Asante kwa kutembelea Nature.com. Toleo la kivinjari unachotumia lina usaidizi mdogo wa CSS. Kwa matokeo bora, tunapendekeza utumie toleo jipya la kivinjari chako (au zima Hali ya Utangamano katika Internet Explorer). Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tunaonyesha tovuti bila mtindo au JavaScript.
Dawa za kuvu mara nyingi hutumika wakati wa maua ya matunda ya miti na zinaweza kutishia wadudu wanaochavusha. Hata hivyo, ni machache yanayojulikana kuhusu jinsi wadudu wasiochavusha nyuki (km, nyuki wa pekee, Osmia cornifrons) wanavyoitikia mguso na dawa za kuvu za kimfumo zinazotumika sana kwenye tufaha wakati wa maua. Pengo hili la maarifa linapunguza maamuzi ya kisheria yanayoamua viwango salama na muda wa kunyunyizia dawa za kuvu. Tulitathmini athari za dawa mbili za kuvu za mguso (captan na mancozeb) na dawa nne za kuvu za interlayer/phytosystem (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobin na trifloxystrobin). Athari kwa ongezeko la uzito wa mabuu, kuishi, uwiano wa jinsia na utofauti wa bakteria. Tathmini ilifanywa kwa kutumia kipimo cha muda mrefu cha bioassay cha mdomo ambapo poleni ilitibiwa katika dozi tatu kulingana na kipimo kinachopendekezwa kwa sasa kwa matumizi ya shambani (1X), nusu dozi (0.5X) na kipimo cha chini (0.1X). Dozi zote za mancozeb na pyritisoline zilipunguza kwa kiasi kikubwa uzito wa mwili na kuishi kwa mabuu. Kisha tulipanga jeni la 16S ili kuainisha bakteria ya mabuu ya mancozeb, dawa ya kuua kuvu inayosababisha vifo vingi zaidi. Tuligundua kuwa utofauti na wingi wa bakteria ulipungua kwa kiasi kikubwa katika mabuu yanayolishwa na chavua iliyotibiwa na mancozeb. Matokeo yetu ya maabara yanaonyesha kuwa kunyunyizia baadhi ya dawa hizi za kuua kuvu 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 ulinzi wa miti ya matunda na hutumika kama msingi wa michakato ya udhibiti inayolenga kulinda wachavushaji.
Nyuki aina ya Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) aliletwa Marekani kutoka Japani mwishoni mwa miaka ya 1970 na mwanzoni mwa miaka ya 1980, na spishi hii imekuwa na jukumu muhimu la kuchavusha katika mifumo ikolojia inayosimamiwa tangu wakati huo. Idadi ya nyuki huyu asilia ni sehemu ya takriban spishi 50 za nyuki wa porini zinazosaidia nyuki wanaochavusha bustani za mlozi na tufaha nchini Marekani2,3. Nyuki wa Mason wanakabiliwa na changamoto nyingi, ikiwa ni pamoja na kugawanyika kwa makazi, vimelea vya magonjwa, na dawa za kuulia wadudu3,4. Miongoni mwa dawa za kuulia wadudu, dawa za kuulia wadudu hupunguza ongezeko la nishati, kutafuta chakula5 na kuimarisha mwili6,7. Ingawa utafiti wa hivi karibuni unaonyesha kwamba afya ya nyuki wa Mason huathiriwa moja kwa moja na vijidudu vya commensal na ectobactic, 8,9 kwa sababu bakteria na fangasi zinaweza kushawishi lishe na mwitikio wa kinga, athari za mfiduo wa fangasi kwenye utofauti wa vijidudu vya nyuki wa Mason zinaanza tu kusomwa.
Dawa za kuvu zenye athari mbalimbali (mguso na utaratibu) hunyunyiziwa katika bustani za miti kabla na wakati wa maua ili kutibu magonjwa kama vile magamba ya tufaha, kuoza kwa uchungu, kuoza kwa kahawia na ukungu wa poda10,11. Dawa za kuvu huchukuliwa kuwa hazina madhara kwa wachavushaji, kwa hivyo zinapendekezwa kwa wakulima wa bustani wakati wa maua; Kuambukizwa na kumeza dawa hizi za kuvu na nyuki kunajulikana sana, kwani ni sehemu ya mchakato wa usajili wa dawa za kuulia wadudu na Shirika la Ulinzi wa Mazingira la Marekani na mashirika mengine mengi ya udhibiti wa kitaifa12,13,14. Hata hivyo, athari za dawa za kuvu kwa wasio nyuki hazijulikani sana kwa sababu hazihitajiki chini ya makubaliano ya idhini ya uuzaji nchini Marekani15. Kwa kuongezea, kwa ujumla hakuna itifaki sanifu za kupima nyuki mmoja16,17, na kudumisha makoloni ambayo hutoa nyuki kwa ajili ya majaribio ni changamoto18. Majaribio ya nyuki tofauti wanaosimamiwa yanazidi kufanywa Ulaya na Marekani ili kusoma athari za dawa za kuulia wadudu kwa nyuki wa porini, na itifaki sanifu zimetengenezwa hivi karibuni kwa ajili ya O. cornifrons19.
Nyuki wenye pembe ni monocytes na hutumika kibiashara katika mazao ya karpi kama nyongeza au mbadala wa nyuki wa asali. Nyuki hawa huibuka kati ya Machi na Aprili, huku dume wakiwa wakubwa wakitokea siku tatu hadi nne kabla ya nyuki wa kike. Baada ya kujamiiana, jike hukusanya chavua na nekta ili kutoa mfululizo wa seli za watoto ndani ya uwazi wa kiota cha mrija (asili au bandia)1,20. Mayai hutagwa kwenye chavua ndani ya seli; jike kisha hujenga ukuta wa udongo kabla ya kuandaa seli inayofuata. Mabuu wa kwanza wa ndani hufungwa kwenye chorion na hula majimaji ya kiinitete. Kuanzia awamu ya pili hadi ya tano (prepupa), mabuu hula chavua22. Mara tu usambazaji wa chavua utakapoisha kabisa, mabuu huunda vifukofuko, hujikusanya na hujitokeza kama watu wazima katika chumba kimoja cha watoto, kwa kawaida mwishoni mwa kiangazi20,23. Watu wazima hujitokeza katika chemchemi inayofuata. Kuishi kwa watu wazima kunahusishwa na ongezeko halisi la nishati (kuongezeka uzito) kulingana na ulaji wa chakula. Kwa hivyo, ubora wa lishe wa chavua, pamoja na mambo mengine kama vile hali ya hewa au kuathiriwa na dawa za kuulia wadudu, ni viashiria vya kuishi na afya24.
Dawa za kuua wadudu na dawa za kuua wadudu zinazotumika kabla ya maua zinaweza kuhamia ndani ya mishipa ya damu ya mmea kwa viwango tofauti, kuanzia translaminar (km, kuweza kuhama kutoka juu ya majani hadi chini, kama baadhi ya dawa za kuua wadudu) 25 hadi athari za kimfumo. , ambazo zinaweza kupenya taji kutoka kwenye mizizi, zinaweza kuingia kwenye nekta ya maua ya tufaha 26, ambapo zinaweza kuua O. cornifrons wazima 27. Baadhi ya dawa za kuua wadudu pia huingia kwenye chavua, na kuathiri ukuaji wa mabuu ya mahindi na kusababisha vifo vyao 19. Uchunguzi mwingine umeonyesha kuwa baadhi ya dawa za kuua wadudu zinaweza kubadilisha kwa kiasi kikubwa tabia ya kuzaliana kwa spishi zinazohusiana O. lignaria 28. Kwa kuongezea, tafiti za maabara na uwanjani zinazoiga hali ya mfiduo wa dawa za kuua wadudu (ikiwa ni pamoja na dawa za kuua wadudu) zimeonyesha kuwa dawa za kuua wadudu huathiri vibaya fiziolojia 22 mofolojia 29 na uhai wa nyuki wa asali na baadhi ya nyuki pekee. Dawa mbalimbali za kuua kuvu zinazotumika moja kwa moja kwenye maua yaliyo wazi wakati wa maua zinaweza kuchafua chavua inayokusanywa na watu wazima kwa ajili ya ukuaji wa mabuu, athari zake bado hazijasomwa 30.
Inazidi kutambuliwa kuwa ukuaji wa mabuu huathiriwa na chavua na jamii za vijidudu vya mfumo wa usagaji chakula. Vijidudu vya nyuki huathiri vigezo kama vile uzito wa mwili31, mabadiliko ya kimetaboliki22 na uwezekano wa vimelea vya magonjwa32. Uchunguzi wa awali umechunguza ushawishi wa hatua ya ukuaji, virutubisho, na mazingira kwenye vijidudu vya nyuki pekee. Uchunguzi huu umeonyesha kufanana katika muundo na wingi wa vijidudu vya mabuu na chavua33, pamoja na jenasi ya bakteria ya kawaida ya Pseudomonas na Delftia, miongoni mwa spishi za nyuki pekee. Hata hivyo, ingawa dawa za kuvu zimehusishwa na mikakati ya kulinda afya ya nyuki, athari za dawa za kuvu kwenye vijidudu vya mabuu kupitia mfiduo wa moja kwa moja kwa mdomo bado hazijachunguzwa.
Utafiti huu ulijaribu athari za dozi halisi za dawa sita za kuvu zinazotumika sana zilizosajiliwa kutumika kwenye matunda ya miti nchini Marekani, ikiwa ni pamoja na dawa za kuvu zinazotumiwa kwa mdomo na kwa njia ya kawaida zinazotolewa kwa mabuu ya nondo wa mahindi kutoka kwa chakula kilichochafuliwa. Tuligundua kuwa dawa za kuvu zinazotumiwa kwa njia ya mguso na kwa njia ya kawaida hupunguza uzito wa mwili wa nyuki na vifo vilivyoongezeka, huku athari kubwa zaidi zikihusishwa na mancozeb na pyrithiopide. Kisha tulilinganisha utofauti wa vijidudu vya mabuu wanaolishwa kwenye lishe ya chavua iliyotibiwa na mancozeb na wale wanaolishwa kwenye lishe ya kudhibiti. Tunajadili mifumo inayoweza kusababisha vifo na athari kwa programu jumuishi za usimamizi wa wadudu na chavua (IPPM).
Vijiti vya O. cornifron vilivyokomaa wakati wa baridi kali vilipatikana kutoka Kituo cha Utafiti wa Matunda, Biglerville, PA, na kuhifadhiwa kwa joto la -3 hadi 2°C (±0.3°C). Kabla ya jaribio (jumla ya vijiti 600). Mnamo Mei 2022, vijiti 100 vya O. cornifrons vilihamishiwa kila siku kwenye vikombe vya plastiki (vijiti 50 kwa kila kikombe, DI 5 cm × 15 cm urefu) na vifuta viliwekwa ndani ya vikombe ili kukuza ufunguzi na kutoa substrate inayoweza kutafunwa, kupunguza mkazo kwa nyuki wenye mawe. Weka vikombe viwili vya plastiki vyenye vijiti kwenye ngome ya wadudu (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) na vilisha 10 ml vyenye myeyusho wa sucrose 50% na uhifadhi kwa siku nne ili kuhakikisha kufungwa na kupandishwa. 23°C, unyevunyevu 60%, kipindi cha upigaji picha 10 l (kiwango cha chini): siku 14. Majike na madume 100 waliofugwa walitolewa kila asubuhi kwa siku sita (100 kwa siku) kwenye viota viwili 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). Waliwekwa katika Arboretum ya Jimbo la Pennsylvania, karibu na cheri (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), peach (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), pea (Pyrus perifolia 'Olimpiki', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), mti wa tufaha wa coronaria (Malus coronaria) na aina mbalimbali za miti ya tufaha (Malus coronaria, Malus), mti wa tufaha wa nyumbani 'Co-op 30′ Enterprise™, mti wa tufaha wa Malus '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 sanduku la kiota lilikuwa na mirija 800 tupu ya karatasi ya kraft (iliyo wazi, 0.8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) iliyoingizwa kwenye mirija ya cellophane isiyopitisha mwanga (0.7 OD tazama plagi za plastiki (plagi za T-1X) hutoa maeneo ya kutagia viota.
Masanduku yote mawili ya viota yalielekea mashariki na yalifunikwa na uzio wa bustani wa plastiki ya kijani kibichi (mfano wa Everbilt #889250EB12, ukubwa wa ufunguzi 5 × 5 cm, 0.95 m × 100 m) ili kuzuia panya na ndege wasifikie na kuwekwa kwenye uso wa udongo karibu na masanduku ya udongo wa masanduku ya viota. Sanduku la viota (Mchoro wa Nyongeza 1a). Mayai ya vipekecha vya mahindi yalikusanywa kila siku kwa kukusanya mirija 30 kutoka kwenye viota na kuyasafirisha hadi maabara. Kwa kutumia mkasi, kata sehemu ya mwisho ya mrija, kisha tenganisha mrija wa ond ili kufichua seli za vifaranga. Mayai ya kila mmoja na chavua yao yaliondolewa kwa kutumia spatula iliyopinda (Kifaa cha zana cha Microslide, BioQuip Products Inc., California). Mayai yaliwekwa kwenye karatasi ya chujio yenye unyevunyevu na kuwekwa kwenye sahani ya 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 kuvu zilizotumika kabla na wakati wa maua ya tufaha kwa viwango vitatu (0.1X, 0.5X, na 1X, ambapo 1X ni alama inayotumika kwa galoni 100 za maji/ekari. Kiwango kikubwa cha shamba = mkusanyiko shambani). , Jedwali 1). Kila mkusanyiko ulirudiwa mara 16 (n = 16). Dawa mbili za kuvu zilizogusana (Jedwali S1: mancozeb 2696.14 ppm na captan 2875.88 ppm) na dawa nne za kuvu za kimfumo (Jedwali S1: pyrithiostrobin 250.14 ppm; trifloxystrobin 110.06 ppm; myclobutanil azole 75 .12 ppm; cyprodinil 280.845 ppm) sumu kwa matunda, mboga mboga na mazao ya mapambo. Tuliunganisha chavua kwa kutumia grinder, tukahamisha gramu 0.20 kwenye kisima (Sahani ya Falcon yenye visima 24), na kuongeza na kuchanganya 1 μL ya myeyusho wa kuvu ili kuunda chavua ya piramidi na visima vya kina cha milimita 1 ambapo mayai yaliwekwa. Weka kwa kutumia spatula ndogo (Mchoro wa Nyongeza 1c, d). Sahani za Falcon zilihifadhiwa kwenye joto la kawaida (25°C) na unyevu wa 70%. Tulizilinganisha na mabuu ya kudhibiti yaliyolishwa lishe ya chavua yenye usawa iliyotibiwa na maji safi. Tulirekodi vifo na kupima uzito wa mabuu kila siku nyingine hadi mabuu yalipofikia umri wa kujiandaa kwa kutumia usawa wa uchambuzi (Fisher Scientific, usahihi = 0.0001 g). Hatimaye, uwiano wa kijinsia ulipimwa kwa kufungua kifuko baada ya miezi 2.5.
DNA ilitolewa kutoka kwa mabuu yote ya O. cornifrons (n = 3 kwa kila hali ya matibabu, poleni iliyotibiwa na mancozeb na isiyotibiwa) na tulifanya uchambuzi wa utofauti wa vijidudu kwenye sampuli hizi, haswa kwa sababu katika mancozeb vifo vya juu zaidi vilionekana katika mabuu. kupokea MnZn. DNA iliongezwa, ikasafishwa kwa kutumia DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA kit (Zymo Research, Irvine, CA), na kupangwa kwa mfuatano (mizunguko 600) kwenye Illumina® MiSeq™ kwa kutumia v3 kit. Mfuatano uliolengwa wa jeni za ribosomal RNA za bakteria 16S ulifanywa kwa kutumia Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) kwa kutumia primers zinazolenga eneo la V3-V4 la jeni la rRNA la 16S. Zaidi ya hayo, mfuatano wa 18S ulifanywa kwa kutumia 10% PhiX inclusion, na amplification ilifanywa kwa kutumia primer jozi 18S001 na NS4.
Ingiza na uchakate visomaji vilivyooanishwa39 kwa kutumia bomba la QIIME2 (v2022.11.1). Visomaji hivi vilipunguzwa na kuunganishwa, na mfuatano wa chimeriki uliondolewa kwa kutumia programu-jalizi ya DADA2 katika QIIME2 (uunganishaji wa kelele wa qiime dada2)40. Kazi za darasa la 16S na 18S zilifanywa kwa kutumia programu-jalizi ya uainishaji wa vitu Classify-sklearn na kiboreshaji cha silva-138-99-nb kilichofunzwa awali.
Data zote za majaribio zilikaguliwa kwa uhalisia (Shapiro-Wilks) na usawa wa tofauti (jaribio la Levene). Kwa sababu seti ya data haikukidhi dhana za uchambuzi wa vigezo na mabadiliko hayakuweza kusawazisha mabaki, tulifanya ANOVA isiyo ya vigezo viwili (Kruskal-Wallis) yenye vipengele viwili [muda (awamu ya tatu ya 2, 5, na pointi za muda wa siku 8) na dawa ya kuvu [fungi] ili kutathmini athari za matibabu kwenye uzito mpya wa mabuu, kisha ulinganisho usio wa vigezo baada ya hoc ulifanywa kwa kutumia jaribio la Wilcoxon. Tulitumia modeli ya mstari wa jumla (GLM) yenye usambazaji wa Poisson ili kulinganisha athari za dawa ya kuvu kwenye uhai katika viwango vitatu vya dawa ya kuvu 41,42. Kwa uchanganuzi wa wingi tofauti, idadi ya aina tofauti za mfuatano wa amplicon (ASV) ilipunguzwa katika kiwango cha jenasi. Ulinganisho wa wingi tofauti kati ya vikundi kwa kutumia 16S (kiwango cha jenasi) na wingi wa jamaa wa 18S ulifanywa kwa kutumia modeli ya nyongeza ya jumla kwa nafasi, kipimo, na umbo (GAMLSS) na mgawanyo wa familia ya beta-inflated (BEZI), ambayo iliundwa kwa mfano wa makro. katika Microbiome R43 (v1.1). 1). Ondoa spishi za mitochondrial na kloroplast kabla ya uchambuzi tofauti. Kwa sababu ya viwango tofauti vya taksonomia vya 18S, ni kiwango cha chini kabisa cha kila taksonomia kilichotumika kwa uchambuzi tofauti. Uchambuzi wote wa takwimu ulifanywa kwa kutumia R (v. 3.4.3., mradi wa CRAN) (Timu ya 2013).
Kuathiriwa na mancozeb, pyrithiostrobin, na trifloxystrobin kulipunguza kwa kiasi kikubwa ongezeko la uzito wa mwili katika O. cornifrons (Mchoro 1). Athari hizi zilizingatiwa mara kwa mara kwa dozi zote tatu zilizopimwa (Mchoro 1a–c). Cyclostrobin na myclobutanil hazikupunguza kwa kiasi kikubwa uzito wa mabuu.
Uzito wa wastani wa mabuu mabichi ya vipekecha shina hupimwa kwa vipindi vitatu vya wakati chini ya matibabu manne ya lishe (chavua inayofanana + dawa ya kuua kuvu: udhibiti, dozi 0.1X, 0.5X na 1X). (a) Dozi ya chini (0.1X): kipimo cha mara ya kwanza (siku ya 1): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, kipimo cha mara ya pili (siku ya 5): 22.83, DF = 0.0009; mara ya tatu; kipimo (siku ya 8): χ2: 28.39, DF = 6; (b) nusu dozi (0.5X): kipimo cha mara ya kwanza (siku ya 1): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, kipimo cha mara ya pili (siku ya kwanza). ): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; nukta ya tatu (siku ya 8) χ2: 16.47, DF = 6; (c) Eneo au kipimo kamili (1X): nukta ya kwanza (siku ya 1) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, nukta ya pili (siku ya 5): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; nukta ya tatu (siku ya 8): χ2: 28.39, DF = 6; uchambuzi usio wa vigezo wa tofauti. Pau zinawakilisha wastani ± SE wa ulinganisho wa pande mbili (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% kwa kutumia trifloxystrobin, 49% kwa kutumia mancozeb, 48% kwa kutumia myclobutanil, na 46% kwa kutumia pyrithistrobin (Mchoro 1a). Walipowekwa kwenye nusu ya kipimo cha shambani (0.5X), uzito wa mwili wa mabuu wa mancozeb ulipunguzwa kwa 86%, pyrithiostrobin kwa 52% na trifloxystrobin kwa 50% (Mchoro 1b). Kipimo kamili cha shambani (1X) cha mancozeb kilipunguza uzito wa mabuu kwa 82%, pyrithiostrobin kwa 70%, na trifloxystrobin, myclobutanil na sangard kwa takriban 30% (Mchoro 1c).
Vifo vilikuwa vya juu zaidi miongoni mwa mabuu waliolishwa chavua iliyotibiwa na mancozeb, ikifuatiwa na pyrithiostrobin na trifloxystrobin. Vifo viliongezeka kadri dozi za mancozeb na pyritisoline zilivyoongezeka (Mchoro 2; Jedwali 2). Hata hivyo, vifo vya wadudu aina ya corn borer viliongezeka kidogo tu kadri viwango vya trifloxystrobin vilivyoongezeka; cyprodinil na captan hazikuongeza vifo kwa kiasi kikubwa ikilinganishwa na matibabu ya udhibiti.
Vifo vya viwavi wa nzi wa kupekecha vililinganishwa baada ya kumeza chavua iliyotibiwa na dawa sita tofauti za kuvu. Mancozeb na pentopyramide zilikuwa nyeti zaidi kwa kumeza funza wa mahindi (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (mstari, mteremko = 0.29, P < 0.001; mteremko = 0.24, P <0.00)).
Kwa wastani, katika matibabu yote, 39.05% ya wagonjwa walikuwa wanawake na 60.95% walikuwa wanaume. Miongoni mwa matibabu ya udhibiti, uwiano wa wanawake ulikuwa 40% katika masomo ya kipimo cha chini (0.1X) na nusu (0.5X), na 30% katika masomo ya kipimo cha shamba (1X). Katika kipimo cha 0.1X, miongoni mwa mabuu yaliyolishwa chavua yaliyotibiwa 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. jike, 41% ya mabuu wazima walikuwa wanawake, na udhibiti ulikuwa 31% (Mchoro 3a). Kwa kipimo mara 0.5, 33% ya minyoo 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. Takwimu hii ilikuwa 53% katika kundi. katika kundi la captan na 38% katika kundi la udhibiti (Mchoro 3b). Katika kipimo cha 1X, 30% ya kundi la mancozeb walikuwa wanawake, 36% ya kundi la pyrithiostrobin, 44% ya kundi la trifloxystrobin, 38% ya kundi la myclobutanil, 50% ya kundi la udhibiti walikuwa wanawake - 38.5% (Mchoro 3c).
Asilimia ya vipekecha jike na dume baada ya kuathiriwa na dawa ya kuvu katika hatua ya mabuu. (a) Kipimo kidogo (0.1X). (b) Kipimo nusu (0.5X). (c) Kipimo cha shambani au kipimo kamili (1X).
Uchambuzi wa mfuatano wa 16S ulionyesha kuwa kundi la bakteria lilitofautiana kati ya mabuu yaliyolishwa na chavua iliyotibiwa na mancozeb na mabuu yaliyolishwa na chavua isiyotibiwa (Mchoro 4a). Kielezo cha vijidudu cha mabuu yasiyotibiwa yaliyolishwa na chavua kilikuwa kikubwa kuliko kile cha mabuu yaliyolishwa na chavua iliyotibiwa na mancozeb (Mchoro 4b). Ingawa tofauti iliyoonekana katika utajiri kati ya makundi haikuwa muhimu kitakwimu, ilikuwa chini sana kuliko ile iliyoonekana kwa mabuu yaliyolishwa na chavua isiyotibiwa (Mchoro 4c). Wingi wa jamaa ulionyesha kuwa vijidudu vya mabuu yaliyolishwa na chavua iliyotibiwa na mancozeb vilikuwa tofauti zaidi kuliko vile vya mabuu yaliyolishwa na mancozeb iliyotibiwa (Mchoro 5a). Uchambuzi wa maelezo ulionyesha uwepo wa jenasi 28 katika sampuli za kudhibiti na zilizotibiwa na mancozeb (Mchoro 5b). c Uchambuzi kwa kutumia mfuatano wa 18S haukuonyesha tofauti kubwa (Mchoro wa Nyongeza 2).
Wasifu wa SAV kulingana na mfuatano wa 16S ulilinganishwa na utajiri wa Shannon na ulionekana utajiri katika kiwango cha phylum. (a) Uchambuzi mkuu wa uratibu (PCoA) kulingana na muundo wa jumla wa jamii ya vijidudu katika mabuu yaliyolishwa chavua au kudhibitiwa (bluu) na mabuu yaliyolishwa mancozeb (chungwa). Kila nukta ya data inawakilisha sampuli tofauti. PCoA ilihesabiwa kwa kutumia umbali wa Bray-Curtis wa usambazaji wa t wa multivariate. Ovals zinawakilisha kiwango cha kujiamini cha 80%. (b) Boxplot, data ghafi ya utajiri wa Shannon (pointi) na c. Utajiri unaoonekana. Boxplot zinaonyesha visanduku vya mstari wa wastani, masafa ya interquartile (IQR), na 1.5 × IQR (n = 3).
Muundo wa jamii za vijidudu vya mabuu wanaolishwa na chavua iliyotibiwa na mancozeb. (a) Wingi wa vijidudu husomwa katika mabuu. (b) Ramani ya joto ya jamii za vijidudu zilizotambuliwa. Delftia (uwiano wa uwezekano (OR) = 0.67, P = 0.0030) na Pseudomonas (OR = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060); Safu za ramani ya joto zimepangwa kwa kutumia umbali wa uwiano na muunganisho wa wastani.
Matokeo yetu yanaonyesha kwamba kumeza dawa za kuvu zinazogusana (mancozeb) na dawa za kuvu za kimfumo (pyrostrobin na trifloxystrobin), zinazotumika sana wakati wa maua, zilipunguza sana ongezeko la uzito na vifo vya mabuu ya mahindi. Zaidi ya hayo, mancozeb ilipunguza kwa kiasi kikubwa utofauti na utajiri wa vijidudu wakati wa hatua ya maandalizi. Myclobutanil, dawa nyingine ya kuvu ya kimfumo, ilipunguza kwa kiasi kikubwa ongezeko la uzito wa mwili wa mabuu katika dozi zote tatu. Athari hii ilionekana wazi katika vipindi vya pili (siku ya 5) na ya tatu (siku ya 8). Kwa upande mwingine, cyprodinil na captan hazikupunguza sana ongezeko la uzito au uhai ikilinganishwa na kundi la udhibiti. Kwa ufahamu wetu, kazi hii ndiyo ya kwanza kubaini athari za viwango vya shamba vya dawa za kuvu tofauti zinazotumika kulinda mazao ya mahindi kupitia mfiduo wa moja kwa moja wa chavua.
Matibabu yote ya kuua fungi yalipunguza kwa kiasi kikubwa ongezeko la uzito wa mwili ikilinganishwa na matibabu ya udhibiti. Mancozeb ilikuwa na athari kubwa zaidi kwenye ongezeko la uzito wa mwili wa mabuu kwa wastani wa kupungua kwa 51%, ikifuatiwa na pyrithiostrobin. Hata hivyo, tafiti zingine hazijaripoti athari mbaya za vipimo vya shambani vya kuua fungi kwenye hatua za mabuu44. Ingawa biocides za dithiocarbamate zimeonyeshwa kuwa na sumu ya chini ya papo hapo45, ethilini bisdithiocarbamates (EBDCS) kama vile mancozeb zinaweza kuharibika hadi urea ethilini sulfidi. Kwa kuzingatia athari zake za mabadiliko ya jeni kwa wanyama wengine, bidhaa hii ya uharibifu inaweza kuwa na jukumu la athari zilizoonekana46,47. Uchunguzi wa awali umeonyesha kuwa uundaji wa ethilini thiourea huathiriwa na mambo kama vile halijoto iliyoinuliwa48, viwango vya unyevunyevu49 na urefu wa uhifadhi wa bidhaa50. Hali sahihi za uhifadhi wa biocides zinaweza kupunguza athari hizi. Kwa kuongezea, Mamlaka ya Usalama wa Chakula ya Ulaya imeelezea wasiwasi kuhusu sumu ya pyrithiopide, ambayo imeonyeshwa kuwa na kansa kwa mifumo ya usagaji chakula ya wanyama wengine51.
Ulaji wa mancozeb, pyrithiostrobin, na trifloxystrobin kwa mdomo huongeza vifo vya mabuu ya viwavi wa mahindi. Kwa upande mwingine, myclobutanil, ciprocycline na captan hazikuwa na athari yoyote kwa vifo. Matokeo haya yanatofautiana na yale ya Ladurner et al.52, ambao walionyesha kuwa captan ilipunguza kwa kiasi kikubwa maisha ya O. lignaria ya watu wazima na Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae). Kwa kuongezea, dawa za kuvu kama vile captan na boscalid zimepatikana kusababisha vifo vya mabuu52,53,54 au kubadilisha tabia ya ulaji55. Mabadiliko haya, kwa upande wake, yanaweza kuathiri ubora wa lishe ya chavua na hatimaye kupata nishati ya hatua ya mabuu. Vifo vilivyoonekana katika kundi la udhibiti viliendana na tafiti zingine56,57.
Uwiano wa jinsia unaopendelea wanaume unaoonekana katika kazi yetu unaweza kuelezewa na mambo kama vile kutojamiiana vya kutosha 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 huchukuliwa kuwa cha kutosha kwa kujamiiana kwa mafanikio), tulipunguza kwa makusudi kiwango cha mwanga ili kupunguza msongo wa mawazo. Hata hivyo, mabadiliko haya yanaweza kuingilia mchakato wa kujamiiana bila kukusudia61. Kwa kuongezea, 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 kujamiiana4,23.
Ingawa utafiti wetu ulilenga vijidudu vyote vya mabuu, matokeo yetu yanatoa ufahamu kuhusu uhusiano unaowezekana miongoni mwa jamii za bakteria ambao unaweza kuwa muhimu kwa lishe ya nyuki na mfiduo wa kuvu. Kwa mfano, chavua iliyotibiwa na mancozeb ilipunguza kwa kiasi kikubwa muundo wa jamii ya vijidudu na wingi ikilinganishwa na chavua iliyotibiwa na mabuu. Katika mabuu yaliyotumia chavua isiyotibiwa, vikundi vya bakteria vya Proteobacteria na Actinobacteria vilikuwa vikubwa na vilikuwa vya aerobic au facultatively aerobic. Bakteria ya Delft, ambayo kwa kawaida huhusishwa na spishi za nyuki pekee, inajulikana kuwa na shughuli za antibiotiki, ikionyesha jukumu linalowezekana la kinga dhidi ya vimelea. Spishi nyingine ya bakteria, Pseudomonas, ilikuwa nyingi katika chavua iliyotibiwa na mabuu, lakini ilipunguzwa kwa kiasi kikubwa katika mabuu yaliyotibiwa na mancozeb. Matokeo yetu yanaunga mkono tafiti za awali zinazotambua Pseudomonas kama moja ya jenasi nyingi zaidi katika O. bicornis35 na nyigu wengine wa pekee34. Ingawa ushahidi wa majaribio wa jukumu la Pseudomonas katika afya ya O. cornifrons haujasomwa, bakteria hii imeonyeshwa kukuza usanisi wa sumu za kinga katika mende wa Paederus fuscipes na kukuza metaboli ya arginine katika vitro 35, 65. Uchunguzi huu unaonyesha jukumu linalowezekana katika ulinzi wa virusi na bakteria wakati wa ukuaji wa mabuu ya O. cornifrons. Microbacterium ni jenasi nyingine iliyotambuliwa katika utafiti wetu ambayo inaripotiwa kuwapo kwa idadi kubwa katika mabuu ya nzi weusi chini ya hali ya njaa66. Katika mabuu ya O. cornifrons, microbacteria inaweza kuchangia usawa na ustahimilivu wa microbiome ya utumbo chini ya hali ya mkazo. Zaidi ya hayo, Rhodococcus inapatikana katika mabuu ya O. cornifrons na inajulikana kwa uwezo wake wa kuondoa sumu67. Jenasi hii pia inapatikana katika utumbo wa A. florea, lakini kwa wingi mdogo sana68. Matokeo yetu yanaonyesha uwepo wa tofauti nyingi za kijenetiki katika taxa nyingi za vijidudu ambazo zinaweza kubadilisha michakato ya kimetaboliki katika mabuu. Hata hivyo, uelewa bora wa utofauti wa utendaji kazi wa O. cornifrons unahitajika.
Kwa muhtasari, matokeo yanaonyesha kwamba mancozeb, pyrithiostrobin, na trifloxystrobin zilipunguza uzito wa mwili na vifo vya mabuu ya viwavi wa mahindi. Ingawa kuna wasiwasi unaoongezeka kuhusu athari za viwavi wa mahindi kwenye viwavi wa mahindi, kuna haja ya kuelewa vyema athari za metaboliti zilizobaki za misombo hii. Matokeo haya yanaweza kujumuishwa katika mapendekezo ya programu jumuishi za usimamizi wa viwavi wa mahindi zinazowasaidia wakulima kuepuka matumizi ya viwavi fulani kabla na wakati wa maua ya miti ya matunda kwa kuchagua viwavi wa mahindi na kubadilisha muda wa matumizi, au kwa kuhimiza matumizi ya njia mbadala zisizo na madhara 36. Taarifa hii ni muhimu kwa ajili ya kutengeneza mapendekezo kuhusu matumizi ya dawa za kuulia wadudu, kama vile kurekebisha programu zilizopo za kunyunyizia dawa na kubadilisha muda wa kunyunyizia dawa wakati wa kuchagua viwavi wa mahindi au kukuza matumizi ya njia mbadala zisizo na madhara. Utafiti zaidi unahitajika kuhusu athari mbaya za viwavi wa mahindi kwenye uwiano wa jinsia, tabia ya kulisha, vijidudu vya utumbo, na mifumo ya molekuli inayosababisha kupungua na vifo vya viwavi wa mahindi.
Data chanzo 1, 2 na 3 katika Mchoro 1 na 2 zimehifadhiwa katika 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 (Michoro 4, 5) unapatikana katika hazina ya NCBI SRA chini ya nambari ya kujiunga PRJNA1023565.
Bosch, J. na Kemp, WP Maendeleo na uanzishaji wa spishi za nyuki wa asali kama wachavushaji wa mazao ya kilimo: mfano wa jenasi Osmia. (Hymenoptera: Megachilidae) na miti ya matunda. ng'ombe. Ntomore. rasilimali. 92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al. Mazoea ya uchavushaji na mitazamo ya wachavushaji mbadala miongoni mwa wakulima wa tufaha huko New York na Pennsylvania. sasisho. 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. Economics. Ntomore. 111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y., na Park, Y.-L. Athari za mabadiliko ya hali ya hewa kwenye feniolojia ya tragopan: athari kwa usimamizi wa idadi ya watu. Climb. Change 150, 305–317 (2018).
Artz, DR na Pitts-Singer, TL Athari ya dawa ya kuua kuvu na dawa ya kunyunyizia dawa kwenye tabia ya kutagia viota vya nyuki wawili wanaosimamiwa pekee (Osmia lignaria na Megachile rotundata). PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al. Dawa ya kuvu ya mimea yenye sumu kidogo (fenbuconazole) huingilia ishara za ubora wa uzazi wa kiume na kusababisha kupungua kwa mafanikio ya kujamiiana kwa nyuki wa porini pekee. J. Apps. ekolojia. 59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al. Dawa za kuua wadudu za Neonicotinoid na biosynthesis ya ergosterol hukandamiza vifo vya kuvu vinavyosababishwa na ushirikiano katika spishi tatu za nyuki. Udhibiti wa wadudu. the science. 73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. na Danforth BN Mabuu ya nyigu wa pekee hubadilisha utofauti wa bakteria unaotolewa na chavua kwa nyuki wanaotaga mashina Osmia cornifrons (Megachilidae). mbele. vijidudu. 13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN na Steffan SA Vijidudu vya ektosimiotiki katika chavua iliyochachushwa ni muhimu kwa ukuaji wa nyuki pekee kama vile chavua yenyewe. ikolojia. mageuzi. 12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F na Thalheimer M. Upandaji kati ya mistari katika bustani za tufaha ili kudhibiti magonjwa ya kupanda tena: utafiti wa ufanisi wa vitendo kulingana na viashiria vya vijidudu. Udongo wa Mimea 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG na Peter KA Uozo mchungu wa tufaha katikati ya Atlantiki Marekani: tathmini ya spishi zinazosababisha na ushawishi wa hali ya hewa ya kikanda na uwezekano wa mimea kuathiriwa. Phytopatholojia 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK. na Stanley DA Dawa za kuvu, dawa za kuulia magugu na nyuki: mapitio ya kimfumo ya utafiti na mbinu zilizopo. PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED na Jepson, PC Athari za ushirikiano wa dawa za kuua fungi za EBI na dawa za kuua wadudu za pyrethroid kwenye nyuki wa asali (Apis mellifera). huharibu sayansi. 39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE na Peng, CY Athari za dawa za kuvu zilizochaguliwa kwenye ukuaji na ukuaji wa mabuu ya nyuki wa asali Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae). Wednesday. Ntomore. 33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., na McArt, S. Mwongozo wa Uamuzi wa Matumizi ya Viuatilifu ili Kulinda Wachavushaji katika Bustani za Miti (Chuo Kikuu cha Cornell, 2018).
Iwasaki, JM na Hogendoorn, K. Kuathiriwa na nyuki kwa dawa zisizo za wadudu: mapitio ya mbinu na matokeo yaliyoripotiwa. Kilimo. mfumo ikolojia. Jumatano. 314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA. na Pitts-Singer TL Athari ya aina ya usambazaji na mfiduo wa dawa za kuulia wadudu kwenye ukuaji wa mabuu ya Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae). Jumatano. Ntomore. 51, 240–251 (2022).
Kopit AM na Pitts-Singer TL Njia za kuambukizwa na wadudu kwa nyuki walio peke yao walio na viota tupu. Jumatano. Ntomore. 47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al. Itifaki mpya ya ulaji wa kibiolojia ya kutathmini sumu ya dawa za kuulia wadudu kwa nyuki wazima wa bustani wa Japani (Osmia cornifrons). sayansi. Ripoti 10, 9517 (2020).
Muda wa chapisho: Mei-14-2024