Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан браузердин версиясында CSS колдоосу чектелүү. Эң жакшы натыйжаларга жетүү үчүн, браузериңиздин жаңы версиясын колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде Шайкештик режимин өчүрүп коюңуз). Ошол эле учурда, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн, биз сайтты стилдештирбестен же JavaScriptсиз көрсөтүп жатабыз.
Фунгициддер көбүнчө дарактын мөмөлөрү гүлдөгөн учурда колдонулат жана курт-кумурскаларды чаңдаштыруучуларга коркунуч келтириши мүмкүн. Бирок, аары эмес чаңдаштыруучулар (мисалы, жалгыз аарылар, Osmia cornifrons) гүлдөө учурунда алмаларда көп колдонулган контакттык жана системалык фунгициддерге кандай жооп кайтарары жөнүндө аз маалымат бар. Бул билимдин жетишсиздиги коопсуз концентрацияларды жана фунгициддерди чачуунун убактысын аныктоочу жөнгө салуучу чечимдерди чектейт. Биз эки контакттык фунгициддин (каптан жана манкозеб) жана төрт катмар аралык/фитосистемалык фунгициддин (ципроциклин, миклобутанил, пиростробин жана трифлоксистробин) таасирин бааладык. Личинкалардын салмагынын көбөйүшүнө, жашоого, жыныстын катышына жана бактериялардын ар түрдүүлүгүнө тийгизген таасири. Баалоо өнөкөт ооз аркылуу биоанализди колдонуу менен жүргүзүлдү, анда чаңча талаада колдонуу үчүн сунушталган учурда сунушталган дозага (1X), жарым дозага (0,5X) жана төмөнкү дозага (0,1X) негизделген үч дозада иштетилди. Манкозебдин жана пиритизолиндин бардык дозалары дене салмагын жана личинкалардын жашоого жөндөмдүүлүгүн бир кыйла төмөндөттү. Андан кийин биз эң жогорку өлүмгө алып келүүчү фунгицид болгон манкозебдин личинкалык бактериомасын мүнөздөө үчүн 16S генин секвенирледик. Манкозеб менен дарыланган чаңча менен азыктанган личинкаларда бактериялардын ар түрдүүлүгү жана саны бир кыйла азайганын аныктадык. Биздин лабораториялык жыйынтыктар гүлдөө учурунда бул фунгициддердин айрымдарын чачуу O. cornifrons ден соолугуна өзгөчө зыяндуу экенин көрсөтүп турат. Бул маалымат мөмөлүү дарактарды коргоочу каражаттарды туруктуу пайдалануу боюнча келечектеги башкаруу чечимдери үчүн маанилүү жана чаңдаштыргычтарды коргоого багытталган жөнгө салуу процесстери үчүн негиз болуп кызмат кылат.
Жалгыз масон аарысы Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) АКШга 1970-жылдардын аягында жана 1980-жылдардын башында Япониядан алынып келинген жана ошондон бери бул түр башкарылуучу экосистемаларда маанилүү чаңдаштыруучу ролду ойногон. Бул аарынын натуралдаштырылган популяциялары АКШда бадам жана алма бакчаларын чаңдаштыруучу аарыларды толуктаган болжол менен 50 жапайы аары түрүнүн бир бөлүгү болуп саналат2,3. Масон аарылары жашоо чөйрөсүнүн бөлүнүшү, патогендер жана пестициддер сыяктуу көптөгөн кыйынчылыктарга туш болушат3,4. Инсектициддердин арасында фунгициддер энергия алууну, тоют издөөнү5 жана денени кондициялоону азайтат6,7. Акыркы изилдөөлөр масон аарыларынын ден соолугуна түздөн-түз комменсалдык жана эктобактикалык микроорганизмдер таасир этерин көрсөтүп турса да, бактериялар жана козу карындар тамактанууга жана иммундук реакцияларга таасир этиши мүмкүн болгондуктан8,9, фунгициддердин таасири масон аарыларынын микробдук ар түрдүүлүгүнө жаңыдан изилдене баштады.
Алма кабыгы, ачуу чирик, күрөң чирик жана порошоктуу көк сыяктуу ооруларды дарылоо үчүн бакчаларда гүлдөө алдында жана гүлдөө учурунда ар кандай таасирдеги фунгициддер (контакттык жана системалуу) чачылат10,11. Фунгициддер чаңдаштыруучулар үчүн зыянсыз деп эсептелет, ошондуктан алар гүлдөө мезгилинде багбандарга сунушталат; Аарылардын бул фунгициддерге дуушар болушу жана аларды жутушу салыштырмалуу жакшы белгилүү, анткени ал АКШнын Айлана-чөйрөнү коргоо агенттиги жана башка көптөгөн улуттук жөнгө салуучу органдар тарабынан пестициддерди каттоо процессинин бир бөлүгү12,13,14. Бирок, фунгициддердин аары эмес өсүмдүктөргө тийгизген таасири азыраак белгилүү, анткени алар АКШда сатууга уруксат берүү келишимдери боюнча талап кылынбайт15. Мындан тышкары, жалпысынан бир аарыларды текшерүү үчүн стандартташтырылган протоколдор жок16,17 жана текшерүү үчүн аарыларды камсыз кылган колонияларды сактоо кыйын18. Европада жана АКШда пестициддердин жапайы аарыларга тийгизген таасирин изилдөө үчүн ар кандай башкарылуучу аарылардын сыноолору барган сайын көбөйүүдө жана жакында эле O. cornifrons19 үчүн стандартташтырылган протоколдор иштелип чыкты.
Мүйүздүү аарылар моноцит болуп саналат жана карп өсүмдүктөрүндө бал аарыларына кошумча же алмаштыруучу катары коммерциялык максатта колдонулат. Бул аарылар март жана апрель айларынын ортосунда пайда болушат, эрте жетилүүчү эркектер ургаачыларынан үч-төрт күн мурун пайда болушат. Жупташкандан кийин, ургаачысы түтүкчөлүү уя көңдөйүндө (табигый же жасалма) бир катар тукум клеткаларын түзүү үчүн чаңчаны жана нектарды активдүү чогултат1,20. Жумурткалар клеткалардын ичиндеги чаңчага салынат; андан кийин ургаачысы кийинки клетканы даярдоодон мурун чопо дубал курат. Биринчи курактагы личинкалар хорионго камалып, эмбриондук суюктуктар менен азыктанат. Экинчиден бешинчи курактан (прекупа) личинкалар чаңча менен азыктанат22. Чаңчанын запасы толугу менен түгөнгөндөн кийин, личинкалар пилланы пайда кылып, куурчакчага айланат жана ошол эле тукум камерасында, адатта жайдын аягында, чоңдор катары чыгат20,23. Чоңдор кийинки жазда пайда болушат. Чоңдордун жашоосу тамак-ашты кабыл алууга негизделген таза энергиянын кошулушу (салмактын кошулушу) менен байланыштуу. Ошентип, чаңчанын азыктык сапаты, ошондой эле аба ырайы же пестициддерге дуушар болуу сыяктуу башка факторлор жашоонун жана ден соолуктун аныктоочу факторлору болуп саналат24.
Гүлдөө алдында колдонулган инсектициддер жана фунгициддер өсүмдүктүн кан тамыр системасында ар кандай деңгээлде жыла алышат, трансламинардык (мисалы, жалбырактардын үстүнкү бетинен астыңкы бетине, кээ бир фунгициддер сыяктуу) 25, ал эми чындап системалык таасирлерге чейин. , тамырдан таажыга кире алат, алма гүлдөрүнүн нектарына кирип кетиши мүмкүн26, ал жерде алар чоң O. cornifrons27 өлтүрө алат. Айрым пестициддер чаңчага да сиңип, жүгөрүнүн личинкаларынын өнүгүшүнө таасир этип, алардын өлүмүнө алып келет19. Башка изилдөөлөр көрсөткөндөй, кээ бир фунгициддер O. lignaria28 окшош түрүнүн уя салуу жүрүм-турумун олуттуу түрдө өзгөртө алат. Мындан тышкары, пестициддердин таасир этүү сценарийлерин (анын ичинде фунгициддерди) симуляциялаган лабораториялык жана талаа изилдөөлөрү пестициддер бал аарыларынын жана кээ бир жалгыз аарылардын физиологиясына 22 морфологиясына 29 жана жашоого терс таасирин тийгизерин көрсөттү. Гүлдөө учурунда ачык гүлдөргө түз колдонулган ар кандай фунгициддик чачыраткычтар чоңдор тарабынан личинкалардын өнүгүшү үчүн чогултулган чаңчаны булгашы мүмкүн, алардын таасири дагы эле изилдене элек30.
Личинкалардын өнүгүшүнө чаңчалар жана тамак сиңирүү системасынын микробдук жамааттары таасир этери барган сайын көбүрөөк таанылууда. Бал аарысынын микробиомасы дененин массасы31, зат алмашуунун өзгөрүшү22 жана патогендерге сезгичтиги32 сыяктуу параметрлерге таасир этет. Мурунку изилдөөлөрдө өнүгүү стадиясынын, азык заттардын жана айлана-чөйрөнүн жалгыз аарылардын микробиомасына тийгизген таасири изилденген. Бул изилдөөлөр личинкалардын жана чаңчалардын микробиомдорунун33 түзүлүшүндөгү жана көптүгүндөгү окшоштуктарды, ошондой эле жалгыз аары түрлөрүнүн арасында эң көп кездешкен Pseudomonas жана Delftia бактериялык тукумдарын аныктаган. Бирок, фунгициддер аарылардын ден соолугун коргоо стратегиялары менен байланыштуу болгону менен, фунгициддердин личинка микробиотасын түз ооз аркылуу кабыл алуу аркылуу тийгизген таасири изилдене элек.
Бул изилдөөдө АКШда дарак мөмөлөрүнө колдонуу үчүн катталган алты кеңири колдонулган фунгициддин реалдуу дүйнөдөгү дозаларынын, анын ичинде булганган тамак-аштан алынган жүгөрү мүйүз куртунун көпөлөк личинкаларына оозеки берилген контакттык жана системалык фунгициддердин таасири текшерилген. Биз контакттык жана системалык фунгициддер аарынын дене салмагынын көбөйүшүн азайтып, өлүмдүн көбөйүшүн, эң оор таасирлери манкозеб жана пиритиопид менен байланышканын аныктадык. Андан кийин биз манкозеб менен дарыланган чаңча диетасы менен азыктанган личинкалардын микробдук ар түрдүүлүгүн контролдук диета менен азыктангандар менен салыштырдык. Биз өлүмдүн негизги механизмдерин жана интеграцияланган зыянкечтерди жана чаңдаштыруучуларды башкаруу (IPPM)36 программаларына тийгизген таасирин талкуулайбыз.
Пиллаларда кыштаган бойго жеткен O. cornifrons пиллалары Пенсильвания штатынын Биглервилл шаарындагы Мөмө-жемиштерди изилдөө борборунан алынып, −3төн 2°Cге чейин (±0,3°C) сакталган. Экспериментке чейин (жалпысынан 600 пилла). 2022-жылдын май айында күн сайын 100 O. cornifrons пиллалары желим чөйчөктөргө салынып (ар бир чөйчөктө 50 пилла, DI 5 см × 15 см узундукта) жана ачылышын жеңилдетүү жана чайналуучу субстрат түзүү үчүн чөйчөктөрдүн ичине салфеткалар салынып, таштуу аарыларга түшкөн стрессти азайткан.37 Пиллалары бар эки желим чөйчөктү курт-кумурска капасына (30 × 30 × 30 см, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Тайвань) 50% сахароза эритмесин камтыган 10 мл жем салгычтар менен салып, жабылышын жана жупташуусун камсыз кылуу үчүн төрт күн сактаңыз. 23°C, салыштырмалуу нымдуулук 60%, фотопериод 10 л (төмөнкү интенсивдүүлүк): 14 күн. Алты күн бою (күнүнө 100) ар бир таңда 100 жупташкан ургаачы жана эркек алма гүлдөгөн мезгилде эки жасалма уяга коё берилип турган (тузак уясы: туурасы 33,66 × бийиктиги 30,48 × узундугу 46,99 см; Кошумча 1-сүрөт). Пенсильвания штатынын дендропаркында, алчанын (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), шабдалынын (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), алмуруттун (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), коронария алма дарагынын (Malus coronaria) жана алма дарактарынын көптөгөн түрлөрүнүн (Malus coronaria, Malus), үй алма дарагынын 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus алма дарагынын 'Co-Op 31′ Winecrisp™, бегония 'Freedom', бегония 'Golden Delicious', бегония 'Nova Spy') жанына коюлган. Ар бир көк пластик куш үйү эки жыгач кутучанын үстүнө батат. Ар бир уя кутучасында тунук эмес целлофан түтүкчөлөрүнө (0,7 OD караңыз) салынган 800 бош крафт кагаз түтүкчөлөрү (спираль формасында ачык, 0,8 см ID × 15 см L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) болгон, алар уя салуучу жерлерди камсыз кылат.
Эки уя кутусу тең чыгышты караган жана кемирүүчүлөр менен канаттуулардын кирүүсүнө жол бербөө үчүн жашыл пластик бакча тосмосу менен капталган (Everbilt модели #889250EB12, тешиктин өлчөмү 5 × 5 см, 0,95 м × 100 м) жана уя кутучасынын топурак кутучаларынын жанындагы топурактын бетине коюлган. Уя кутучасы (кошумча 1a сүрөт). Жүгөрү курттарынын жумурткалары күн сайын уялардан 30 түтүкчө чогултулуп, лабораторияга ташылып чогултулган. Кайчыны колдонуп, түтүктүн учунан кесик жасап, андан кийин спираль түтүкчөсүн ажыратып, тукум клеткаларын ачып берген. Жеке жумурткалар жана алардын чаңчалары ийри шпатель менен алынып салынган (Microslide куралдар топтому, BioQuip Products Inc., Калифорния). Жумурткалар нымдуу чыпка кагазына инкубацияланып, биздин эксперименттерде колдонуудан мурун 2 саат бою Петри идишке салынган (кошумча 1b-d сүрөт).
Лабораторияда биз алма гүлүнүн алдында жана гүлдөө учурунда колдонулган алты фунгициддин үч концентрацияда (0,1X, 0,5X жана 1X, мында 1X - 100 галлон сууга/акрга колдонулган белги. Жогорку талаа дозасы = талаадагы концентрация). , 1-таблица). Ар бир концентрация 16 жолу кайталанган (n = 16). Эки контакттык фунгицид (S1 таблицасы: манкозеб 2696,14 ppm жана каптан 2875,88 ppm) жана төрт системалык фунгицид (S1 таблицасы: пиритиостробин 250,14 ppm; трифлоксистробин 110,06 ppm; миклобутанил азол 75 .12 ppm; ципродинил 280,845 ppm) мөмө-жемиштерге, жашылчаларга жана декоративдик өсүмдүктөргө уулуулугун бааладык. Биз чаңчаны майдалагыч менен гомогендештирип, 0,20 г кудукка (24 кудуктуу Falcon Plate) которуп, 1 мкл фунгицид эритмесин кошуп, аралаштырып, жумурткалары салынган 1 мм тереңдиктеги кудуктары бар пирамидалык чаңчаны пайда кылдык. Мини шпатель менен жайгаштырыңыз (кошумча 1c, d сүрөт). Falcon плиталары бөлмө температурасында (25°C) жана 70% салыштырмалуу нымдуулукта сакталган. Биз аларды таза суу менен иштетилген бир тектүү чаңча диетасы менен азыктанган контролдук личинкалар менен салыштырдык. Биз өлүмдү жазып, личинкалар төрөткө чейинки куракка жеткенге чейин ар бир эки күн сайын личинкалардын салмагын аналитикалык таразаны колдонуп өлчөдүк (Fisher Scientific, тактыгы = 0,0001 г). Акырында, жыныстык катыш 2,5 айдан кийин коконду ачуу менен бааланды.
ДНК O. cornifrons личинкаларынын бүтүндөй түрүнөн алынган (манкозеб менен дарыланган жана иштетилбеген чаңчалар үчүн n = 3) жана биз бул үлгүлөрдө микробдук ар түрдүүлүктү талдоо жүргүздүк, айрыкча, манкозебде MnZn алган личинкаларда эң жогорку өлүм байкалгандыктан. ДНК күчөтүлгөн, DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead ДНК комплекти (Zymo Research, Irvine, CA) менен тазаланган жана v3 комплекти аркылуу Illumina® MiSeq™де секвенирленген (600 цикл). Бактериялык 16S рибосомалык РНК гендерин максаттуу секвенирлөө Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) аркылуу 16S рРНК генинин V3-V4 аймагын бутага алган праймерлерди колдонуу менен жүргүзүлдү. Мындан тышкары, 18S секвенирлөө 10% PhiX кошулмасын колдонуу менен жүргүзүлдү, ал эми амплификация 18S001 жана NS4 праймер жубун колдонуу менен жүргүзүлдү.
QIIME2 түтүгүн (v2022.11.1) колдонуп, жупташкан окууларды39 импорттоңуз жана иштетиңиз. Бул окуулар кыскартылып, бириктирилди, ал эми химералык ырааттуулуктар QIIME2деги DADA2 плагини (qiime dada2 ызы-чуу жупташтыруусу)40 аркылуу алынып салынды. 16S жана 18S класстык дайындоолор объект классификаторунун Classify-sklearn плагини жана алдын ала үйрөтүлгөн silva-138-99-nb-classifier артефактын колдонуу менен аткарылды.
Бардык эксперименталдык маалыматтар нормалдуулукка (Шапиро-Уилкс) жана дисперсиялардын бир тектүүлүгүнө (Левендин тести) текшерилген. Маалыматтар топтому параметрдик анализдин божомолдоруна жооп бербегендиктен жана трансформация калдыктарды стандартташтыра албагандыктан, биз личинкалардын жаңы салмагына дарылоонун таасирин баалоо үчүн эки фактор [убакыт (үч фазалуу 2, 5 жана 8 күндүк убакыт чекиттери) жана фунгицид] менен параметрдик эмес эки тараптуу ANOVA (Крускал-Уоллис) жүргүздүк, андан кийин Уилкоксон тестин колдонуу менен пост-хок параметрдик эмес жуптук салыштыруулар жүргүзүлдү. Фунгициддердин үч фунгицид концентрациясындагы жашоого тийгизген таасирин салыштыруу үчүн биз Пуассон бөлүштүрүүсү менен жалпыланган сызыктуу моделди (GLM) колдондук41,42. Дифференциалдык молчулукту талдоо үчүн ампликон ырааттуулугунун варианттарынын (ASV) саны тукум деңгээлинде кыскартылган. 16S (уруу деңгээли) жана 18S салыштырмалуу көптүгүн колдонуп, топтордун ортосундагы дифференциалдык молчулукту салыштыруу макро. Микробиом R43 (v1.1) боюнча моделделген бета-нөлгө көбөйтүлгөн (BEZI) үй-бүлөлүк бөлүштүрүүлөр менен позиция, масштаб жана форма үчүн жалпыланган аддитивдик моделди (GAMLSS) колдонуу менен жүргүзүлдү. 1). Дифференциалдык анализ жүргүзүүдөн мурун митохондриялык жана хлоропласт түрлөрүн алып салыңыз. 18Sтин таксономиялык деңгээлдери ар башка болгондуктан, дифференциалдык анализдер үчүн ар бир таксондун эң төмөнкү деңгээли гана колдонулган. Бардык статистикалык анализдер R (v. 3.4.3., CRAN долбоору) (2013-жыл командасы) колдонуу менен жүргүзүлдү.
Манкозеб, пиритиостробин жана трифлоксистробиндин таасири O. cornifrons личинкаларынын дене салмагынын кошулушун бир кыйла азайткан (1-сүрөт). Бул таасирлер бааланган үч дозанын баарында ырааттуу түрдө байкалган (1a–c-сүрөт). Циклостробин жана миклобутанил личинкалардын салмагын бир кыйла азайткан эмес.
Төрт диеталык дарылоонун алкагында үч убакыт чекитинде өлчөнгөн сабак курттарынын личинкаларынын орточо жаңы салмагы (бир тектүү чаңча тоют + фунгицид: контролдук, 0.1X, 0.5X жана 1X дозалар). (а) Төмөнкү доза (0.1X): биринчи жолу (1-күн): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, экинчи жолу (5-күн): 22.83, DF = 0.0009; үчүнчү жолу; (8-күн): χ2: 28.39, DF = 6; (б) жарым доза (0.5X): биринчи жолу (1-күн): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, экинчи жолу (биринчи күн). ): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; үчүнчү убакыт чекити (8-күн) χ2: 16.47, DF = 6; (c) Орун же толук доза (1X): биринчи убакыт чекити (1-күн) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, экинчи убакыт чекити (5-күн): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; үчүнчү убакыт чекити (8-күн): χ2: 28.39, DF = 6; дисперсиянын параметрдик эмес анализи. Сызыкчалар жуп салыштыруулардын орточо ± SE маанисин билдирет (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
Эң төмөнкү дозада (0,1X) личинкалардын дене салмагы трифлоксистробин менен 60% га, манкозеб менен 49% га, миклобутанил менен 48% га жана пиритистробин менен 46% га азайган (1a-сүрөт). Талаа дозасынын жарымына (0,5X) дуушар болгондо, манкозеб личинкаларынын дене салмагы 86% га, пиритиостробин 52% га жана трифлоксистробин 50% га азайган (1b-сүрөт). Манкозебдин толук талаа дозасы (1X) личинкалардын салмагын 82% га, пиритиостробин 70% га жана трифлоксистробин, миклобутанил жана сангард болжол менен 30% га азайган (1c-сүрөт).
Манкозеб менен дарыланган чаңча менен азыктанган личинкалардын өлүмү эң жогорку көрсөткүчкө ээ болду, андан кийин пиритиостробин жана трифлоксистробин келди. Манкозеб менен пиритизолиндин дозаларынын көбөйүшү менен өлүм көбөйдү (2-сүрөт; 2-таблица). Бирок, жүгөрү курттарынын өлүмү трифлоксистробиндин концентрациясы жогорулаган сайын бир аз гана көбөйдү; ципродинил жана каптан контролдук дарылоого салыштырмалуу өлүмдү олуттуу түрдө көбөйткөн жок.
Алты ар кандай фунгицид менен өз-өзүнчө дарыланган чаңчаны жуткандан кийин, чымын курттарынын личинкаларынын өлүмү салыштырылган. Манкозеб жана пентопирамид жүгөрү курттарынын ооз аркылуу жутулушуна сезгичтиги жогору болгон (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (сызык, жантайыңкы = 0.29, P < 0.001; жантайыңкы = 0.24, P <0.00)).
Орточо эсеп менен, бардык дарылоо ыкмалары боюнча бейтаптардын 39,05% аялдар жана 60,95% эркектер болгон. Контролдук дарылоонун арасында аялдардын үлүшү аз дозадагы (0,1X) жана жарым дозадагы (0,5X) изилдөөлөрдө 40%, ал эми талаа дозасындагы (1X) изилдөөлөрдө 30% түзгөн. Манкозеб жана миклобутанил менен дарыланган чаңча менен азыктанган личинкалардын арасында 0,1X дозада чоңдордун 33,33% ургаачы, чоңдордун 22% ургаачы, чоңдордун 44% ургаачы, чоңдордун 44% ургаачы, чоңдордун 41% ургаачы жана контролдук топ 31% түзгөн (3а-сүрөт). Дозадан 0,5 эсе көп дозада манкозеб жана пиритиостробин тобундагы чоң курттардын 33% ургаачы, трифлоксистробин тобундагы 36%, миклобутанил тобундагы 41% жана ципростробин тобундагы 46% болгон. Бул көрсөткүч топтогу 53%, каптан тобундагы 38% жана контролдук тобундагы 38% түзгөн (3б-сүрөт). 1X дозада манкозеб тобундагы 30% аялдар, пиритиостробин тобундагы 36%, трифлоксистробин тобундагы 44%, миклобутанил тобундагы 38%, контролдук тобундагы 50% аялдар болгон – 38,5% (3в-сүрөт).
Личинкалык стадиядагы фунгицидге дуушар болгондон кийинки ургаачы жана эркек курт-кумурскалардын пайызы. (а) Төмөнкү доза (0.1X). (б) Жарым доза (0.5X). (в) Талаа дозасы же толук доза (1X).
16S ырааттуулук анализи бактериялык топтун манкозеб менен дарыланган чаңча менен азыктанган личинкалар менен дарыланбаган чаңча менен азыктанган личинкалардын ортосунда айырмаланарын көрсөттү (4a-сүрөт). Чаңча менен азыктанган дарыланбаган личинкалардын микробдук индекси манкозеб менен дарыланган чаңча менен азыктанган личинкалардыкына караганда жогору болгон (4b-сүрөт). Топтордун ортосундагы байытуудагы байкалган айырмачылык статистикалык жактан маанилүү болбосо да, дарыланбаган чаңча менен азыктанган личинкалар үчүн байкалган айырмачылыктан бир топ төмөн болгон (4c-сүрөт). Салыштырмалуу көптүк контролдук чаңча менен азыктанган личинкалардын микробиотасы манкозеб менен дарыланган личинкалар менен азыктанган личинкаларга караганда ар түрдүү экенин көрсөттү (5a-сүрөт). Сүрөттөмө анализи контролдук жана манкозеб менен дарыланган үлгүлөрдө 28 уруу бар экенин көрсөттү (5b-сүрөт). c 18S ырааттуулукту колдонуу менен жүргүзүлгөн анализ эч кандай олуттуу айырмачылыктарды көрсөткөн жок (2-кошумча сүрөт).
16S ырааттуулуктарына негизделген SAV профилдери Шеннон байлыгы менен салыштырылып, филум деңгээлинде байлыгы байкалган. (а) Дарыланбаган чаңча менен азыктанган же контролдук (көк) жана манкозеб менен азыктанган личинкалардагы (кызгылт сары) микробдук жамааттын жалпы түзүлүшүнө негизделген негизги координаталык анализ (PCoA). Ар бир маалымат чекити өзүнчө үлгүнү билдирет. PCoA көп өзгөрмөлүү t бөлүштүрүлүшүнүн Брей-Кертис аралыгын колдонуу менен эсептелген. Овалдар 80% ишеним деңгээлин билдирет. (б) Кутуча графиги, Шеннондун чийки байлыгынын маалыматтары (чекиттер) жана в. Байкалып жаткан байлык. Кутуча графиктеринде медиана сызыгы, квартал аралык диапазон (IQR) жана 1,5 × IQR (n = 3) үчүн кутучалар көрсөтүлгөн.
Манкозеб менен дарыланган жана иштетилбеген чаңча менен азыктанган личинкалардын микробдук жамааттарынын курамы. (а) Личинкалардагы микробдук уруулардын салыштырмалуу көптүгү. (б) Аныкталган микробдук жамааттардын жылуулук картасы. Delftia (мүмкүнчүлүк катышы (OR) = 0.67, P = 0.0030) жана Pseudomonas (OR = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060); Жылуулук картасынын саптары корреляция аралыгы жана орточо байланыш аркылуу кластерленген.
Биздин жыйынтыктар көрсөткөндөй, гүлдөө учурунда кеңири колдонулган контакттык (манкозеб) жана системалуу (пиростробин жана трифлоксистробин) фунгициддердин ооз аркылуу таасири жүгөрүнүн личинкаларынын салмак кошуусун жана өлүмүн бир топ азайткан. Мындан тышкары, манкозеб даярдык этабында микробиомдун ар түрдүүлүгүн жана байлыгын бир топ азайткан. Дагы бир системалуу фунгицид болгон миклобутанил үч дозанын баарында личинкалардын дене салмагынын кошуусун бир топ азайткан. Бул таасир экинчи (5-күн) жана үчүнчү (8-күн) убакыт чекиттеринде байкалган. Ал эми ципродинил жана каптан контролдук топко салыштырмалуу салмак кошууну же жашоону бир топ төмөндөткөн эмес. Биздин билишибизче, бул иш жүгөрү өсүмдүктөрүн чаңчанын түз таасири аркылуу коргоо үчүн колдонулган ар кандай фунгициддердин талаа ылдамдыгынын таасирин аныктаган биринчи иш болуп саналат.
Бардык фунгициддик дарылоолор контролдук дарылоого салыштырмалуу дене салмагынын кошулушун бир топ азайтты. Манкозеб личинкалардын дене салмагынын кошулушуна эң чоң таасир тийгизди, орточо эсеп менен 51% төмөндөө менен, андан кийин пиритиостробин келди. Бирок, башка изилдөөлөр фунгициддердин талаа дозаларынын личинка стадияларына терс таасирлери жөнүндө кабарлаган эмес44. Дитиокарбамат биоциддеринин курч уулуулугу төмөн экени көрсөтүлгөнү менен45, манкозеб сыяктуу этилен бисдитиокарбаматтар (EBDCS) мочевина этилен сульфидине чейин ажырашы мүмкүн. Башка жаныбарлардагы мутагендик таасирин эске алганда, бул ажырашуу продуктусу байкалган таасирлерге жооптуу болушу мүмкүн46,47. Мурунку изилдөөлөр этилен тиомочевинанын пайда болушуна жогорку температура48, нымдуулук деңгээли49 жана продуктуну сактоонун узактыгы сыяктуу факторлор таасир этерин көрсөттү50. Биоциддерди туура сактоо шарттары бул терс таасирлерди азайта алат. Мындан тышкары, Европанын азык-түлүк коопсуздугу боюнча органы башка жаныбарлардын тамак сиңирүү системалары үчүн канцерогендүү экени көрсөтүлгөн пиритиопиддин уулуулугуна тынчсыздануусун билдирди51.
Манкозебди, пиритиостробинди жана трифлоксистробинди оозеки кабыл алуу жүгөрү курттарынын личинкаларынын өлүмүн көбөйтөт. Ал эми миклобутанил, ципроциклин жана каптан өлүмгө эч кандай таасир эткен эмес. Бул жыйынтыктар Ладурнер жана башкалардын жыйынтыктарынан айырмаланат.52, алар каптан чоң O. lignaria жана Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) түрлөрүнүн жашоо деңгээлин бир топ төмөндөткөнүн көрсөтүшкөн. Мындан тышкары, каптан жана боскалид сыяктуу фунгициддер личинкалардын өлүмүнө алып келери же тамактануу жүрүм-турумун өзгөртөрү аныкталган52,53,54. Бул өзгөрүүлөр, өз кезегинде, чаңчанын азыктык сапатына жана акырында личинка стадиясынын энергиянын көбөйүшүнө таасир этиши мүмкүн. Контролдук топто байкалган өлүм башка изилдөөлөргө дал келген56,57.
Биздин ишибизде байкалган эркектердин жынысына жараша катышы, мурда Висенс жана Бош тарабынан O. cornuta үчүн сунушталгандай, жупташуунун жетишсиздиги жана гүлдөө учурундагы начар аба ырайы сыяктуу факторлор менен түшүндүрүлүшү мүмкүн. Биздин изилдөөдөгү ургаачылар менен эркектердин жупташуусуна төрт күн болгонуна карабастан (бул мезгил көбүнчө ийгиликтүү жупташуу үчүн жетиштүү деп эсептелет), биз стрессти азайтуу үчүн жарыктын интенсивдүүлүгүн атайылап азайттык. Бирок, бул өзгөртүү жупташуу процессине кокустан тоскоол болушу мүмкүн61. Мындан тышкары, аарылар бир нече күн бою жаан-чачын жана төмөн температура (<5°C) сыяктуу жагымсыз аба ырайын башынан өткөрүшөт, бул да жупташуунун ийгилигине терс таасирин тийгизиши мүмкүн4,23.
Биздин изилдөө бүтүндөй личинка микробиомасына багытталганы менен, биздин жыйынтыктар аарылардын тамактануусу жана фунгициддерге дуушар болушу үчүн маанилүү болушу мүмкүн болгон бактериялык коомчулуктардын ортосундагы потенциалдуу мамилелерди түшүнүүгө мүмкүндүк берет. Мисалы, манкозеб менен дарыланган чаңчалардын микробдук коомчулуктун түзүлүшүн жана санын тазаланбаган чаңчалар менен азыктанган личинкаларга салыштырмалуу бир топ төмөндөткөн. Дарыланбаган чаңчаларды жеген личинкаларда Proteobacteria жана Actinobacteria бактериялык топтору басымдуулук кылган жана негизинен аэробдук же факультативдик аэробдук болгон. Адатта жалгыз аары түрлөрү менен байланышкан Дельфт бактерияларынын антибиотикалык активдүүлүгү белгилүү, бул патогендерге каршы потенциалдуу коргоочу ролду көрсөтөт. Дагы бир бактерия түрү, Pseudomonas, тазаланбаган чаңчалар менен азыктанган личинкаларда көп болгон, бирок манкозеб менен дарыланган личинкаларда бир топ азайган. Биздин жыйынтыктар Pseudomonasты O. bicornis35 жана башка жалгыз аарыларда34 эң көп кездешкен уруулардын бири катары аныктаган мурунку изилдөөлөрдү колдойт. Pseudomonas бактериясынын O. cornifrons бактериясынын ден соолугундагы ролу жөнүндө эксперименталдык далилдер изилдене элек болсо да, бул бактерия Paederus fuscipes коңузунда коргоочу токсиндердин синтезин күчөтөрү жана in vitro 35, 65 аргинин алмашуусун стимулдай турганы көрсөтүлдү. Бул байкоолор O. cornifrons личинкаларынын өнүгүү мезгилинде вирустук жана бактериялык коргонууда потенциалдуу ролду ойной тургандыгын көрсөтүп турат. Microbacterium - биздин изилдөөдө аныкталган дагы бир тукум, ал ачкачылык шарттарында кара жоокер чымынынын личинкаларында көп санда кездешет деп айтылат66. O. cornifrons личинкаларында микробактериялар стресс шарттарында ичеги микробиомасынын тең салмактуулугуна жана туруктуулугуна салым кошушу мүмкүн. Мындан тышкары, Rhodococcus O. cornifrons личинкаларында кездешет жана детоксикация жөндөмү менен белгилүү67. Бул тукум A. floreaнын ичегисинде да кездешет, бирок өтө аз санда68. Биздин жыйынтыктар личинкалардагы зат алмашуу процесстерин өзгөртө турган көптөгөн микробдук таксондордо бир нече генетикалык вариациялардын бар экендигин көрсөтүп турат. Бирок, O. cornifrons бактериясынын функционалдык ар түрдүүлүгүн жакшыраак түшүнүү керек.
Кыскача айтканда, жыйынтыктар манкозеб, пиритиостробин жана трифлоксистробин дене салмагынын кошулушун азайтып, жүгөрү курттарынын личинкаларынын өлүмүн көбөйткөнүн көрсөтүп турат. Фунгициддердин чаңдаштыргычтарга тийгизген таасири жөнүндө кооптонуулар күчөп жатканы менен, бул кошулмалардын калдык метаболиттеринин таасирин жакшыраак түшүнүү зарыл. Бул жыйынтыктарды дыйкандарга мөмөлүү дарактардын гүлдөөсүнө чейин жана гүлдөө учурунда белгилүү бир фунгициддерди колдонуудан качууга жардам берген интеграцияланган чаңдаштыргычтарды башкаруу программалары боюнча сунуштарга киргизүүгө болот, бул фунгициддерди тандап алуу жана колдонуу убактысын өзгөртүү же зыяны азыраак альтернативаларды колдонууну колдоо аркылуу дыйкандарга жардам берет. Бул маалымат пестициддерди колдонуу боюнча сунуштарды иштеп чыгуу үчүн маанилүү, мисалы, учурдагы чачуу программаларын тууралоо жана фунгициддерди тандоодо чачуу убактысын өзгөртүү же зыяны азыраак альтернативаларды колдонууну жайылтуу. Фунгициддердин жыныстардын катышына, тоюттандыруу жүрүм-турумуна, ичеги микробиомасына жана жүгөрү курттарынын салмагынын жоголушуна жана өлүмүнүн негизиндеги молекулярдык механизмдерге тийгизген терс таасирин андан ары изилдөө зарыл.
1 жана 2-сүрөттөрдөгү 1, 2 жана 3-баштапкы маалыматтар figshare маалымат кампасына DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 жана https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233 сакталган. Учурдагы изилдөөдө талданган ырааттуулуктар (4, 5-сүрөттөр) NCBI SRA кампасында PRJNA1023565 кирүү номери астында жеткиликтүү.
Bosch, J. жана Kemp, WP Айыл чарба өсүмдүктөрүн чаңдаштыруучу катары бал аарыларынын түрлөрүнүн өнүгүшү жана калыптанышы: Osmia тукумунун мисалы. (Hymenoptera: Megachilidae) жана мөмөлүү дарактар. bull. Ntomore. resource. 92, 3–16 (2002).
Паркер, М.Г. жана башкалар. Нью-Йорк жана Пенсильваниядагы алма өстүрүүчүлөрдүн арасында чаңдаштыруу практикасы жана альтернативдүү чаңдаштыруучулар жөнүндө түшүнүк. жаңыртуу. Айыл чарбасы. азык-түлүк системалары. 35, 1–14 (2020).
Кох И., Лонсдорф Э.В., Артц Д.Р., Питтс-Сингер Т.Л. жана Рикеттс Т.Х. Жергиликтүү аарыларды колдонуу менен бадамды чаңдаштыруунун экологиясы жана экономикасы. J. Economics. Ntomore. 111, 16–25 (2018).
Ли, Э., Хе, Ю. жана Парк, Ю.-Л. Климаттын өзгөрүшүнүн трагопан фенологиясына тийгизген таасири: популяцияны башкаруу үчүн кесепеттери. Climb. Change 150, 305–317 (2018).
Артц, ДР жана Питтс-Сингер, ТЛ. Фунгицид жана адъювант чачыратмаларынын эки башкарылуучу жалгыз аарынын (Osmia lignaria жана Megachile rotundata) уя салуу жүрүм-турумуна тийгизген таасири. PloS One 10, e0135688 (2015).
Бове, С. жана башкалар. Аз уулуу өсүмдүк фунгициди (фенбуконазол) эркектердин көбөйүү сапатынын сигналдарына тоскоол болуп, жапайы жалгыз аарылардын жупташуу ийгилигин төмөндөтөт. J. Apps. ecology. 59, 1596–1607 (2022).
Сголастра Ф. жана башкалар. Неоникотиноиддик инсектициддер жана эргостерол биосинтези үч аары түрүндө синергетикалык фунгициддик өлүмдү басаңдатат. Зыянкечтерге каршы күрөшүү. Илим. 73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. жана Danforth BN Жалгыз аары личинкалары Osmia cornifrons (Megachilidae) сабагында уя салуучу аарыларга чаңча менен берилген бактериялык ар түрдүүлүктү өзгөртөт. front. microorganism. 13, 1057626 (2023).
Дхарампал П.С., Данфорт Б.Н. жана Стеффан С.А. Ачытылган чаңчадагы эктосимбиотикалык микроорганизмдер жалгыз аарылардын өнүгүшү үчүн чаңчанын өзү сыяктуу эле маанилүү. экология. эволюция. 12. e8788 (2022).
Келдерер М., Маничи Л.М., Капуто Ф. жана Талхаймер М. Алма бакчаларында кайра себүү ооруларын көзөмөлдөө үчүн катар аралыктарын отургузуу: микробдук көрсөткүчтөргө негизделген практикалык натыйжалуулук изилдөөсү. Өсүмдүктөрдүн топурагы 357, 381–393 (2012).
Мартин П.Л., Кравчик Т., Ходадади Ф., Ахимович С.Г. жана Питер К.А. АКШнын ортоңку Атлантикасындагы алмалардын ачуу чириги: себепчи түрлөрдү баалоо жана аймактык аба ырайынын шарттарынын жана сорттун сезгичтигинин таасири. Фитопатология 111, 966–981 (2021).
Каллен М.Г., Томпсон Л.Ж., Кэролан Ж.К., Стаут Ж.К. жана Стэнли Д.А. Фунгициддер, гербициддер жана аарылар: учурдагы изилдөөлөрдү жана методдорду системалуу түрдө карап чыгуу. PLoS One 14, e0225743 (2019).
Пиллинг, ЭД жана Джепсон, ПК Бал аарыларына (Apis mellifera) EBI фунгициддеринин жана пиретроиддик инсектициддердин синергетикалык таасири. Зыянкечтер илим. 39, 293–297 (1993).
Муссен, Э.К., Лопес, Ж.Э. жана Пенг, К.И. Бал аарыларынын личинкаларынын Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) өсүшүнө жана өнүгүшүнө тандалган фунгициддердин таасири. Шаршемби. Нтомор. 33, 1151-1154 (2004).
Ван Дайк, М., Маллен, Э., Уикстед, Д. жана МакАрт, С. Дарак бакчаларындагы чаңдаштыргычтарды коргоо үчүн пестициддерди колдонуу боюнча чечим кабыл алуу боюнча колдонмо (Корнелл университети, 2018).
Ивасаки, ЖМ жана Хогендорн, К. Аарылардын пестициддик эмес заттарга дуушар болушу: ыкмаларды жана отчеттук жыйынтыктарды карап чыгуу. Айыл чарбасы. экосистема. Шаршемби. 314, 107423 (2021).
Копит А.М., Клингер Э., Кокс-Фостер Д.Л., Рамирес Р.А. жана Питтс-Сингер Т.Л. Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae) личинкаларынын өнүгүшүнө камсыздоо түрүнүн жана пестициддердин таасиринин таасири. Шаршемби. Нтомор. 51, 240–251 (2022).
Копит А.М. жана Питтс-Сингер Т.Л. Жалгыз бош уялуу аарылардын пестициддерге дуушар болуу жолдору. Шаршемби. Нтомор. 47, 499–510 (2018).
Пан, НТ ж.б. Чоң жапон бакча аарыларынын (Osmia cornifrons) пестициддердин уулуулугун баалоо үчүн жаңы жутуу биоанализинин протоколу. Илим. Reports 10, 9517 (2020).
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 14-майы