Asante kwa kutembelea Nature.com. Toleo la kivinjari unachotumia lina uwezo mdogo wa kutumia CSS. Kwa matokeo bora zaidi, tunapendekeza kwamba utumie toleo jipya zaidi la kivinjari chako (au zima Hali ya Upatanifu katika Internet Explorer). Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tunaonyesha tovuti bila mtindo au JavaScript.
Dawa za kuua kuvu hutumiwa mara nyingi wakati wa maua ya matunda ya mti na zinaweza kutishia wadudu wachavushaji. Hata hivyo, kidogo inajulikana kuhusu jinsi wachavushaji wasio nyuki (kwa mfano, nyuki wa peke yao, Osmia cornifrons) wanavyoitikia kwa mguso na dawa za kuua ukungu zinazotumiwa sana kwenye tufaha wakati wa maua. Pengo hili la maarifa linaweka mipaka katika maamuzi ya udhibiti yanayobainisha viwango salama na muda wa kunyunyiza dawa ya kuua kuvu. Tulitathmini athari za dawa mbili za kuua kuvu za mgusano (captan na mancozeb) na viua kuvu vinne vya interlayer/phytosystem (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobin na trifloxystrobin). Madhara katika kupata uzito wa mabuu, kuishi, uwiano wa jinsia na utofauti wa bakteria. Tathmini ilifanywa kwa kutumia uchunguzi wa muda mrefu wa bioassay ambapo chavua ilitibiwa katika dozi tatu kulingana na kipimo kilichopendekezwa kwa matumizi ya shambani (1X), nusu ya kipimo (0.5X) na kipimo cha chini (0.1X). Vipimo vyote vya mancozeb na pyritisoline vilipunguza sana uzito wa mwili na maisha ya mabuu. Kisha tulipanga jeni la 16S ili kubainisha bakteria ya mabuu ya mancozeb, dawa ya kuua ukungu inayohusika na vifo vingi zaidi. Tuligundua kuwa anuwai na wingi wa bakteria ulipunguzwa sana katika mabuu waliolishwa kwa chavua iliyotiwa na mancozeb. Matokeo yetu ya maabara yanaonyesha kuwa kunyunyizia baadhi ya dawa hizi za ukungu wakati wa maua ni hatari sana kwa afya ya O. cornifrons. Taarifa hii ni muhimu kwa maamuzi ya usimamizi wa siku zijazo kuhusu matumizi endelevu ya bidhaa za kulinda miti ya matunda na hutumika kama msingi wa michakato ya udhibiti inayolenga kulinda wachavushaji.
Nyuki wa pekee waashi Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) alianzishwa nchini Marekani kutoka Japani mwishoni mwa miaka ya 1970 na mwanzoni mwa miaka ya 1980, na spishi hiyo imekuwa na jukumu muhimu la uchavushaji katika mifumo ikolojia inayosimamiwa tangu wakati huo. Idadi ya nyuki hawa walioasiliwa ni sehemu ya takriban spishi 50 za nyuki-mwitu wanaosaidiana na nyuki wanaochavusha bustani ya mlozi na tufaha nchini Marekani2,3. Nyuki wa masoni wanakabiliwa na changamoto nyingi, ikiwa ni pamoja na kugawanyika kwa makazi, vimelea vya magonjwa, na dawa3,4. Miongoni mwa dawa za kuua wadudu, dawa za ukungu hupunguza faida ya nishati, lishe5 na hali ya mwili6,7. Ingawa utafiti wa hivi majuzi unapendekeza kuwa afya ya nyuki wa Mason inathiriwa moja kwa moja na vijiumbe vya commensal na ectobactic, 8,9 kwa sababu bakteria na kuvu vinaweza kuathiri lishe na majibu ya kinga, athari za mfiduo wa dawa za ukungu kwenye anuwai ya nyuki wa Mason zimeanza kuchunguzwa.
Dawa za kuua kuvu za athari mbalimbali (kwa mawasiliano na za kimfumo) hupuliziwa kwenye bustani kabla na wakati wa kutoa maua ili kutibu magonjwa kama vile kigaga cha tufaha, kuoza chungu, kuoza kahawia na ukungu10,11. Fungicides huchukuliwa kuwa haina madhara kwa wachavushaji, kwa hivyo wanapendekezwa kwa bustani wakati wa maua; Kufichuliwa na kumeza kwa dawa hizi za ukungu na nyuki kunajulikana sana, kwa kuwa ni sehemu ya mchakato wa usajili wa viuatilifu na Wakala wa Ulinzi wa Mazingira wa Marekani na mashirika mengine mengi ya udhibiti wa kitaifa12,13,14. Hata hivyo, athari za dawa za kuua kuvu kwa wasio nyuki hazijulikani sana kwa sababu hazihitajiki chini ya mikataba ya uidhinishaji wa masoko nchini Marekani15. Kwa kuongeza, kwa ujumla hakuna itifaki sanifu za kupima nyuki mmoja16,17, na kudumisha makundi ambayo hutoa nyuki kwa majaribio ni changamoto18. Majaribio ya nyuki tofauti wanaosimamiwa yanazidi kufanywa Ulaya na Marekani ili kuchunguza madhara ya dawa za kuua wadudu kwa nyuki-mwitu, na itifaki sanifu zimetengenezwa hivi majuzi za O. cornifrons19.
Nyuki wenye pembe ni monocytes na hutumiwa kibiashara katika mazao ya carp kama nyongeza au badala ya nyuki wa asali. Nyuki hawa huibuka kati ya Machi na Aprili, na madume waliotangulia kuibuka siku tatu hadi nne kabla ya majike. Baada ya kujamiiana, jike hukusanya poleni na nekta kwa bidii ili kutoa safu ya seli za kizazi ndani ya patiti ya kiota cha tubular (asili au bandia)1,20. Mayai huwekwa kwenye poleni ndani ya seli; jike kisha hujenga ukuta wa udongo kabla ya kuandaa seli inayofuata. Mabuu ya kwanza ya instar yamefungwa kwenye chorion na kulisha maji ya kiinitete. Kutoka nyota ya pili hadi ya tano (prepupa), mabuu hula poleni22. Mara tu usambazaji wa chavua unapoisha kabisa, mabuu huunda vifuko, pupate na kuibuka wakiwa watu wazima katika chumba kimoja cha watoto, kwa kawaida mwishoni mwa kiangazi20,23. Watu wazima huibuka katika chemchemi inayofuata. Uhai wa watu wazima unahusishwa na faida halisi ya nishati (faida ya uzito) kulingana na ulaji wa chakula. Kwa hivyo, ubora wa lishe wa chavua, pamoja na mambo mengine kama vile hali ya hewa au kukabiliwa na dawa za kuulia wadudu, ni viashirio vya kuishi na afya24.
Viua wadudu na viua kuvu vilivyowekwa kabla ya kuchanua maua vinaweza kusonga ndani ya vasculature ya mmea hadi viwango tofauti, kutoka kwa translaminar (kwa mfano, kuweza kusonga kutoka sehemu ya juu ya majani hadi sehemu ya chini, kama baadhi ya viua kuvu) 25 hadi athari za kimfumo. , ambayo inaweza kupenya taji kutoka kwenye mizizi, inaweza kuingia kwenye nekta ya maua ya apple26, ambapo wanaweza kuua watu wazima O. cornifrons27. Baadhi ya viuatilifu pia huingia kwenye chavua, na kuathiri ukuaji wa viluwiluwi vya mahindi na kusababisha vifo vyao19. Uchunguzi mwingine umeonyesha kuwa baadhi ya dawa za kuua kuvu zinaweza kubadilisha kwa kiasi kikubwa tabia ya kuatamia ya spishi zinazohusiana O. lignaria28. Zaidi ya hayo, tafiti za kimaabara na mashambani zinazoiga matukio ya kufichuliwa kwa viua wadudu (pamoja na dawa za kuua wadudu) zimeonyesha kuwa viuatilifu vinaathiri vibaya fiziolojia 22 mofolojia 29 na kuishi kwa nyuki wa asali na baadhi ya nyuki walio peke yao. Vipuli mbalimbali vya kuua vimelea vinavyowekwa moja kwa moja kwenye maua yaliyo wazi wakati wa maua vinaweza kuchafua chavua iliyokusanywa na watu wazima kwa ajili ya ukuaji wa mabuu, madhara yake ambayo yanasalia kuchunguzwa30.
Inazidi kutambuliwa kuwa maendeleo ya mabuu huathiriwa na jamii za poleni na microbial za mfumo wa utumbo. Microbiome ya nyuki huathiri vigezo kama vile uzito wa mwili31, mabadiliko ya kimetaboliki22 na kuathiriwa na vimelea vya magonjwa32. Masomo ya awali yamechunguza ushawishi wa hatua ya ukuaji, virutubisho, na mazingira kwenye microbiome ya nyuki pekee. Masomo haya yalifichua ufanano katika muundo na wingi wa vijiumbe vidogo vidogo vya mabuu na chavua33, pamoja na jenasi ya kawaida ya bakteria Pseudomonas na Delftia, kati ya spishi za nyuki pekee. Hata hivyo, ingawa dawa za kuua ukungu zimehusishwa na mikakati ya kulinda afya ya nyuki, madhara ya viua ukungu kwenye mikrobiota ya mabuu kupitia kufichuliwa kwa mdomo moja kwa moja bado hayajachunguzwa.
Utafiti huu ulijaribu athari za vipimo vya ulimwengu halisi vya dawa sita za kuua ukungu zinazotumika sana zilizosajiliwa kutumika kwenye matunda ya miti nchini Marekani, ikiwa ni pamoja na dawa za kuua ukungu za mgusano na za kimfumo zinazosimamiwa kwa mdomo kwa nondo wa corn hornworm kutoka kwa chakula kilichoambukizwa. Tuligundua kuwa migusano na dawa za kuua kuvu za utaratibu zilipunguza uzani wa nyuki na vifo vilivyoongezeka, na athari mbaya zaidi zinazohusiana na mancozeb na pyrithiopide. Kisha tulilinganisha utofauti wa vijiumbe wa mabuu wanaolishwa kwenye lishe ya chavua iliyotibiwa na mancozeb na wale wanaolishwa kwenye lishe ya kudhibiti. Tunajadili mbinu zinazowezekana zinazosababisha vifo na athari kwa programu jumuishi za udhibiti wa wadudu na pollinator (IPPM)36.
cornifrons za watu wazima za O. cornifrons overwintering in cocoons zilipatikana kutoka kwa Kituo cha Utafiti wa Matunda, Biglerville, PA, na kuhifadhiwa kwa −3 hadi 2°C (±0.3°C). Kabla ya jaribio (jumla ya vifuko 600). Mnamo Mei 2022, vifuko 100 vya O. cornifrons vilihamishwa kila siku kwenye vikombe vya plastiki (vifuko 50 kwa kikombe, DI 5 cm × 15 cm kwa urefu) na vifuta viliwekwa ndani ya vikombe ili kukuza ufunguzi na kutoa substrate inayoweza kutafuna, kupunguza mkazo kwa nyuki wa mawe37 . Weka vikombe viwili vya plastiki vilivyo na vifuko ndani ya ngome ya wadudu (cm 30 × 30 × 30, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) pamoja na malisho ya mililita 10 yenye mmumunyo wa 50% wa sucrose na uhifadhi kwa siku nne ili kuhakikisha kufungwa na kupandisha. 23°C, unyevu wa kiasi 60%, kipindi cha kupiga picha 10 l (kiwango cha chini): siku 14. Majike na wanaume 100 waliopandishwa walitolewa kila asubuhi kwa siku sita (100 kwa siku) katika viota viwili vya bandia wakati wa maua ya kilele cha tufaha (kiota cha mtego: upana 33.66 × urefu 30.48 × urefu 46.99 cm; Mchoro wa Nyongeza 1). Imewekwa kwenye Misitu ya Misitu ya Jimbo la Pennsylvania, karibu na cherry (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), peach (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), peari (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinseifolia 'Shinseifolia' mti wa tufaha Shinseifolia 'Shinseifolia' Shinseifolia'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®). (Malus coronaria) na aina nyingi za miti ya tufaha (Malus coronaria, Malus), mti wa tufaha wa nyumbani 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus apple tree 'Co-Op 31′ Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy'). Kila nyumba ya ndege ya plastiki ya bluu inafaa juu ya masanduku mawili ya mbao. Kila kisanduku cha kiota kilikuwa na mirija 800 ya karatasi ya karafu tupu (iliyofunguliwa ond, Kitambulisho cha sentimita 0.8 × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) iliyoingizwa kwenye mirija ya sellophane isiyo na mwanga (0.7 OD tazama Plugi za Plastiki (plugs za T-1X) hutoa tovuti za kutagia.
Sanduku zote mbili za viota zilitazama mashariki na zilifunikwa kwa uzio wa bustani ya plastiki ya kijani kibichi (mfano wa Everbilt #889250EB12, ukubwa wa ufunguzi 5 × 5 cm, 0.95 m × 100 m) ili kuzuia ufikiaji wa panya na ndege na kuwekwa kwenye uso wa udongo karibu na masanduku ya udongo ya kiota. Nest box (Mchoro wa Nyongeza 1a). Mayai ya vipekecha mahindi yalikusanywa kila siku kwa kukusanya mirija 30 kutoka kwenye viota na kusafirisha hadi kwenye maabara. Kwa kutumia mkasi, fanya kata mwishoni mwa bomba, kisha utenganishe bomba la ond ili kufichua seli za kizazi. Mayai ya kibinafsi na chavua yao yaliondolewa kwa kutumia koleo lililopinda (Microslide tool kit, BioQuip Products Inc., California). Mayai yaliwekwa kwenye karatasi yenye unyevunyevu ya chujio na kuwekwa kwenye bakuli la Petri kwa saa 2 kabla ya kutumika katika majaribio yetu (Mchoro wa Nyongeza 1b-d).
Katika maabara, tulitathmini sumu ya mdomo ya dawa sita za kuua ukungu zilizowekwa kabla na wakati wa kuchanua tufaha katika viwango vitatu (0.1X, 0.5X, na 1X, ambapo 1X ndiyo alama inayowekwa kwa kila lita 100 za maji/ekari. Kiwango cha juu cha shamba = mkusanyiko shambani). , Jedwali 1). Kila mkusanyiko ulirudiwa mara 16 (n = 16). Dawa mbili za kuua kuvu za kugusa (Jedwali S1: mancozeb 2696.14 ppm na captan 2875.88 ppm) na viua kuvu vinne vya kimfumo (Jedwali S1: pyrithiostrobin 250.14 ppm; trifloxystrobin 110.06 ppm; myclobupp5m; azole 77m 280.845 ppm) sumu kwa matunda, mboga mboga na mazao ya mapambo. Tulibadilisha chavua kwa kutumia grinder, tukahamisha 0.20 g kwenye kisima (24-visima vya Falcon Plate), na kuongeza na kuchanganya 1 μL ya suluhisho la kuvu ili kuunda poleni ya pyramidal na visima 1 mm ndani ambayo mayai yaliwekwa. Weka kwa kutumia spatula ndogo (Kielelezo cha Nyongeza 1c,d). Sahani za Falcon zilihifadhiwa kwenye joto la kawaida (25 ° C) na unyevu wa 70%. Tulizilinganisha na mabuu ya kudhibiti kulishwa chakula cha poleni cha homogeneous kilichotibiwa na maji safi. Tulirekodi vifo na kupima uzito wa mabuu kila siku nyingine hadi mabuu yalipofikia umri wa kabla ya kuzaliwa kwa kutumia mizani ya uchanganuzi (Fisher Scientific, accuracy = 0.0001 g). Hatimaye, uwiano wa jinsia ulipimwa kwa kufungua koko baada ya miezi 2.5.
DNA ilitolewa kutoka kwa mabuu yote ya O. cornifrons (n = 3 kwa kila hali ya matibabu, chavua iliyotiwa mancozeb na ambayo haijatibiwa) na tulifanya uchanganuzi wa utofauti wa vijiumbe kwenye sampuli hizi, hasa kwa sababu katika mancozeb vifo vingi zaidi vilizingatiwa katika mabuu. kupokea MnZn. DNA ilikuzwa, ikasafishwa kwa kutumia DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA kit (Zymo Research, Irvine, CA), na kupangwa (mizunguko 600) kwenye Illumina® MiSeq™ kwa kutumia kifaa cha v3. Mpangilio uliolengwa wa jeni za 16S ribosomal RNA za bakteria ulifanyika kwa kutumia Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) kwa kutumia vianzio vinavyolenga eneo la V3-V4 la jeni la 16S rRNA. Zaidi ya hayo, mpangilio wa 18S ulifanyika kwa kutumia 10% ya kujumuisha PhiX, na ukuzaji ulifanyika kwa kutumia jozi ya kwanza 18S001 na NS4.
Ingiza na uchakata visoma39 kwa kutumia bomba la QIIME2 (v2022.11.1). Masomo haya yalipunguzwa na kuunganishwa, na mifuatano ya chimeric iliondolewa kwa kutumia programu-jalizi ya DADA2 katika QIIME2 (qiime dada2 kuoanisha kelele)40. Kazi za darasa la 16S na 18S zilitekelezwa kwa kutumia programu-jalizi ya kiainisha kitu cha Classify-sklearn na kiangazio cha awali cha silva-138-99-nb-classifier kilichofunzwa awali.
Data zote za majaribio ziliangaliwa ili kubaini hali ya kawaida (Shapiro-Wilks) na usawa wa tofauti (jaribio la Levene). Kwa sababu seti ya data haikuafiki mawazo ya uchanganuzi wa vigezo na mabadiliko hayakuweza kusawazisha mabaki, tulifanya ANOVA (Kruskal-Wallis) isiyo ya kigezo yenye vipengele viwili [muda (awamu tatu 2, 5, na siku 8) na dawa ya kuvu] ili kutathmini athari ya matibabu ya uzani, kisha ulinganisho wa baada ya kujifungua ulifanyika kwa njia mpya. kwa kutumia mtihani wa Wilcoxon. Tulitumia muundo wa mstari wa jumla (GLM) na usambazaji wa Poisson ili kulinganisha athari za dawa za kuua ukungu katika viwango vitatu vya kuua kuvu41,42. Kwa uchanganuzi wa wingi tofauti, idadi ya vibadala vya mfuatano wa amplicon (ASVs) iliporomoka katika kiwango cha jenasi. Ulinganisho wa wingi wa tofauti kati ya vikundi vinavyotumia 16S (kiwango cha jenasi) na wingi wa jamaa wa 18S ulifanyika kwa kutumia kielelezo cha jumla cha nyongeza cha nafasi, mizani, na umbo (GAMLSS) na mgawanyo wa familia uliochangiwa na sifuri (BEZI), ambao uliwekwa kwa muundo wa jumla . katika Microbiome R43 (v1.1). 1). Ondoa aina za mitochondrial na kloroplast kabla ya uchambuzi tofauti. Kwa sababu ya viwango tofauti vya ushuru vya 18S, kiwango cha chini kabisa cha kila ushuru ndicho kilitumika kwa uchanganuzi tofauti. Uchambuzi wote wa takwimu ulifanywa kwa kutumia R (Mst. 3.4.3., mradi wa CRAN) (Timu ya 2013).
Mfiduo wa mancozeb, pyrithiostrobin, na trifloxystrobin ulipunguza kwa kiasi kikubwa ongezeko la uzito wa mwili katika O. cornifrons (Mchoro 1). Athari hizi zilizingatiwa mara kwa mara kwa vipimo vyote vitatu vilivyotathminiwa (Mchoro 1a-c). Cyclostrobin na myclobutanil hazikupunguza sana uzito wa mabuu.
Uzito wa wastani wa mabuu ya vipekecha shina hupimwa kwa nyakati tatu chini ya matibabu manne ya lishe (mlisho wa chavua homogeneous + fungicide: udhibiti, 0.1X, 0.5X na 1X dozi). (a) Kiwango cha chini (0.1X): hatua ya kwanza (siku 1): χ2: 30.99, DF = 6; P <0.0001, hatua ya pili (siku 5): 22.83, DF = 0.0009; mara ya tatu; uhakika (siku 8): χ2: 28.39, DF = 6; (b) kipimo cha nusu (0.5X): hatua ya kwanza (siku 1): χ2: 35.67, DF = 6; P <0.0001, hatua ya pili (siku ya kwanza). ): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; hatua ya tatu (siku 8) χ2: 16.47, DF = 6; (c) Tovuti au kipimo kamili (1X): hatua ya kwanza (siku 1) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, hatua ya pili (siku 5): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; hatua ya tatu (siku 8): χ2: 28.39, DF = 6; uchambuzi usio na kipimo wa tofauti. Baa zinawakilisha maana ± SE ya ulinganisho wa jozi (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
Katika kipimo cha chini kabisa (0.1X), uzito wa mwili wa mabuu ulipunguzwa kwa 60% na trifloxystrobin, 49% na mancozeb, 48% na myclobutanil, na 46% na pyrithistrobin (Mchoro 1a). Ilipofunuliwa kwa nusu ya kipimo cha shamba (0.5X), uzito wa mwili wa mabuu ya mancozeb ulipunguzwa kwa 86%, pyrithiostrobin kwa 52% na trifloxystrobin kwa 50% (Mchoro 1b). Dozi kamili ya shamba (1X) ya mancozeb ilipunguza uzito wa mabuu kwa 82%, pyrithiostrobin kwa 70%, na trifloxystrobin, myclobutanil na sangard kwa takriban 30% (Mchoro 1c).
Vifo vilikuwa vya juu zaidi kati ya chavua iliyotiwa mancozeb na mabuu, ikifuatiwa na pyrithiostrobin na trifloxystrobin. Vifo viliongezeka kwa kuongezeka kwa viwango vya mancozeb na pyritisoline (Mchoro 2; Jedwali 2). Hata hivyo, vifo vya vipekecha nafaka viliongezeka kidogo tu kadiri viwango vya trifloxystrobin vilipoongezeka; cyprodinil na captan hazikuongeza sana vifo ikilinganishwa na matibabu ya udhibiti.
Vifo vya mabuu wa kupekecha vililinganishwa baada ya kumeza chavua moja moja iliyotibiwa na viua kuvu sita tofauti. Mancozeb na pentopyramidi zilikuwa nyeti zaidi kwa mfiduo wa mdomo kwa funza wa mahindi (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (mstari, mteremko = 0.29, P <0.001; mteremko = 0.24, P) <0.0.
Kwa wastani, katika matibabu yote, 39.05% ya wagonjwa walikuwa wanawake na 60.95% walikuwa wanaume. Miongoni mwa matibabu ya udhibiti, idadi ya wanawake ilikuwa 40% katika masomo ya dozi ya chini (0.1X) na nusu ya dozi (0.5X), na 30% katika masomo ya dozi ya shamba (1X). Katika kipimo cha 0.1X, kati ya mabuu waliolishwa kwa chavua waliotibiwa na mancozeb na myclobutanil, 33.33% ya watu wazima walikuwa wanawake, 22% ya watu wazima walikuwa wanawake, 44% ya mabuu wazima walikuwa wanawake, 44% ya mabuu wazima walikuwa wanawake. kike, 41% ya mabuu wazima walikuwa wanawake, na udhibiti walikuwa 31% (Mchoro 3a). Kwa mara 0.5 kipimo, 33% ya minyoo ya watu wazima katika kundi la mancozeb na pyrithiostrobin walikuwa wanawake, 36% katika kundi la trifloxystrobin, 41% katika kundi la myclobutanil, na 46% katika kundi la cyprostrobin. Idadi hii ilikuwa 53% katika kikundi. katika kikundi cha captan na 38% katika kikundi cha udhibiti (Mchoro 3b). Kwa kipimo cha 1X, 30% ya kikundi cha mancozeb walikuwa wanawake, 36% ya kikundi cha pyrithiostrobin, 44% ya kikundi cha trifloxystrobin, 38% ya kikundi cha myclobutanil, 50% ya kikundi cha udhibiti walikuwa wanawake - 38.5% (Mchoro 3c).
Asilimia ya vipekecha wanawake na wanaume baada ya kuathiriwa na dawa ya ukungu. (a) Kiwango cha chini (0.1X). (b) Nusu dozi (0.5X). (c) Dozi ya shamba au kipimo kamili (1X).
Uchambuzi wa mfuatano wa 16S ulionyesha kuwa kundi la bakteria lilitofautiana kati ya mabuu wanaolishwa na chavua iliyotibiwa na mancozeb na mabuu wanaolishwa na chavua isiyotibiwa (Mchoro 4a). Fahirisi ya vijiumbe hai ya mabuu ambayo hayajatibiwa na kulishwa kwenye chavua ilikuwa kubwa kuliko ile ya mabuu waliolishwa kwenye chavua iliyotibiwa na mancozeb (Mchoro 4b). Ingawa tofauti iliyoonekana katika utajiri kati ya vikundi haikuwa muhimu kitakwimu, ilikuwa chini sana kuliko ile iliyoonekana kwa mabuu wanaokula chavua ambayo haijatibiwa (Mchoro 4c). Wingi kiasi ulionyesha kuwa mikrobiota ya mabuu waliolishwa kwenye chavua ya kudhibiti ilikuwa tofauti zaidi kuliko ile ya mabuu waliolishwa kwenye mabuu yaliyotibiwa na mancozeb (Mchoro 5a). Uchanganuzi wa maelezo ulibaini kuwepo kwa genera 28 katika udhibiti na sampuli zilizotibiwa na mancozeb (Mchoro 5b). c Uchanganuzi kwa kutumia mpangilio wa 18S haukuonyesha tofauti kubwa (Kielelezo cha Nyongeza 2).
Wasifu wa SAV kulingana na mfuatano wa 16S ulilinganishwa na utajiri wa Shannon na kuzingatiwa utajiri katika kiwango cha phylum. (a) Uchanganuzi mkuu wa kuratibu (PCoA) kulingana na muundo wa jumla wa jumuiya ya vijiumbe katika chavua isiyotibiwa au kudhibiti (bluu) na mabuu wanaolishwa na mancozeb (machungwa). Kila sehemu ya data inawakilisha sampuli tofauti. PCoA ilikokotolewa kwa kutumia umbali wa Bray-Curtis wa usambazaji wa t multivariate. Ovals huwakilisha kiwango cha kujiamini cha 80%. (b) Boxplot, data ghafi ya utajiri wa Shannon (pointi) na c. Utajiri unaoonekana. Vikasha vinaonyesha visanduku vya laini ya wastani, safu ya pembetatu (IQR), na 1.5 × IQR (n = 3).
Muundo wa jamii za vijidudu vya mabuu wanaolishwa kwa chavua iliyotibiwa na ambayo haijatibiwa. (a) Wingi wa genera ya vijidudu husomwa kwenye mabuu. (b) Ramani ya joto ya jumuiya za vijidudu zilizotambuliwa. Delftia (uwiano wa tabia mbaya (AU) = 0.67, P = 0.0030) na Pseudomonas (AU = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (AU = 0.75, P = 0.0617) (AU = 1.5, P = 0.0060); Safu za ramani za joto huunganishwa kwa kutumia umbali wa uwiano na muunganisho wa wastani.
Matokeo yetu yanaonyesha kuwa mfiduo wa mdomo kwa mguso (mancozeb) na dawa za kuua vimelea za kimfumo (pyrostrobin na trifloxystrobin), zinazotumiwa sana wakati wa maua, zilipunguza kwa kiasi kikubwa kuongezeka uzito na kuongezeka kwa vifo vya mabuu ya mahindi. Kwa kuongeza, mancozeb ilipunguza kwa kiasi kikubwa tofauti na utajiri wa microbiome wakati wa hatua ya prepupal. Myclobutanil, dawa nyingine ya kimfumo ya kuvu, ilipunguza kwa kiasi kikubwa ongezeko la uzito wa mabuu katika dozi zote tatu. Athari hii ilionekana katika sehemu za pili (siku ya 5) na ya tatu (siku ya 8). Kwa kulinganisha, cyprodinil na captan hazikupunguza sana kupata uzito au kuishi ikilinganishwa na kikundi cha kudhibiti. Kwa ufahamu wetu, kazi hii ndiyo ya kwanza kubainisha madhara ya viwango vya shambani vya dawa mbalimbali za kuua ukungu zinazotumika kulinda mazao ya mahindi kupitia kufichua chavua moja kwa moja.
Matibabu yote ya kuua vimelea yalipunguza kwa kiasi kikubwa ongezeko la uzito wa mwili ikilinganishwa na matibabu ya kudhibiti. Mancozeb ilikuwa na athari kubwa zaidi kwa kupata uzito wa mabuu kwa wastani wa 51%, ikifuatiwa na pyrithiostrobin. Hata hivyo, tafiti nyingine hazijaripoti athari mbaya za dozi za shambani za dawa za kuua kuvu kwenye hatua ya viwavi44. Ingawa dawa za kibayolojia za dithiocarbamate zimeonyeshwa kuwa na sumu kali ya chini45, ethylene bisdithiocarbamates (EBDCS) kama vile mancozeb inaweza kuharibika hadi urea ethilini sulfidi. Kwa kuzingatia athari zake za mabadiliko katika wanyama wengine, bidhaa hii ya uharibifu inaweza kuwajibika kwa athari zilizozingatiwa46,47. Uchunguzi wa awali umeonyesha kuwa uundaji wa ethiurea ya ethilini huathiriwa na mambo kama vile joto la juu48, viwango vya unyevu49 na urefu wa uhifadhi wa bidhaa50. Hali zinazofaa za kuhifadhi dawa za kuua wadudu zinaweza kupunguza athari hizi. Aidha, Mamlaka ya Usalama wa Chakula ya Ulaya imeeleza wasiwasi wake kuhusu sumu ya pyrithiopide, ambayo imeonekana kuwa na kansa kwa mifumo ya usagaji chakula ya wanyama wengine51.
Utawala wa mdomo wa mancozeb, pyrithiostrobin, na trifloxystrobin huongeza vifo vya vipekecha-mahindi. Kwa kulinganisha, myclobutanil, ciprocycline na captan hawakuwa na athari juu ya vifo. Matokeo haya yanatofautiana na yale ya Ladurner et al.52, ambaye alionyesha kuwa captan ilipunguza sana maisha ya watu wazima O. lignaria na Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae). Kwa kuongeza, dawa za kuua kuvu kama vile captan na boscalid zimepatikana kusababisha vifo vya mabuu52,53,54 au kubadilisha tabia ya kulisha55. Mabadiliko haya, kwa upande wake, yanaweza kuathiri ubora wa lishe ya chavua na hatimaye faida ya nishati ya hatua ya mabuu. Vifo vilivyozingatiwa katika kikundi cha udhibiti kilikuwa sawa na masomo mengine 56,57.
Uwiano wa jinsia unaopendelea wanaume unaozingatiwa katika kazi yetu unaweza kuelezewa na mambo kama vile kutotosha kwa kujamiiana na hali mbaya ya hewa wakati wa maua, kama ilivyopendekezwa hapo awali kwa O. cornuta na Vicens na Bosch. Ingawa wanawake na wanaume katika utafiti wetu walikuwa na siku nne za kujamiiana (kipindi ambacho kwa ujumla kinachukuliwa kuwa cha kutosha kwa ajili ya kujamiiana kwa mafanikio), tulipunguza kimakusudi mwangaza ili kupunguza mfadhaiko. Hata hivyo, urekebishaji huu unaweza kuingilia mchakato wa kupandisha bila kukusudia61. Zaidi ya hayo, nyuki hupata siku kadhaa za hali mbaya ya hewa, ikiwa ni pamoja na mvua na halijoto ya chini (<5°C), ambayo inaweza pia kuathiri vibaya mafanikio ya uzazi4,23.
Ijapokuwa utafiti wetu ulilenga viumbe hai vijiumbe vyote, matokeo yetu yanatoa maarifa juu ya uhusiano unaowezekana kati ya jamii za bakteria ambao unaweza kuwa muhimu kwa lishe ya nyuki na mfiduo wa dawa ya ukungu. Kwa mfano, chavua iliyotibiwa na mabuu ilikuwa imepunguza kwa kiasi kikubwa muundo na wingi wa jumuiya ya vijidudu ikilinganishwa na chavua iliyolishwa na mabuu ambayo haijatibiwa. Katika mabuu wakitumia chavua ambayo haijatibiwa, vikundi vya bakteria vya Proteobacteria na Actinobacteria vilikuwa vimetawala na vilikuwa na aerobiki au aerobicly ya hali ya juu. Bakteria ya Delft, kwa kawaida huhusishwa na spishi za nyuki pekee, wanajulikana kuwa na shughuli ya viuavijasumu, inayoonyesha jukumu linalowezekana la ulinzi dhidi ya vimelea vya magonjwa. Aina nyingine ya bakteria, Pseudomonas, ilikuwa kwa wingi katika mabuu waliolishwa chavua isiyotibiwa, lakini ilipunguzwa kwa kiasi kikubwa katika mabuu yaliyotibiwa na mancozeb. Matokeo yetu yanaunga mkono tafiti za awali zilizobainisha Pseudomonas kama mojawapo ya genera nyingi zaidi katika O. bicornis35 na nyigu wengine pekee34. Ingawa ushahidi wa majaribio wa jukumu la Pseudomonas katika afya ya O. cornifrons haujasomwa, bakteria hii imeonyeshwa kukuza usanisi wa sumu ya kinga katika fusi ya mende ya Paederus na kukuza kimetaboliki ya arginine katika vitro 35, 65. Uchunguzi huu unaonyesha jukumu linalowezekana katika ulinzi wa virusi na bakteria wakati wa ulinzi wa O. Microbacterium ni jenasi nyingine iliyotambuliwa katika utafiti wetu ambayo inaripotiwa kuwapo kwa idadi kubwa katika mabuu ya nzi wa askari weusi chini ya hali ya njaa66. Katika mabuu ya O. cornifrons, microbacteria inaweza kuchangia usawa na ustahimilivu wa microbiome ya gut chini ya hali ya mkazo. Zaidi ya hayo, Rhodococcus hupatikana katika mabuu ya O. cornifrons na inajulikana kwa uwezo wake wa kuondoa sumu67. Jenasi hii pia inapatikana kwenye utumbo wa A. florea, lakini kwa wingi mdogo sana68. Matokeo yetu yanaonyesha kuwepo kwa tofauti nyingi za kijeni katika taksi nyingi za vijidudu ambazo zinaweza kubadilisha michakato ya kimetaboliki katika mabuu. Hata hivyo, ufahamu bora wa utofauti wa utendaji kazi wa O. cornifron unahitajika.
Kwa muhtasari, matokeo yanaonyesha kuwa mancozeb, pyrithiostrobin, na trifloxystrobin zilipunguza uzito wa mwili na kuongezeka kwa vifo vya vipekecha mahindi. Ingawa kuna wasiwasi unaoongezeka kuhusu athari za dawa za kuua ukungu kwa wachavushaji, kuna haja ya kuelewa vyema athari za mabaki ya metabolites za misombo hii. Matokeo haya yanaweza kujumuishwa katika mapendekezo ya programu jumuishi za usimamizi wa uchavushaji ambazo huwasaidia wakulima kuepuka matumizi ya baadhi ya viua kuvu kabla na wakati wa maua ya miti ya matunda kwa kuchagua dawa za kuua ukungu na kubadilisha muda wa matumizi, au kwa kuhimiza matumizi ya njia mbadala zisizo na madhara 36. Taarifa hii ni muhimu kwa kuendeleza mapendekezo. juu ya matumizi ya viua wadudu, kama vile kurekebisha programu zilizopo za dawa na kubadilisha muda wa kupuliza wakati wa kuchagua dawa za kuua vimelea au kuhimiza matumizi ya dawa mbadala zisizo na madhara. Utafiti zaidi unahitajika kuhusu athari mbaya za dawa za kuua kuvu kwenye uwiano wa jinsia, tabia ya kulisha, mikrobiome ya matumbo, na mifumo ya molekuli inayosababisha kupunguza uzito na vifo vya wadudu waharibifu.
Data ya chanzo 1, 2 na 3 katika Kielelezo 1 na 2 imewekwa kwenye hazina ya data ya figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 na https://doi.org/10.6084/m9. figshare.24996233. Mfuatano uliochambuliwa katika utafiti wa sasa (Mchoro 4, 5) unapatikana katika hazina ya NCBI SRA chini ya nambari ya upatanishi PRJNA1023565.
Bosch, J. na Kemp, WP Maendeleo na uanzishwaji wa spishi za nyuki kama wachavushaji wa mazao ya kilimo: mfano wa jenasi Osmia. (Hymenoptera: Megachilidae) na miti ya matunda. fahali. Ntomore. rasilimali. 92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al. Mbinu za uchavushaji na mitazamo ya wachavushaji mbadala miongoni mwa wakulima wa tufaha huko New York na Pennsylvania. sasisha. Kilimo. mifumo ya chakula. 35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL na Ricketts TH Ikolojia na uchumi wa uchavushaji wa mlozi kwa kutumia nyuki wa asili. J. Uchumi. Ntomore. 111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y., na Park, Y.-L. Madhara ya mabadiliko ya hali ya hewa kwenye phenolojia ya tragopan: athari kwa usimamizi wa idadi ya watu. Panda. Badilisha 150, 305–317 (2018).
Artz, DR na Pitts-Singer, TL Athari ya dawa ya ukungu na vinyunyuzi vya adjuvant kwenye tabia ya kutaga ya nyuki wawili wanaosimamiwa peke yao (Osmia lignaria na Megachile rotundata). PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al. Dawa ya kuvu ya mazao yenye sumu kidogo (fenbuconazole) huingilia ishara za ubora wa uzazi wa kiume na kusababisha kupungua kwa ufanisi wa kujamiiana kwa nyuki wa mwituni. J. Programu. ikolojia. 59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al. Dawa za kuua wadudu za Neonicotinoid na ergosterol biosynthesis hukandamiza vifo vya kuua vimelea vya fangasi katika spishi tatu za nyuki. Udhibiti wa wadudu. sayansi. 73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. na Danforth BN Mabuu ya nyigu Faragha hubadilisha aina mbalimbali za bakteria zinazotolewa na chavua kwa nyuki wanaotaga mashina Osmia cornifrons (Megachilidae). mbele. microorganism. 13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN na Steffan SA Vijiumbe hai vya ectosymbiotic katika chavua iliyochacha ni muhimu kwa ukuzaji wa nyuki wa peke yao kama poleni yenyewe. ikolojia. mageuzi. 12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F na Thalheimer M. Kupanda kwa safu kwenye bustani ya tufaha ili kudhibiti magonjwa ya kupandikiza tena: utafiti wa ufanisi wa vitendo kulingana na viashiria vya microbial. Udongo wa Kupanda 357, 381-393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG na Peter KA Uozo mbaya wa tufaha katikati ya Atlantiki Marekani: tathmini ya spishi zinazosababisha na ushawishi wa hali ya hewa ya kikanda na uwezekano wa cultivar. Phytopathology 111, 966-981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK. na Stanley DA Dawa za Kuvu, dawa na nyuki: mapitio ya utaratibu wa utafiti na mbinu zilizopo. PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED na Jepson, PC Synergistic madhara ya viua ukungu vya EBI na viua wadudu vya pareto kwenye nyuki wa asali (Apis mellifera). inaharibu sayansi. 39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE na Peng, CY Athari ya viua kuvu vilivyochaguliwa kwenye ukuaji na ukuzaji wa mabuu ya nyuki Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae). Jumatano. Ntomore. 33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., na McArt, S. Mwongozo wa Uamuzi wa Matumizi ya Viua wadudu Kulinda Wachavushaji katika Bustani za Miti (Chuo Kikuu cha Cornell, 2018).
Iwasaki, JM na Hogendoorn, K. Mfiduo wa nyuki kwa dawa zisizo za kuua wadudu: mapitio ya mbinu na matokeo yaliyoripotiwa. Kilimo. mfumo wa ikolojia. Jumatano. 314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA. na Pitts-Singer TL Athari ya aina ya ugavi na mfiduo wa viuatilifu kwenye ukuzaji wa mabuu ya Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae). Jumatano. Ntomore. 51, 240–251 (2022).
Kopit AM na Pitts-Singer TL Njia za kukabiliwa na nyuki wasio na kiota wapweke. Jumatano. Ntomore. 47, 499–510 (2018).
Pan, NT na wengine. Itifaki mpya ya uchunguzi wa kibayolojia kwa kutathmini sumu ya viuatilifu katika nyuki wa bustani wa Kijapani waliokomaa (Osmia cornifrons). sayansi. Ripoti 10, 9517 (2020).
Muda wa kutuma: Mei-14-2024