Nature.com сайтына кергәнегез өчен рәхмәт. Сез куллана торган браузер версиясендә CSS ярдәме чикләнгән. Иң яхшы нәтиҗәләргә ирешү өчен, без сезгә браузерыгызның яңарак версиясен кулланырга киңәш итәбез (яки Internet Explorer'да туры килүчәнлек режимын сүндерегез). Шуңа кадәр, даими ярдәм күрсәтү өчен, без сайтны стильләштермичә яки JavaScriptсыз күрсәтәбез.
Фунгицидлар еш кына агач җимешләре чәчәк ату вакытында кулланыла һәм бөҗәкләрне серкәләндерүчеләргә куркыныч тудырырга мөмкин. Ләкин, бал кортлары булмаган серкәләндерүчеләрнең (мәсәлән, ялгыз бал кортлары, Osmia cornifrons) чәчәк ату вакытында алмаларда еш кулланыла торган контакт һәм системалы фунгицидларга ничек җавап бирүе турында аз мәгълүмат бар. Бу белем аермасы куркынычсыз концентрацияләрне һәм фунгицид сиптерү вакытын билгеләүдә норматив карарларны чикли. Без ике контакт фунгицидының (каптан һәм манкозеб) һәм дүрт катламара/фитосистема фунгицидының (ципроциклин, миклобутанил, пиростробин һәм трифлоксистробин) йогынтысын бәяләдек. Личинкаларның авырлыгы артуына, исән калуына, җенес нисбәтенә һәм бактерияләрнең төрлелегенә йогынтысы. Бәяләү хроник авыз биоанализы ярдәмендә үткәрелде, анда серкәләр кырда куллану өчен тәкъдим ителгән доза (1X), ярты доза (0,5X) һәм түбән доза (0,1X) нигезендә өч дозада эшкәртелде. Манкозеб һәм пиритизолинның барлык дозалары да тән авырлыгын һәм личинкаларның исән калуын сизелерлек киметте. Аннары без 16S генын манкозебның личинка бактериомасын характерлау өчен секвенирладык, бу фунгицид иң югары үлемгә китерә. Без манкозеб белән эшкәртелгән чәчәк серкәсе белән тукланган личинкаларда бактерияләрнең төрлелеге һәм саны сизелерлек кимегәнен ачыкладык. Безнең лаборатория нәтиҗәләре күрсәткәнчә, бу фунгицидларның кайберләрен чәчәк ату вакытында сиптерү O. cornifrons сәламәтлегенә аеруча зыянлы. Бу мәгълүмат җимеш агачларын саклау продуктларын тотрыклы куллануга кагылышлы киләчәктә идарә итү карарлары өчен мөһим һәм чәчәк серкәләндерүчеләрне яклауга юнәлтелгән көйләү процесслары өчен нигез булып хезмәт итә.
Osmia cornifrons ялгыз корт корты (Hymenoptera: Megachilidae) АКШка 1970 еллар ахырында һәм 1980 еллар башында Япониядән кертелгән, һәм шул вакыттан бирле бу төр идарә ителә торган экосистемаларда мөһим серкәләндерүче ролен уйнаган. Бу кортның натурализацияләнгән популяцияләре АКШта бадәм һәм алма бакчаларын серкәләндерүче кортларны тулыландыра торган якынча 50 төрле кыргый корт кортының бер өлеше2,3. Мейсон кортлары күп кенә кыенлыклар белән очраша, шул исәптән яшәү урыннарының фрагментациясе, патогеннар һәм пестицидлар3,4. Инсектицидлар арасында фунгицидлар энергия алуны, азык җыюны5 һәм тәннең кондициясен киметә6,7. Соңгы тикшеренүләр Мейсон кортларының сәламәтлегенә турыдан-туры комменсаль һәм эктобактерик микроорганизмнар тәэсир итүен күрсәтсә дә, бактерияләр һәм гөмбәләр туклануга һәм иммун җавапларга тәэсир итә алганлыктан, фунгицид тәэсиренең Мейсон кортларының микроб төрлелегенә йогынтысы әле генә өйрәнелә башлады.
Төрле эффектлы фунгицидлар (контакт һәм системалы) бакчаларда чәчәк ату алдыннан һәм чәчәк ату вакытында алма кабыгы, ачы чере, коңгырт чере һәм порошоклы күгәрек кебек авыруларны дәвалау өчен сиптерелә10,11. Фунгицидлар серкәләндерүчеләр өчен зарарсыз дип санала, шуңа күрә алар бакчачыларга чәчәк ату чорында тәкъдим ителә; бу фунгицидларны бал кортлары тарафыннан куллану һәм йоту чагыштырмача яхшы билгеле, чөнки ул АКШ Әйләнә-тирә мохитне саклау агентлыгы һәм башка күп милли көйләү органнары тарафыннан пестицидларны теркәү процессының бер өлеше12,13,14. Ләкин, фунгицидларның бал кортлары булмаганнарга йогынтысы аз билгеле, чөнки алар АКШта сату рөхсәте килешүләре буенча таләп ителми15. Моннан тыш, гадәттә, ялгыз бал кортларын тикшерү өчен стандартлаштырылган протоколлар юк16,17, һәм сынау өчен бал кортларын тәэмин итүче колонияләрне тоту авыр18. Европада һәм АКШта пестицидларның кыргый бал кортларына йогынтысын өйрәнү өчен төрле идарә ителә торган бал кортларын сынаулар барган саен күбрәк үткәрелә, һәм күптән түгел O. cornifrons19 өчен стандартлаштырылган протоколлар эшләнде.
Мөгезле бал кортлары моноцитлар булып тора һәм карп культураларында бал кортларына өстәмә яки алыштыручы буларак коммерция максатларында кулланыла. Бу бал кортлары март һәм апрель айлары арасында чыга, иртә үскән ата кортлар ана кортлардан өч-дүрт көн алдан чыга. Парлашудан соң, ана кортлар трубкалы оя куышлыгында (табигый яки ясалма) берничә токым күзәнәкләре булдыру өчен чәчәк серкәсе һәм нектар җыялар1,20. Йомыркалар күзәнәкләр эчендәге чәчәк серкәсенә салына; аннары ана кортлар киләсе күзәнәкне әзерләр алдыннан балчык стена төзиләр. Беренче яшь личинкалары хорион эченә ябыла һәм эмбриональ сыеклыклар белән туклана. Икенче яшьтән бишенче яшькә кадәр (прекупа) личинкалар чәчәк серкәсе белән туклана22. Чәчәк серкәсе тулысынча беткәч, личинкалар коконнар формалаштыра, курчак формалаша һәм бер үк токым камерасында, гадәттә җәй ахырында, өлкән булып чыга20,23. Өлкән кортлар киләсе язда чыга. Өлкән кортларның исән калуы азык куллануга нигезләнгән чиста энергия артуы (авырлык артуы) белән бәйле. Шулай итеп, чәчәк серкәсенең туклыклы сыйфаты, шулай ук һава торышы яки пестицидларга дучар булу кебек башка факторлар исән калу һәм сәламәтлек өчен билгеләүче факторлар булып тора24.
Чәчәк атар алдыннан кулланылган инсектицидлар һәм фунгицидлар үсемлек кан тамырлары эчендә төрле дәрәҗәдә хәрәкәт итә ала: трансламинардан (мәсәлән, кайбер фунгицидлар кебек яфракларның өске өслегеннән аскы өслеккә күчә ала) 25, чын системалы йогынтыга кадәр. , алар тамырлардан таҗга үтеп керә ала, алма чәчәкләренең нектарына керә ала26, анда алар өлкән O. cornifrons27 үтерә ала. Кайбер пестицидлар шулай ук серкәгә сеңеп, кукуруз личинкалары үсешенә тәэсир итә һәм аларның үлеменә китерә19. Башка тикшеренүләр күрсәткәнчә, кайбер фунгицидлар бәйле O. lignaria28 төрләренең оя кору тәртибен сизелерлек үзгәртә ала. Моннан тыш, пестицидларга дучар булу сценарийларын симуляцияләүче лаборатория һәм кыр тикшеренүләре (шул исәптән фунгицидлар) пестицидларның бал кортларының һәм кайбер ялгыз кортларның физиологиясенә 22 морфологиясенә 29 һәм исән калуына тискәре йогынты ясавын күрсәтте. Чәчәк ату вакытында ачык чәчәкләргә турыдан-туры кулланылган төрле фунгицид спрейлары өлкән кортлар тарафыннан личинка үсеше өчен җыелган серкәне пычратырга мөмкин, аларның йогынтысын әле өйрәнергә кирәк30.
Личинка үсешенә ашкайнату системасының серкәләре һәм микроб берләшмәләре йогынты ясавы барган саен таныла бара. Бал кортлары микробиомасы тән массасы31, метаболик үзгәрешләр22 һәм патогеннарга бирешүчәнлек32 кебек параметрларга йогынты ясый. Элегрәк үткәрелгән тикшеренүләрдә ялгыз кортларның микробиомасына үсеш стадиясенең, туклыклы матдәләрнең һәм мохитнең йогынтысы тикшерелде. Бу тикшеренүләрдә личинка һәм серкә микробиомнары33 структурасында һәм күплегендә, шулай ук ялгыз корт төрләре арасында иң еш очрый торган Pseudomonas һәм Delftia бактериаль токымнарында охшашлыклар ачыкланды. Ләкин, фунгицидлар бал кортлары сәламәтлеген саклау стратегияләре белән бәйле булса да, фунгицидларның турыдан-туры авыз аша личинка микробиотасы белән бәйләнеше өйрәнелмәгән булып кала.
Бу тикшеренүдә Америка Кушма Штатларында агач җимешләрендә куллану өчен теркәлгән алты еш кулланыла торган фунгицидның реаль дөнья дозаларының йогынтысы тикшерелде, шул исәптән пычранган ризыктан алынган кукуруз мөгезле күбәләге личинкаларына авыз аша бирелгән контакт һәм системалы фунгицидлар. Без контакт һәм системалы фунгицидларның умарта кортларының тән авырлыгы артуын һәм үлем очракларын арттыруын ачыкладык, иң җитди йогынтысы манкозеб һәм пиритиопид белән бәйле. Аннары без манкозеб белән эшкәртелгән чәчәк рационы белән тукланган личинкаларның микроб төрлелеген контроль рацион белән тукланган личинкалар белән чагыштырдык. Без үлем очракларының нигезендәге потенциаль механизмнарны һәм комплекс корткычлар һәм чәчәк рационын идарә итү (IPPM)36 программаларына йогынтыларны тикшерәбез.
Куклаларда кышлаучы өлкән O. cornifrons кортлары Биглервилл, Пенсильвания штатындагы Җимеш тикшеренү үзәгеннән алынган һәм −3 - 2°C (±0,3°C) температурада сакланган. Эксперимент алдыннан (барлыгы 600 кокон). 2022 елның маенда көн саен 100 O. cornifrons коконы пластик стаканнарга күчерелгән (стаканга 50 кокон, DI 5 см × 15 см озынлыкта) һәм ачылуны яхшырту һәм чәйнәргә яраклы субстрат булдыру өчен, ташлы кортларга йөкләнешне киметү өчен стаканнар эченә салфеткалар куелган37. Коконнар салынган ике пластик стаканны бөҗәк читлегенә (30 × 30 × 30 см, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Тайвань) 50% сахароза эремәсе булган 10 мл тукландыргычлар белән урнаштырыгыз һәм ябылуны һәм парлашуны тәэмин итү өчен дүрт көн саклагыз. 23°C, чагыштырма дымлылык 60%, фотопериод 10 л (түбән интенсивлык): 14 көн. Алма чәчәкләре иң югары ноктасында ике ясалма ояга алты көн дәвамында (көненә 100) һәр иртә 100 парлашкан ана һәм ата кош чыгарылды (оя: киңлеге 33,66 × биеклеге 30,48 × озынлыгы 46,99 см; 1 нче өстәмә рәсем). Пенсильвания дәүләт дендропаркында, чия (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), шабдалы (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), груша (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), коронария алма агачы (Malus coronaria) һәм алма агачларының күп төрле төрләре (Malus coronaria, Malus), йорт алма агачы 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus алма агачы 'Co-Op 31′ Winecrisp™, бегония 'Freedom', бегония 'Golden Delicious', бегония 'Nova Spy') янында урнаштырылган. Һәр зәңгәр пластик кош оясы ике агач тартма өстенә сыя. Һәр оя тартмасында тонык целлофан тюбикларына урнаштырылган 800 буш крафт кәгазь тюбиклары (спираль формасында ачык, 0,8 см ID × 15 см L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) бар иде (0,7 OD карагыз). Пластик тыгыннар (T-1X тыгыннары) оя кору урыннарын тәэмин итә.
Ике оя тартмасы да көнчыгышка караган һәм кимерүчеләр һәм кошларның керүен булдырмас өчен яшел пластик бакча коймасы белән капланган (Everbilt моделе #889250EB12, тишек зурлыгы 5 × 5 см, 0,95 м × 100 м) һәм оя тартмасы туфрак тартмалары янына туфрак өслегенә урнаштырылган. Оя тартмасы (Өстәмә 1a рәсем). Кукуруз коен йомыркалары көн саен оялардан 30 торба җыеп, лабораториягә ташылып җыелды. Кайчы кулланып, торба очында кисем ясагыз, аннары токым күзәнәкләрен ачу өчен спираль торбаны сүтегез. Аерым йомыркалар һәм аларның серкәләре кәкре шпатель ярдәмендә алынды (Microslide кораллар комплекты, BioQuip Products Inc., Калифорния). Йомыркалар дымлы фильтр кәгазендә инкубацияләнде һәм безнең тәҗрибәләрдә кулланыр алдыннан 2 сәгатькә Петри савытына куелды (Өстәмә 1b-d рәсем).
Лабораториядә без алма чәчәге алдыннан һәм чәчәк ату вакытында кулланылган алты фунгицидның авыз аша куллану өчен токсиклыгын өч концентрациядә (0,1X, 0,5X һәм 1X, монда 1X - 100 галлон суга/акрга кулланылган билге. Югары кыр дозасы = кырдагы концентрация). , 1 нче таблица). Һәр концентрация 16 тапкыр кабатланды (n = 16). Ике контакт фунгицид (S1 таблицасы: манкозеб 2696,14 ppm һәм каптан 2875,88 ppm) һәм дүрт системалы фунгицид (S1 таблицасы: пиритиостробин 250,14 ppm; трифлоксистробин 110,06 ppm; миклобутанил азол 75,12 ppm; ципродинил 280,845 ppm) җиләк-җимеш, яшелчә һәм декоратив культуралар өчен токсиклыгын бәяләдек. Без чәчәк серкәсен тарткыч ярдәмендә гомогенлаштырдык, 0,20 г чокырны (24 чокырлы Falcon Plate) күчердек һәм 1 мкл фунгицид эремәсен өстәп болгаттык, шуңа күрә йомыркалар салынган 1 мм тирәнлектәге чокырлар белән пирамида чәчәк серкәсе барлыкка килде. Мини шпатель ярдәмендә урнаштырыгыз (Өстәмә 1c, d рәсемнәре). Falcon пластинкалары бүлмә температурасында (25°C) һәм 70% чагыштырма дымлылыкта сакланды. Без аларны чиста су белән эшкәртелгән гомоген чәчәк серкәсе белән тукланган контроль личинкалар белән чагыштырдык. Без үлем очракларын теркәдек һәм аналитик баланс ярдәмендә личинкалар туачак яшькә җиткәнче көнаралаш личинка авырлыгын үлчәдек (Fisher Scientific, төгәллек = 0,0001 г). Ниһаять, җенес нисбәте 2,5 айдан соң коконны ачып бәяләнде.
ДНК O. cornifrons личинкаларыннан тулысынча алынды (манкозеб белән эшкәртелгән һәм эшкәртелмәгән чәчәк серкәсе өчен n = 3) һәм без бу үрнәкләрдә микроб төрлелеге анализларын үткәрдек, бигрәк тә манкозебта MnZn алган личинкаларда иң югары үлем күзәтелгәнлектән. ДНК көчәйтелде, DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead ДНК комплекты (Zymo Research, Irvine, CA) ярдәмендә чистартылды һәм v3 комплекты ярдәмендә Illumina® MiSeq™'та секвенирланды (600 цикл). Бактериаль 16S рибосомаль РНК геннарын максатчан секвенирлау Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) ярдәмендә 16S рРНК генының V3-V4 өлкәсенә юнәлтелгән праймерлар кулланып башкарылды. Моннан тыш, 18S секвенирлау 10% PhiX инклюзиясе кулланып башкарылды, ә амплификация 18S001 һәм NS4 праймер пары ярдәмендә башкарылды.
QIIME2 конвейерын (v2022.11.1) кулланып, парлы укуларны39 импортлагыз һәм эшкәртегез. Бу укулар киселде һәм берләштерелде, һәм химерик эзлеклелекләр QIIME2'дәге DADA2 плагины (qiime dada2 моң парлаштыру)40 ярдәмендә бетерелде. 16S һәм 18S класс билгеләүләре объект классификаторы Classify-sklearn плагины һәм алдан өйрәтелгән silva-138-99-nb-classifier артефакты ярдәмендә башкарылды.
Барлык эксперименталь мәгълүматлар нормальлеккә (Шапиро-Вилкс) һәм дисперсияләрнең бер төрлелегенә (Левен тесты) тикшерелде. Мәгълүматлар җыелмасы параметрик анализ фаразларына туры килмәгәнлектән һәм трансформация калдыкларны стандартлаштыра алмаганлыктан, без личинкаларның яңа авырлыгына дәвалауның йогынтысын бәяләү өчен ике фактор [вакыт (өч фазалы 2, 5 һәм 8 көнлек вакыт нокталары) һәм фунгицид] белән параметрик булмаган ике яклы ANOVA (Крускал-Уоллис) үткәрдек, аннары Вилкоксон тесты ярдәмендә параметрик булмаган парлы чагыштырулар үткәрелде. Өч фунгицид концентрациясендә фунгицидларның яшәүгә йогынтысын чагыштыру өчен без Пуассон бүленеше белән гомумиләштерелгән сызыклы модель (GLM) кулландык41,42. Дифференциаль муллык анализы өчен ампликон эзлеклелеге вариантлары (ASV) саны ыруг дәрәҗәсендә кыскартылды. 16S (род дәрәҗәсе) һәм 18S чагыштырма муллыгы ярдәмендә төркемнәр арасындагы дифференциаль муллыкны чагыштыру позиция, масштаб һәм форма өчен гомумиләштерелгән өстәмә модель (GAMLSS) ярдәмендә бета-нуль белән арттырылган (BEZI) гаилә бүленешләре белән башкарылды, алар макро. Микробиом R43 (v1.1) моделендә модельләштерелде. 1). Дифференциаль анализ алдыннан митохондриаль һәм хлоропласт төрләрен алып ташлагыз. 18S төрле таксономик дәрәҗәләре аркасында, дифференциаль анализлар өчен һәр таксонның иң түбән дәрәҗәсе генә кулланылды. Барлык статистик анализлар да R (v. 3.4.3., CRAN проекты) ярдәмендә башкарылды (2013 командасы).
Манкозеб, пиритиостробин һәм трифлоксистробинга дучар булу O. cornifrons'ның тән авырлыгы артуын сизелерлек киметкән (1 нче рәсем). Бу йогынтылар бәяләнүче өч доза өчен дә даими күзәтелгән (1а–в рәсем). Циклостробин һәм миклобутанил личинкаларның авырлыгын сизелерлек киметмәгән.
Дүрт диета белән эшкәртү вакытында өч вакыт ноктасында үлчәнгән сабак корткычы личинкаларының уртача яңа авырлыгы (бер төрле чәчәк серкәсе туклануы + фунгицид: контроль, 0.1X, 0.5X һәм 1X дозалар). (а) Түбән доза (0.1X): беренче тапкыр куллану ноктасы (1 нче көн): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, икенче тапкыр куллану ноктасы (5 нче көн): 22.83, DF = 0.0009; өченче тапкыр куллану ноктасы; ноктасы (8 нче көн): χ2: 28.39, DF = 6; (б) ярты доза (0.5X): беренче тапкыр куллану ноктасы (1 нче көн): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, икенче тапкыр куллану ноктасы (беренче көн).): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; өченче вакыт ноктасы (8 нче көн) χ2: 16.47, DF = 6; (c) Урын яки тулы доза (1X): беренче вакыт ноктасы (1 нче көн) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, икенче вакыт ноктасы (5 нче көн): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; өченче вакыт ноктасы (8 нче көн): χ2: 28.39, DF = 6; дисперсиянең параметрик булмаган анализы. Сызыклар парлы чагыштыруларның уртача ± SE ны күрсәтә (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
Иң түбән дозада (0,1X) личинканың гәүдә авырлыгы трифлоксистробин белән 60% ка, манкозеб белән 49% ка, миклобутанил белән 48% ка һәм пиритистробин белән 46% ка кимегән (1a рәсем). Кыр дозасының яртысына (0,5X) дучар ителгәндә, манкозеб личинкаларының гәүдә авырлыгы 86% ка, пиритиостробин 52% ка һәм трифлоксистробин 50% ка кимегән (1b рәсем). Манкозебның тулы кыр дозасы (1X) личинка авырлыгын 82% ка, пиритиостробин 70% ка, ә трифлоксистробин, миклобутанил һәм сангард якынча 30% ка кимегән (1c рәсем).
Манкозеб белән эшкәртелгән чәчәк тузаны белән тукланган личинкалар арасында үлем күрсәткече иң югары булган, аннан соң пиритиостробин һәм трифлоксистробин килгән. Үлем күрсәткече манкозеб һәм пиритизолин дозалары арткан саен арткан (2 нче рәсем; 2 нче таблица). Ләкин, трифлоксистробин концентрациясе арткан саен, кукуруз бөҗәкләреннән үлем күрсәткече бераз гына арткан; ципродинил һәм каптан контроль эшкәртү белән чагыштырганда үлем күрсәткечләрен сизелерлек арттырмаган.
Алты төрле фунгицид белән аерым эшкәртелгән чәчәк серкәсен ашаганнан соң, черепица личинкаларының үлеме чагыштырылды. Манкозеб һәм пентопирамид кукуруз кортларының авыз аша тәэсиренә сизгеррәк булган (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (сызык, авышлык = 0.29, P < 0.001; авышлык = 0.24, P <0.00)).
Уртача алганда, барлык дәвалау ысуллары буенча пациентларның 39,05% хатын-кыз, ә 60,95% ир-ат иде. Контроль дәвалау ысуллары арасында хатын-кызлар өлеше түбән дозалы (0,1X) һәм ярты дозалы (0,5X) тикшеренүләрдә 40%, ә кыр дозалы (1X) тикшеренүләрдә 30% тәшкил итте. 0,1X дозада, манкозеб һәм миклобутанил белән эшкәртелгән чәчәк серкәсе белән тукланган личинкалар арасында олыларның 33,33% хатын-кыз, олыларның 22% хатын-кыз, олы личинкаларның 44% хатын-кыз, олы личинкаларның 44% хатын-кыз, олы личинкаларның 41% хатын-кыз, ә контроль төркемдә 31% иде (3а рәсем). Дозаның 0,5 тапкыры белән манкозеб һәм пиритиостробин төркемендәге өлкән кортларның 33% ы ана кортлар, трифлоксистробин төркемендә 36%, миклобутанил төркемендә 41% һәм ципростробин төркемендә 46% иде. Бу күрсәткеч төркемдә 53%, каптан төркемендә һәм контроль төркемендә 38% тәшкил итте (3б рәсем). 1X дозасында манкозеб төркеменең 30% ы хатын-кызлар, пиритиостробин төркеменең 36% ы, трифлоксистробин төркеменең 44% ы, миклобутанил төркеменең 38% ы, контроль төркемнең 50% ы хатын-кызлар иде – 38,5% (3в рәсем).
Личинка стадиясендәге фунгицид тәэсиреннән соң ана һәм ата бөҗәкләрнең проценты. (а) Түбән доза (0,1X). (б) Ярты доза (0,5X). (в) Кыр дозасы яки тулы доза (1X).
16S эзлеклелек анализы бактерия төркеменең манкозеб белән эшкәртелгән чәчәк серкәсе белән тукланган личинкалар һәм эшкәртелмәгән чәчәк серкәсе белән тукланган личинкалар арасында аерылып торуын күрсәтте (4a рәсем). Чәчәк серкәсе белән тукланган эшкәртелмәгән личинкаларның микроб индексы манкозеб белән эшкәртелгән чәчәк серкәсе белән тукланган личинкаларныкыннан югарырак булды (4b рәсем). Төркемнәр арасындагы байлык аермасы статистик яктан әһәмиятле булмаса да, эшкәртелмәгән чәчәк серкәсе белән тукланган личинкаларныкыннан күпкә түбәнрәк булды (4c рәсем). Чагыштырмача күплек контроль чәчәк серкәсе белән тукланган личинкаларның микробиотасы манкозеб белән эшкәртелгән личинкалар белән тукланган личинкаларныкыннан күпкә төрлерәк булуын күрсәтте (5a рәсем). Тасвирлама анализы контроль һәм манкозеб белән эшкәртелгән үрнәкләрдә 28 ыруг булуын күрсәтте (5b рәсем). c 18S эзлеклелеген кулланып анализлау әһәмиятле аермалар тапмады (Өстәмә 2 нче рәсем).
16S эзлеклелегенә нигезләнгән SAV профильләре Шеннон байлыгы белән чагыштырылды һәм байлык филум дәрәҗәсендә күзәтелде. (а) Эшкәртелмәгән чәчәк серкәсе белән тукланган яки контроль (зәңгәр) һәм манкозеб белән тукланган личинкаларда (кызгылт сары) гомуми микроб җәмгыяте структурасына нигезләнгән төп координат анализы (PCoA). Һәр мәгълүмат ноктасы аерым үрнәкне күрсәтә. PCoA күп үзгәрүчәнле t бүленешенең Брей-Кертис дистанциясен кулланып исәпләнде. Оваллар 80% ышаныч дәрәҗәсен күрсәтә. (б) Тартма графигы, чимал Шеннон байлыгы мәгълүматлары (нокталар) һәм в. Күзәтү мөмкин булган байлык. Тартма графигы медиана сызыгы, квартильара диапазон (IQR) һәм 1,5 × IQR (n = 3) өчен тартмаларны күрсәтә.
Манкозеб белән эшкәртелгән һәм эшкәртелмәгән чәчәк серкәсе белән тукланган личинкаларның микроб берләшмәләренең составы. (а) Личинкаларда микроб ыругларының чагыштырмача күплеге. (б) Аныкланган микроб берләшмәләренең җылылык картасы. Delftia (ихтималлык нисбәте (OR) = 0.67, P = 0.0030) һәм Pseudomonas (OR = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060); Җылылык картасы рәтләре корреляция ераклыгы һәм уртача тоташу ярдәмендә кластерлаштырылган.
Безнең нәтиҗәләр күрсәткәнчә, чәчәк ату вакытында киң кулланыла торган контакт (манкозеб) һәм системалы (пиростробин һәм трифлоксистробин) фунгицидларның авыз аша тәэсир итүе кукуруз личинкаларының авырлык артуын һәм үлемен сизелерлек киметкән. Моннан тыш, манкозеб препупаль этапта микробиомның төрлелеген һәм байлыгын сизелерлек киметкән. Тагын бер системалы фунгицид булган миклобутанил өч дозада да личинкаларның тән авырлыгы артуын сизелерлек киметкән. Бу эффект икенче (5 нче көн) һәм өченче (8 нче көн) вакыт нокталарында ачык күренде. Киресенчә, ципродинил һәм каптан контроль төркем белән чагыштырганда авырлык артуын яки яшәүне сизелерлек киметмәгән. Безнең белүебезчә, бу эш кукуруз культураларын турыдан-туры серкә тәэсире аша саклау өчен кулланылган төрле фунгицидларның кырдагы йогынтысын билгеләүче беренче эш.
Барлык фунгицидлар белән дәвалау да контроль дәвалау белән чагыштырганда тән авырлыгы артуын сизелерлек киметте. Манкозеб личинкаларның тән авырлыгы артуына иң зур йогынты ясады, уртача 51% кимү, аннары пиритиостробин. Ләкин башка тикшеренүләрдә фунгицидларның кыр дозаларының личинка стадияләренә тискәре йогынтысы турында хәбәр ителмәгән44. Дитиокарбамат биоцидларының түбән кискен токсиклыгы45 күрсәтелсә дә, манкозеб кебек этилен бисдитиокарбаматлар (EBDCS) мочевина этилен сульфидына таркала ала. Башка хайваннарда мутаген йогынтысын исәпкә алып, бу таркалу продукты күзәтелгән йогынтылар өчен җаваплы булырга мөмкин46,47. Элегрәк үткәрелгән тикшеренүләр этилен тиомочевина формалашуына югары температура48, дымлылык49 һәм продуктны саклау озынлыгы50 кебек факторлар йогынты ясавын күрсәтте. Биоцидларны дөрес саклау шартлары бу ян эффектларны киметергә мөмкин. Моннан тыш, Европа азык-төлек куркынычсызлыгы органы пиритиопидын токсиклыгы турында борчылу белдерде, ул башка хайваннарның ашкайнату системалары өчен канцероген булып чыкты51.
Манкозеб, пиритиостробин һәм трифлоксистробинны авыз аша куллану кукуруз бөҗәкләре личинкаларының үлемен арттыра. Киресенчә, миклобутанил, ципроциклин һәм каптан үлемгә бернинди йогынты ясамады. Бу нәтиҗәләр Ладурнер һ.б.52 нәтиҗәләреннән аерылып тора, алар каптанның өлкән O. lignaria һәм Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) яшәүне сизелерлек киметүен күрсәттеләр. Моннан тыш, каптан һәм боскалид кебек фунгицидларның личинкаларның үлеменә китерә52,53,54 яки туклану тәртибен үзгәртүе ачыкланган55. Бу үзгәрешләр, үз чиратында, чәчәк серкәсенең туклыклылык сыйфатына һәм, ниһаять, личинка стадиясенең энергия артуына тәэсир итә ала. Контроль төркемендә күзәтелгән үлем башка тикшеренүләр белән туры килә56,57.
Безнең эштә күзәтелгән ир-атларның җенескә өстенлек бирү нисбәте, Висенс һәм Бош тарафыннан O. cornuta өчен алдан тәкъдим ителгәнчә, җитәрлек парлашмау һәм чәчәк ату вакытында начар һава торышы кебек факторлар белән аңлатылырга мөмкин. Безнең тикшеренүдә ана һәм ата кортларның парлашу өчен дүрт көне булса да (гомумән алганда, бу чор уңышлы парлашу өчен җитәрлек дип санала), без стрессны киметү өчен яктылык интенсивлыгын махсус киметтек. Ләкин бу модификация парлашу процессына очраклы рәвештә комачауларга мөмкин61. Моннан тыш, бал кортлары берничә көн дәвамында начар һава торышын кичерәләр, шул исәптән яңгыр һәм түбән температура (<5°C), бу да парлашу уңышына тискәре йогынты ясарга мөмкин4,23.
Безнең тикшеренү бөтен личинка микробиомына юнәлтелгән булса да, безнең нәтиҗәләр умарта кортларының туклануы һәм фунгицидларга дучар булу өчен мөһим булырга мөмкин булган бактерия җәмгыятьләре арасындагы потенциаль мөнәсәбәтләргә күз салырга мөмкинлек бирә. Мәсәлән, манкозеб белән эшкәртелгән серкә личинкалары, эшкәртелмәгән серкә личинкалары белән чагыштырганда, микроб җәмгыяте структурасын һәм санын сизелерлек киметкән. Эшкәртелмәгән серкә ашаган личинкаларда Proteobacteria һәм Actinobacteria бактерия төркемнәре доминант булган һәм күбесенчә аэроб яки факультатив аэроб булган. Гадәттә ялгыз умарта кортлары төрләре белән бәйле Delft бактерияләренең антибиотик активлыгы билгеле, бу патогеннарга каршы потенциаль саклау ролен күрсәтә. Тагын бер бактериаль төр, Pseudomonas, эшкәртелмәгән серкә личинкаларында күп булган, ләкин манкозеб белән эшкәртелгән личинкаларда сизелерлек кимегән. Безнең нәтиҗәләр Pseudomonasны O. bicornis35 һәм башка ялгыз умарта кортларында34 иң күп очрый торган токымнарның берсе итеп билгеләгән алдагы тикшеренүләрне раслый. Pseudomonas бактериясенең O. cornifrons сәламәтлегендәге роле турында эксперименталь дәлилләр өйрәнелмәгән булса да, бу бактериянең Paederus fuscipes коңгызында саклагыч токсиннар синтезын стимуллаштыруы һәм in vitro 35, 65 аргинин метаболизмын стимуллаштыруы күрсәтелгән. Бу күзәтүләр O. cornifrons личинкалары үсеш вакытында вирус һәм бактерияләрдән саклануда потенциаль роль уйнавын күрсәтә. Microbacterium - безнең тикшеренүдә ачыкланган тагын бер ыруг, ул ачлык шартларында кара солдат чебен личинкаларында күп санда булуы турында хәбәр ителә66. O. cornifrons личинкаларында микробактерияләр стресс шартларында эчәк микробиомының балансына һәм тотрыклылыгына өлеш кертә ала. Моннан тыш, Rhodococcus O. cornifrons личинкаларында очрый һәм үзенең детоксикация сәләте белән билгеле67. Бу ыруг шулай ук A. florea эчәгендә дә очрый, ләкин бик аз санда68. Безнең нәтиҗәләр личинкаларда метаболик процессларны үзгәртә алырлык күпсанлы микроб таксоннары арасында күпсанлы генетик вариацияләрнең булуын күрсәтә. Ләкин, O. cornifrons функциональ төрлелеген яхшырак аңлау кирәк.
Кыскасы, нәтиҗәләр манкозеб, пиритиостробин һәм трифлоксистробинның тән авырлыгы артуын һәм кукуруз бөҗәкләре личинкаларының үлемен арттыруын күрсәтә. Фунгицидларның серкәләндерүчеләргә йогынтысы турында борчылулар арта барса да, бу кушылмаларның калдык метаболитларының йогынтысын яхшырак аңлау кирәк. Бу нәтиҗәләрне фермерларга җимеш агачлары чәчәк ату алдыннан һәм чәчәк ату вакытында билгеле бер фунгицидларны кулланудан баш тартырга ярдәм итүче интеграцияләнгән серкәләндерүчеләр белән идарә итү программалары буенча тәкъдимнәргә кертергә мөмкин, фунгицидларны сайлап һәм куллану вакытын үзгәртеп, яки зарарсызрак альтернативаларны куллануны дәртләндереп. Бу мәгълүмат пестицидлар куллану буенча тәкъдимнәр эшләү өчен мөһим, мәсәлән, гамәлдәге сиптерү программаларын көйләү һәм фунгицидларны сайлаганда сиптерү вакытын үзгәртү яки куркынычсызрак альтернативаларны куллануны популярлаштыру. Фунгицидларның җенес нисбәтенә, туклану тәртибенә, эчәклек микробиомына һәм кукуруз бөҗәкләренең авырлыгы кимүенә һәм үлеменә нигезләнгән молекуляр механизмнарга тискәре йогынтысын өйрәнү өчен өстәмә тикшеренүләр кирәк.
1 һәм 2 нче рәсемнәрдәге 1, 2 һәм 3 нче чыганак мәгълүматлары figshare мәгълүмат саклагычында DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 һәм https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233 сакланган. Агымдагы тикшеренүдә анализланган эзлеклелекләр (4, 5 нче рәсемнәр) NCBI SRA саклагычында PRJNA1023565 теркәү номеры астында бар.
Bosch, J. һәм Kemp, WP Бал кортлары төрләрен авыл хуҗалыгы культураларын серкәләндерүчеләр буларак үстерү һәм урнаштыру: Osmia ыругы мисалында. (Hymenoptera: Megachilidae) һәм җимеш агачлары. bull. Ntomore. resource. 92, 3–16 (2002).
Паркер, М.Г. һ.б. Нью-Йорк һәм Пенсильваниядә алма үстерүчеләр арасында серкәләндерү практикасы һәм альтернатив серкәләндерүчеләр турында фикерләр. яңарту. Авыл хуҗалыгы. азык-төлек системалары. 35, 1–14 (2020).
Кох И., Лонсдорф Э.В., Артц Д.Р., Питтс-Сингер Т.Л. һәм Рикеттс Т.Х. Бадамны җирле умарта кортлары ярдәмендә серкәләндерү экологиясе һәм икътисады. J. Economics. Ntomore. 111, 16–25 (2018).
Ли, Э., Хе, Ю., һәм Парк, Ю.-Л. Климат үзгәрешенең трагопан фенологиясенә йогынтысы: популяция белән идарә итү өчен нәтиҗәләре. Climb. Change 150, 305–317 (2018).
Артц, ДР һәм Питтс-Сингер, ТЛ Ике ялгыз кортның (Osmia lignaria һәм Megachile rotundata) оя кору тәртибенә фунгицид һәм ярдәмче сиптерүләрнең йогынтысы. PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. һ.б. Аз токсик культура фунгициды (фенбуконазол) аталык репродуктив сыйфат сигналларына комачаулый, нәтиҗәдә кыргый ялгыз умарталарда парлашу уңышы кими. J. Apps. ecology. 59, 1596–1607 (2022).
Сголастра Ф. һ.б. Неоникотиноид инсектицидлар һәм эргостерол биосинтезы өч умарта төрендә синергетик фунгицид үлемен баса. Зыянлы корткычларга каршы көрәш. фән. 73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. һәм Danforth BN Ялгыз умарта кортлары личинкалары Osmia cornifrons (Megachilidae) сабагында оя кортларына серкә белән тәэмин ителгән бактерияләр төрлелеген үзгәртә. front. microorganism. 13, 1057626 (2023).
Дхарампал П.С., Данфорт Б.Н. һәм Стеффан С.А. Ферментланган серкәдәге эктосимбиотик микроорганизмнар ялгыз умарта кортлары үсеше өчен серкәнең үзе кебек үк мөһим. экология. эволюция. 12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F һәм Thalheimer M. Алма бакчаларында рәт араларын утырту, кабат чәчү авыруларын контрольдә тоту: микроб күрсәткечләренә нигезләнгән гамәли нәтиҗәлелекне өйрәнү. Plant Soil 357, 381–393 (2012).
Мартин П.Л., Кравчик Т., Ходадади Ф., Ахимович С.Г. һәм Питер К.А. АКШның Атлантика уртасында алмаларның ачы череге: сәбәпче төрләрне бәяләү һәм төбәк һава шартларының йогынтысы һәм сортларның сизгерлеге. Фитопатология 111, 966–981 (2021).
Каллен М.Г., Томпсон Л.Дж., Кэролан Дж.К., Стаут Дж.К. һәм Стэнли Д.А. Фунгицидлар, гербицидлар һәм умарта кортлары: гамәлдәге тикшеренүләр һәм методларның системалы күзәтүе. PLoS One 14, e0225743 (2019).
Пиллинг, ЭД һәм Джепсон, ПК Бал кортларына (Apis mellifera) EBI фунгицидларының һәм пиретроид инсектицидларының синергетик йогынтысы. Фән зыянкечләре. 39, 293–297 (1993).
Муссен, Э.К., Лопес, ДЖ.Э. һәм Пенг, К.И. Бал кортлары личинкаларының үсешенә һәм үсешенә сайланган фунгицидларның йогынтысы Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae). Чәршәмбе. Нтомор. 33, 1151-1154 (2004).
Ван Дайк, М., Маллен, Э., Викстед, Д., һәм МакАрт, С. Агач бакчаларында серкәләндерүчеләрне яклау өчен пестицидлар куллану буенча карарлар кабул итү кулланмасы (Корнелл университеты, 2018).
Ивасаки, Дж.М. һәм Хогендорн, К. Умарта кортларының пестицид булмаган тәэсирләргә дучар булуы: ысулларны һәм хәбәр ителгән нәтиҗәләрне карау. Авыл хуҗалыгы. экосистема. Чәршәмбе. 314, 107423 (2021).
Копит А.М., Клингер Э., Кокс-Фостер Д.Л., Рамирес Р.А. һәм Питтс-Сингер Т.Л. Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae) личинка үсешенә туклану төренең һәм пестицидларга дучар булуның йогынтысы. Чәршәмбе. Нтомор. 51, 240–251 (2022).
Копит А.М. һәм Питтс-Сингер Т.Л. Ялгыз буш оялы умарта кортларына пестицидлар тәэсир итү юллары. Чәршәмбе. Нтомор. 47, 499–510 (2018).
Пан, НТ һ.б. Өлкән япон бакча умарталарында (Osmia cornifrons) пестицидларның токсиклыгын бәяләү өчен яңа йоту биоанализы протоколы. фән. Reports 10, 9517 (2020).
Бастырылган вакыты: 2024 елның 14 мае