және 60,95% -ы ерлер болды.Бақылау емдерінің арасында әйелдердің үлесі төмен доза (0,1X) және жартылай доза (0,5X) зерттеулерінде де 40% және далалық доза (1X) зерттеулерінде 30% құрады.0,1X дозада манкозеб пен миклобутанилмен өңделген тозаңмен қоректенетін дернәсілдердің ішінде ересектердің 33,33%-ы аналық, ересектердің 22%-ы аналық, 44%-ы аналық, ересек дернәсілдердің 44%-ы аналық болды.аналық, ересек дернәсілдердің 41% аналық болды, ал бақылаулар 31% болды (3а-сурет).Дозаны 0,5 есе арттырғанда, манкозеб пен пиритиостробин тобындағы ересек құрттардың 33%-ы аналық, 36%-ы трифоксистробин тобында, 41%-ы миклобутанил тобында, 46%-ы ципростробин тобында болды.Бұл көрсеткіш топта 53 пайызды құрады.каптан тобында және 38% бақылау тобында (3б-сурет).1X дозада манкозеб тобының 30%-ы әйелдер, пиритиостробин тобының 36%-ы, трифоксистробин тобының 44%-ы, миклобутанил тобының 38%-ы, бақылау тобының 50%-ы әйелдер болды – 38,5% (3c-сурет) .
Дернәсілдік кезеңдегі фунгицид әсерінен кейінгі аналық және аталық бұршақтардың пайызы.(a) Төмен доза (0,1X).(b) Жарты доза (0,5X).(c) Далалық доза немесе толық доза (1X).
16S дәйектілік талдауы бактериялық топтың манкозебпен өңделген тозаңмен қоректенетін дернәсілдер мен өңделмеген тозаңмен қоректенетін дернәсілдер арасында ерекшеленетінін көрсетті (4а-сурет).Тозаңмен қоректенетін өңделмеген дернәсілдердің микробтық индексі манкозебпен өңделген тозаңмен қоректенетін дернәсілдерге қарағанда жоғары болды (4б-сурет).Топтар арасындағы байлықта байқалған айырмашылық статистикалық тұрғыдан маңызды болмаса да, ол өңделмеген тозаңмен қоректенетін дернәсілдерге қарағанда айтарлықтай төмен болды (Cурет 4c).Салыстырмалы молшылық бақылау тозаңымен қоректенетін дернәсілдердің микробиотасы манкозебпен өңделген дернәсілдермен қоректенетін дернәсілдерге қарағанда әртүрлі екенін көрсетті (5а-сурет).Сипаттамалық талдау бақылау және манкозебпен өңделген үлгілерде 28 тектің болуын анықтады (5б-сурет).c 18S секвенциясын қолданатын талдау айтарлықтай айырмашылықтарды анықтаған жоқ (Қосымша 2-сурет).
16S тізбегіне негізделген SAV профильдері Шеннон байлығымен салыстырылды және филум деңгейінде байлық байқалды.(a) Өңделмеген тозаңмен қоректенетін немесе бақылау (көк) және манкозебпен қоректенетін дернәсілдердегі (қызғылт сары) микробтардың жалпы құрылымына негізделген негізгі координаталық талдау (PCoA).Әрбір деректер нүктесі бөлек үлгіні білдіреді.PCoA көп өзгермелі t үлестірімінің Брей-Кертис қашықтығы арқылы есептелді.Сопақшалар 80% сенімділік деңгейін білдіреді.(b) Boxplot, шикі Шеннон байлығы туралы деректер (ұпайлар) және с.Бақыланатын байлық.Қораптар медианалық сызық, квартильаралық диапазон (IQR) және 1,5 × IQR (n = 3) үшін қораптарды көрсетеді.
Манкозебпен өңделген және өңделмеген тозаңмен қоректенетін дернәсілдердің микробтық қауымдастықтарының құрамы.(а) Дернәсілдерде микроб тектестерінің салыстырмалы көптігі.(b) Анықталған микробтық қауымдастықтың жылу картасы.Delftia (қолайлылық коэффициенті (OR) = 0,67, P = 0,0030) және Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Микробактерия (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060);Жылу картасының жолдары корреляциялық қашықтық пен орташа қосылымды пайдаланып кластерленген.
Біздің нәтижелеріміз гүлдену кезінде кеңінен қолданылатын контактілі (манкозеб) және жүйелік (пиростробин және трифоксистробин) фунгицидтердің ауызша әсер етуі жүгері дернәсілдерінің салмағын айтарлықтай төмендететінін және өлімін арттыратынын көрсетеді.Сонымен қатар, манкозеб препупа кезеңінде микробиоманың әртүрлілігі мен байлығын айтарлықтай төмендетті.Миклобутанил, басқа жүйелі фунгицид барлық үш дозада дернәсілдің дене салмағының өсуін айтарлықтай төмендетті.Бұл әсер екінші (5-ші күн) және үшінші (8-ші күн) уақыт нүктелерінде айқын болды.Керісінше, ципродинил мен каптан бақылау тобымен салыстырғанда салмақ қосуды немесе өмір сүруді айтарлықтай төмендетпеді.Біздің білуімізше, бұл жұмыс жүгері дақылдарын тозаңмен тікелей әсер ету арқылы қорғау үшін қолданылатын әртүрлі фунгицидтердің егістік нормасының әсерін анықтауға арналған бірінші жұмыс болып табылады.
Барлық фунгицидтермен емдеу бақылау емдерімен салыстырғанда дене салмағының өсуін айтарлықтай төмендетті.Манкозеб личинкалардың дене салмағының өсуіне ең көп әсер етті, орташа есеппен 51% төмендеді, одан кейін пиритиостробин болды.Дегенмен, басқа зерттеулер фунгицидтердің далалық дозаларының дернәсілдік кезеңдерге жағымсыз әсерлерін хабарлаған жоқ44.Дитиокарбамат биоцидтерінің төмен жедел уыттылығы45 болғанымен, манкозеб сияқты этилен бисдитиокарбаматтары (EBDCS) мочевина этилен сульфидіне дейін ыдырауы мүмкін.Басқа жануарларға оның мутагендік әсерін ескере отырып, бұл ыдырау өнімі байқалған әсерлерге жауапты болуы мүмкін46,47.Алдыңғы зерттеулер этилен тиокарбамидінің түзілуіне жоғары температура48, ылғалдылық деңгейі49 және өнімді сақтау ұзақтығы50 сияқты факторлар әсер ететінін көрсетті.Биоцидтерді дұрыс сақтау шарттары бұл жанама әсерлерді азайтады.Сонымен қатар, Еуропалық азық-түлік қауіпсіздігі органы басқа жануарлардың асқорыту жүйелеріне канцерогендік әсері бар пиритиопидтің уыттылығына алаңдаушылық білдірді51.
Манкозеб, пиритиостробин және трифоксистробинді ішке қабылдау жүгері құрттарының өлімін арттырады.Керісінше, миклобутанил, ципроциклин және каптан өлімге әсер еткен жоқ.Бұл нәтижелер каптанның ересек O. lignaria және Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) өмір сүруін айтарлықтай төмендететінін көрсеткен Ladurner et al.52 нәтижелерінен ерекшеленеді.Сонымен қатар, каптан және боскалид сияқты фунгицидтер дернәсілдердің өліміне әкелетін52,53,54 немесе азықтандыру тәртібін55 өзгертетіні анықталды.Бұл өзгерістер, өз кезегінде, тозаңның қоректік сапасына және сайып келгенде, дернәсілдік кезеңдегі энергияның артуына әсер етуі мүмкін.Бақылау тобында байқалған өлім-жітім басқа зерттеулермен сәйкес болды 56,57.
Біздің жұмысымызда байқалған еркектерге қолайлы жыныс қатынасы, бұрын Vicens және Bosch ұсынған O. cornuta үшін гүлдену кезінде жеткіліксіз жұптау және қолайсыз ауа райы жағдайлары сияқты факторлармен түсіндірілуі мүмкін.Біздің зерттеуіміздегі әйелдер мен еркектердің жұптасу үшін төрт күн болғанымен (бұл кезең сәтті жұптасу үшін жеткілікті деп саналады), біз стрессті азайту үшін жарық қарқындылығын әдейі азайттық.Дегенмен, бұл модификация жұптау процесіне байқаусызда кедергі келтіруі мүмкін61.Сонымен қатар, аралар бірнеше күн бойы қолайсыз ауа-райын, соның ішінде жаңбыр мен төмен температураны (<5°C) бастан кешіреді, бұл да жұптасудың сәттілігіне теріс әсер етуі мүмкін4,23.
Біздің зерттеуіміз бүкіл дернәсіл микробиомасына бағытталған болса да, біздің нәтижелер аралардың қоректенуіне және фунгицидтерге әсер етуі мүмкін бактериялық қауымдастықтар арасындағы әлеуетті қарым-қатынастар туралы түсінік береді.Мысалы, манкозебпен өңделген тозаңмен қоректенетін дернәсілдер өңделмеген тозаңмен қоректенетін дернәсілдермен салыстырғанда микробтық қауымдастықтың құрылымы мен көптігін айтарлықтай төмендетті.Өңделмеген тозаңды тұтынатын дернәсілдерде Proteobacteria және Actinobacteria бактериялық топтары басым болды және негізінен аэробты немесе факультативті аэробты болды.Делфт бактериялары, әдетте, жалғыз ара түрлерімен байланысты, антибиотикалық белсенділікке ие, бұл патогендерге қарсы әлеуетті қорғаныс рөлін көрсетеді.Басқа бактерия түрі, Pseudomonas, өңделмеген тозаңмен қоректенетін дернәсілдерде көп болды, бірақ манкозебпен өңделген дернәсілдерде айтарлықтай азайған.Біздің нәтижелеріміз Pseudomonas-ты O. bicornis35 және басқа дара аралар34 ең көп тараған тұқымдастардың бірі ретінде анықтайтын алдыңғы зерттеулерді қолдайды.O. cornifrons денсаулығындағы Pseudomonas рөлінің тәжірибелік дәлелдері зерттелмегенімен, бұл бактерия Paederus fuscipes қоңызында қорғаныш токсиндердің синтезіне ықпал ететіні және in vitro 35, 65 аргинин метаболизміне ықпал ететіні көрсетілген. Бұл бақылаулар дәлелдейді. O. cornifrons личинкаларының даму кезеңінде вирустық және бактериялық қорғаныстағы әлеуетті рөл.Микробактерия - бұл біздің зерттеуімізде анықталған басқа тұқым, ол аштық жағдайында қара сарбаз шыбындарының дернәсілдерінде көп кездеседі66.O. cornifrons личинкаларында микробактериялар стресс жағдайында ішек микробиомасының тепе-теңдігі мен тұрақтылығына ықпал етуі мүмкін.Сонымен қатар, родококк O. cornifrons личинкаларында кездеседі және детоксикация қабілетімен танымал67.Бұл тұқымдас A. florea ішегінде де кездеседі, бірақ өте аз мөлшерде68.Біздің нәтижелеріміз личинкалардағы метаболикалық процестерді өзгерте алатын көптеген микробтық таксондарда көптеген генетикалық вариациялардың болуын көрсетеді.Дегенмен, O. cornifrons функционалдық әртүрлілігін жақсырақ түсіну қажет.
Қорытындылай келе, нәтижелер манкозеб, пиритиостробин және трифлоксистробин дене салмағының өсуін азайтып, жүгері құрттарының өлімін арттырғанын көрсетеді.Фунгицидтердің тозаңдандырғыштарға әсері туралы алаңдаушылық күшейгенімен, осы қосылыстардың қалдық метаболиттерінің әсерін жақсырақ түсіну қажет.Бұл нәтижелерді фунгицидтерді таңдау және қолдану уақытын өзгерту немесе зияндылығы аз баламаларды пайдалануды ынталандыру арқылы жеміс ағаштарының гүлденуіне дейін және гүлдену кезінде фермерлерге белгілі бір фунгицидтерді қолданудан аулақ болуға көмектесетін біріктірілген тозаңдандырғыштарды басқару бағдарламалары бойынша ұсыныстарға қосуға болады 36. Бұл ақпарат. ұсыныстар әзірлеу үшін маңызды.фунгицидтерді таңдаған кезде қолданыстағы бүріккіш бағдарламаларды реттеу және бүрку уақытын өзгерту немесе қауіптілігі азырақ баламаларды қолдануды ынталандыру сияқты пестицидтерді пайдалану туралы.Фунгицидтердің жыныстық қатынасқа, қоректену тәртібіне, ішек микробиомасына және жүгері тұқымдарының салмағын жоғалтуы мен өліміне негізделген молекулалық механизмдерге кері әсерін зерттеу үшін қосымша зерттеулер қажет.
1 және 2-суреттердегі 1, 2 және 3 бастапқы деректер DOI figshare деректер репозиторийінде сақталған: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 және https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233.Ағымдағы зерттеуде талданған реттіліктер (4, 5-суреттер) NCBI SRA репозиторийінде PRJNA1023565 қосылу нөмірімен қолжетімді.
Bosch, J. and Kemp, WP. Ауылшаруашылық дақылдарының тозаңдандырғыштары ретінде бал арасының түрлерін дамыту және құру: Осмия тұқымының мысалы.(Hymenoptera: Megachilidae) және жеміс ағаштары.бұқа.Ntomore.ресурс.92, 3–16 (2002).
Паркер, М.Г. және т.б.Нью-Йорк пен Пенсильваниядағы алма өсірушілер арасында тозаңдандыру тәжірибесі және баламалы тозаңдандырғыштарды қабылдау.жаңарту.Ауыл шаруашылығы.тамақ жүйелері.35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL және Ricketts TH. Экологиясы және экономикасы жергілікті аралар арқылы бадам тозаңдандыру.J. Экономика.Ntomore.111, 16–25 (2018 ж.).
Ли, Е., Хэ, Ю. және Пак, Ю.-Л.Климаттың өзгеруінің трагопан фенологиясына әсері: популяцияны басқаруға салдары.Өрмелеу.150, 305–317 өзгерту (2018 ж.).
Artz, DR және Pitts-Singer, TL Фунгицидтер мен көмекші спрейлердің екі басқарылатын жалғыз аралардың (Osmia lignaria және Megachile rotundata) ұя салу әрекетіне әсері.PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al.Төмен уытты дақылдық фунгицид (фенбуконазол) ерлердің репродуктивті сапасының сигналдарына кедергі келтіреді, бұл жабайы жалғыз аралардың жұптасу табысының төмендеуіне әкеледі.J. Қолданбалар.экология.59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al.Неоникотиноидты инсектицидтер және эргостерол биосинтезі аралардың үш түріндегі синергиялық фунгицидтердің өлімін басады.Зиянкестерге қарсы күрес.ғылым.73, 1236–1243 (2017 ж.).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.және Danforth BN Жалғыз аралар дернәсілдері Osmia cornifrons (Megachilidae) ұя салатын араларға тозаң беретін бактериялардың әртүрлілігін өзгертеді.алдыңғы.микроорганизм.13, 1057626 (2023 ж.).
Dharampal PS, Danforth BN және Steffan SA Ашыған тозаңдағы эктосимбиотикалық микроорганизмдер тозаңның өзі сияқты жалғыз аралардың дамуы үшін маңызды.экология.эволюция.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F және Thalheimer M. Қайта себу ауруларымен күресу үшін алма бақтарында қатар аралық отырғызу: микробтық көрсеткіштерге негізделген практикалық тиімділікті зерттеу.Өсімдік топырағы 357, 381–393 (2012).
Мартин П.Л., Кравчик Т., Ходадади Ф., Ахимович С.Г. және Питер К.А. Орта Атлантикалық Америка Құрама Штаттарындағы алманың ащы шіріктері: қоздырғыш түрлерін бағалау және аймақтық ауа райы жағдайлары мен сорттың сезімталдығының әсері.Фитопатология 111, 966–981 (2021).
Каллен М.Г., Томпсон Л.Дж., Каролан Дж.К., Стоут Дж.К.және Стэнли DA Фунгицидтер, гербицидтер және аралар: бар зерттеулер мен әдістерге жүйелі шолу.PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED and Jepson, PC EBI фунгицидтерінің және пиретроидты инсектицидтердің бал араларына (Apis mellifera) синергетикалық әсері.ғылымға зиянын тигізеді.39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE and Peng, CY Таңдалған фунгицидтердің бал арасының личинкаларының Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) өсуі мен дамуына әсері.сәрсенбі.Ntomore.33, 1151-1154 (2004).
Ван Дайк, М., Муллен, Э., Уикстед, Д. және МакАрт, С. Ағаш бақтарында тозаңдандырғыштарды қорғау үшін пестицидтерді қолдану жөніндегі нұсқаулық (Корнелл университеті, 2018).
Iwasaki, JM және Hogendoorn, K. Аралардың пестицидтерге әсер етуі: әдістерге шолу және хабарланған нәтижелер.Ауыл шаруашылығы.экожүйе.сәрсенбі.314, 107423 (2021 ж.).
Копит А.М., Клингер Е, Кокс-Фостер Д.Л., Рамирес Р.А.және Pitts-Singer TL Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae) дернәсілінің дамуына қор түрінің және пестицид әсерінің әсері.сәрсенбі.Ntomore.51, 240–251 (2022).
Kopit AM және Pitts-Singer TL Жалғыз бос ұялы араларға пестицид әсер ету жолдары.сәрсенбі.Ntomore.47, 499–510 (2018 ж.).
Пан, NT және т.б.Ересек жапондық бау-бақша араларында (Osmia cornifrons) пестицидтердің уыттылығын бағалауға арналған жаңа жұту биоталдау хаттамасы.ғылым.Есептер 10, 9517 (2020).
Хабарлама уақыты: 14 мамыр 2024 ж