Grazas por visitar Nature.com.A versión do navegador que estás a usar ten soporte CSS limitado.Para obter os mellores resultados, recomendámosche que utilices unha versión máis recente do teu navegador (ou que desactives o modo de compatibilidade en Internet Explorer).Mentres tanto, para garantir a asistencia continua, mostramos o sitio sen estilo nin JavaScript.
Os funxicidas úsanse a miúdo durante a floración dos froitos das árbores e poden ameazar aos polinizadores de insectos.Non obstante, pouco se sabe sobre como os polinizadores non apícolas (por exemplo, abellas solitarias, Osmia cornifrons) responden aos funxicidas de contacto e sistémicos que se usan habitualmente nas mazás durante a floración.Esta brecha de coñecemento limita as decisións regulamentarias que determinan as concentracións seguras e o momento da pulverización de funxicidas.Avaliáronse os efectos de dous funxicidas de contacto (captan e mancozeb) e catro funxicidas intercapas/fitosistémicos (ciprociclina, miclobutanilo, pirostrobina e trifloxistrobina).Efectos sobre o aumento de peso das larvas, a supervivencia, a proporción de sexos e a diversidade bacteriana.A avaliación realizouse mediante un bioensaio oral crónico no que o pole foi tratado en tres doses en función da dose recomendada actualmente para uso no campo (1X), media dose (0,5X) e baixa dose (0,1X).Todas as doses de mancozeb e pirisolina reduciron significativamente o peso corporal e a supervivencia das larvas.Despois secuenciamos o xene 16S para caracterizar o bacterioma larvario do mancozeb, o funxicida responsable da maior mortalidade.Descubrimos que a diversidade e abundancia bacteriana reducíronse significativamente nas larvas alimentadas con pole tratado con mancozeb.Os resultados do noso laboratorio indican que pulverizar algúns destes funxicidas durante a floración é particularmente prexudicial para a saúde de O. cornifrons.Esta información é relevante para futuras decisións de xestión relativas ao uso sostible dos produtos de protección das árbores froiteiras e serve de base para os procesos normativos destinados a protexer aos polinizadores.
A solitaria abella albanel Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) foi introducida nos Estados Unidos desde Xapón a finais da década de 1970 e principios dos 80, e a especie desempeñou un importante papel polinizador nos ecosistemas xestionados desde entón.As poboacións naturalizadas desta abella forman parte de aproximadamente 50 especies de abellas silvestres que complementan as abellas que polinizan as hortas de améndoas e maceiras nos Estados Unidos2,3.As abellas albaneis enfróntanse a moitos desafíos, incluíndo a fragmentación do hábitat, os patóxenos e os pesticidas3,4.Entre os insecticidas, os funxicidas reducen a ganancia de enerxía, a busca de alimento5 e o acondicionamento corporal6,7.Aínda que investigacións recentes suxiren que a saúde das abellas albañil está directamente influenciada por microorganismos comensais e ectobácticos, 8,9 porque as bacterias e os fungos poden influír na nutrición e nas respostas inmunitarias, os efectos da exposición a funxicidas sobre a diversidade microbiana das abellas albañil apenas comezan a ser. estudado.
Os funxicidas de diversos efectos (de contacto e sistémicos) son pulverizados nas hortas antes e durante a floración para tratar enfermidades como a sarna da mazá, a podremia amarga, a podremia parda e o oídio10,11.Os funxicidas considéranse inofensivos para os polinizadores, polo que se recomendan aos xardineiros durante o período de floración;A exposición e inxestión destes funxicidas por parte das abellas é relativamente coñecida, xa que forma parte do proceso de rexistro de pesticidas da Axencia de Protección Ambiental dos EUA e de moitas outras axencias reguladoras nacionais12,13,14.Non obstante, os efectos dos funxicidas sobre as abellas non son menos coñecidos porque non son obrigatorios nos acordos de autorización de comercialización dos Estados Unidos15.Ademais, xeralmente non hai protocolos estandarizados para probar abellas únicas16,17, e manter colonias que proporcionan abellas para probar é un reto18.Os ensaios de diferentes abellas xestionadas están a realizarse cada vez máis en Europa e nos Estados Unidos para estudar os efectos dos pesticidas nas abellas silvestres, e recentemente se desenvolveron protocolos estandarizados para O. cornifrons19.
As abellas cornudas son monocitos e úsanse comercialmente nos cultivos de carpas como complemento ou substitución das abellas melíferas.Estas abellas emerxen entre marzo e abril, e os machos precoces emerxen tres ou catro días antes que as femias.Despois do apareamento, a femia recolle activamente pole e néctar para proporcionar unha serie de células de cría dentro da cavidade tubular do niño (natural ou artificial)1,20.Os ovos son depositados sobre o pole dentro das células;a femia constrúe entón unha parede de arxila antes de preparar a seguinte célula.As larvas do primeiro estadio están encerradas no corion e aliméntanse de fluídos embrionarios.Do segundo ao quinto estadio (prepupa), as larvas aliméntanse de pole22.Unha vez que o abastecemento de pole está completamente esgotado, as larvas forman casulos, pupan e emerxen como adultos na mesma cámara de cría, normalmente a finais do verán20,23.Os adultos xorden na primavera seguinte.A supervivencia dos adultos está asociada coa ganancia neta de enerxía (ganancia de peso) en función da inxestión de alimentos.Así, a calidade nutricional do pole, así como outros factores como o clima ou a exposición a pesticidas, son determinantes da supervivencia e da saúde24.
Os insecticidas e funxicidas aplicados antes da floración son capaces de moverse dentro da vasculatura da planta en diferentes graos, desde translaminares (por exemplo, capaces de moverse da superficie superior das follas á superficie inferior, como algúns funxicidas) 25 ata efectos verdadeiramente sistémicos., que poden penetrar na coroa dende as raíces, poden entrar no néctar das flores da mazá26, onde poden matar a O. cornifrons adulto27.Algúns pesticidas tamén se lixivian no pole, afectando o desenvolvemento das larvas de millo e provocando a súa morte19.Outros estudos demostraron que algúns funxicidas poden alterar significativamente o comportamento de nidificación da especie relacionada O. lignaria28.Ademais, estudos de laboratorio e de campo que simulan escenarios de exposición a praguicidas (incluídos funxicidas) demostraron que os pesticidas afectan negativamente á fisioloxía 22 morfoloxía 29 e á supervivencia das abellas melíferas e dalgunhas abellas solitarias.Varios sprays funxicidas aplicados directamente ás flores abertas durante a floración poden contaminar o pole recollido polos adultos para o desenvolvemento das larvas, cuxos efectos aínda están por estudar30.
Recoñécese cada vez máis que o desenvolvemento das larvas está influenciado polo pole e as comunidades microbianas do sistema dixestivo.O microbioma das abellas inflúe en parámetros como a masa corporal31, os cambios metabólicos22 e a susceptibilidade aos patóxenos32.Estudos anteriores examinaron a influencia da etapa de desenvolvemento, os nutrientes e o medio ambiente no microbioma das abellas solitarias.Estes estudos revelaron semellanzas na estrutura e abundancia dos microbiomas larvarios e do pole33, así como dos xéneros bacterianos máis comúns Pseudomonas e Delftia, entre as especies de abellas solitarias.Non obstante, aínda que os funxicidas se asociaron con estratexias para protexer a saúde das abellas, os efectos dos funxicidas sobre a microbiota larvaria a través da exposición oral directa seguen sen explorar.
Este estudo probou os efectos das doses no mundo real de seis funxicidas de uso común rexistrados para o seu uso en froitas de árbores nos Estados Unidos, incluíndo funxicidas de contacto e sistémicos administrados por vía oral ás larvas de polilla do gusano do millo procedentes de alimentos contaminados.Descubrimos que os funxicidas de contacto e sistémicos reduciron a ganancia de peso corporal das abellas e aumentaron a mortalidade, cos efectos máis graves asociados co mancozeb e o piritiopido.Despois comparamos a diversidade microbiana das larvas alimentadas coa dieta de pole tratada con mancozeb coas alimentadas coa dieta control.Discutimos os posibles mecanismos subxacentes á mortalidade e as implicacións para os programas de xestión integrada de pragas e polinizadores (IPPM)36.
Os adultos O. cornifrons que invernan en casulos foron obtidos do Fruit Research Center, Biglerville, PA, e almacenáronse entre -3 e 2 °C (±0,3 °C).Antes do experimento (600 casulos en total).En maio de 2022, 100 casulos de O. cornifrons foron transferidos diariamente en vasos de plástico (50 casulos por cunca, DI 5 cm × 15 cm de lonxitude) e colocáronse toallitas no interior das cuncas para favorecer a apertura e proporcionar un substrato masticable, reducindo o estrés no pedregoso. abellas37 .Coloque dúas cuncas de plástico que conteñan casulos nunha gaiola para insectos (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwán) con alimentadores de 10 ml que conteñan solución de sacarosa ao 50 % e gárdeo durante catro días para asegurar o peche e o apareamento.23°C, humidade relativa 60%, fotoperíodo 10 l (intensidade baixa): 14 días.100 femias e machos apareados foron liberados cada mañá durante seis días (100 por día) en dous niños artificiais durante a floración máxima da mazá (niño de trampa: ancho 33,66 × alto 30,48 × lonxitude 46,99 cm; Figura complementaria 1).Situado no Pennsylvania State Arboretum, preto de cereixa (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), pexego (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), pera (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), maceira coronaria (Malus coronaria) e numerosas variedades de maceiras (Malus coronaria, Malus), maceira doméstica 'Co-op 30' Enterprise™, maceira Malus 'Co- Op 31′ Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy').Cada paxareira de plástico azul cabe enriba de dúas caixas de madeira.Cada caixa niño contiña 800 tubos de papel kraft baleiros (espiral aberta, 0,8 cm de diámetro interior × 15 cm de largo) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) inseridos en tubos de celofán opacos (0,7 OD ver Tapóns de plástico (tapóns T-1X) que proporcionan lugares de anidación. .
Ambas as caixas niño estaban orientadas cara ao leste e estaban cubertas con valado de plástico verde para xardín (modelo Everbilt #889250EB12, tamaño de abertura 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) para evitar o acceso de roedores e aves e colocáronse na superficie do solo xunto ao solo da caixa niño. caixas.Caixa niño (Figura complementaria 1a).Os ovos de barrenador do millo recolléronse diariamente recollendo 30 tubos dos niños e transportándoos ao laboratorio.Usando unhas tesoiras, fai un corte no extremo do tubo, despois desmonta o tubo espiral para expor as células de cría.Os ovos individuais e o seu pole foron eliminados cunha espátula curva (kit de ferramentas Microslide, BioQuip Products Inc., California).Os ovos incubáronse en papel de filtro húmido e colocáronse nunha placa de Petri durante 2 horas antes de ser utilizados nos nosos experimentos (Figura complementaria 1b-d).
No laboratorio, avaliamos a toxicidade oral de seis funxicidas aplicados antes e durante a floración das maceiras en tres concentracións (0,1X, 0,5X e 1X, onde 1X é a marca aplicada por cada 100 litros de auga/acre. Alta dose de campo = concentración). no campo)., Táboa 1).Cada concentración repetiuse 16 veces (n = 16).Dous funxicidas de contacto (Táboa S1: mancozeb 2696,14 ppm e captan 2875,88 ppm) e catro funxicidas sistémicos (Táboa S1: piritiostrobina 250,14 ppm; trifloxistrobina 110,06 ppm; toxicidade de micobutanil azole 75,85 ppm). a froitas, hortalizas e cultivos ornamentais .Homoxeneizamos o pole mediante un moedor, transferimos 0,20 g a un pozo (Placa Falcon de 24 pocillos) e engadimos e mesturamos 1 μL de solución de funxicida para formar pole piramidal con pozos de 1 mm de profundidade nos que se colocaron os ovos.Coloque usando unha mini espátula (Figura complementaria 1c, d).As placas Falcon almacenáronse a temperatura ambiente (25 °C) e 70% de humidade relativa.Comparámolas con larvas control alimentadas cunha dieta homoxénea de pole tratada con auga pura.Rexistramos a mortalidade e medimos o peso das larvas cada dous días ata que as larvas alcanzaron a idade prepupal mediante unha balanza analítica (Fisher Scientific, precisión = 0,0001 g).Finalmente, a proporción de sexos foi avaliada abrindo o casulo despois de 2,5 meses.
Extraeu ADN de larvas enteiras de O. cornifrons (n = 3 por condición de tratamento, pole tratado con mancozeb e non tratado) e realizamos análises de diversidade microbiana nestas mostras, especialmente porque no mancozeb observouse a maior mortalidade nas larvas.recibindo MnZn.O ADN amplificouse, purificouse usando o kit DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA (Zymo Research, Irvine, CA) e secuenciouse (600 ciclos) nun Illumina® MiSeq™ usando o kit v3.A secuenciación dirixida de xenes de ARN ribosómico bacteriano 16S realizouse mediante o Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) utilizando cebadores dirixidos á rexión V3-V4 do xene de ARNr 16S.Ademais, a secuenciación de 18S realizouse mediante a inclusión PhiX do 10% e a amplificación realizouse mediante o par de cebadores 18S001 e NS4.
Importe e procese lecturas pareadas39 mediante a canalización QIIME2 (v2022.11.1).Recortáronse e fusionáronse estas lecturas e elimináronse as secuencias quiméricas mediante o complemento DADA2 en QIIME2 (emparellamento de ruído qiime dada2)40.As asignacións de clases 16S e 18S realizáronse utilizando o complemento clasificador de obxectos Classify-sklearn e o artefacto adestrado previamente silva-138-99-nb-classifier.
Comprobáronse todos os datos experimentais para a normalidade (Shapiro-Wilks) e a homoxeneidade das varianzas (proba de Levene).Debido a que o conxunto de datos non cumpriu os supostos da análise paramétrica e a transformación non conseguiu estandarizar os residuos, realizamos un ANOVA bidireccional non paramétrico (Kruskal-Wallis) con dous factores [tempo (trifase 2, 5 e 8 días). puntos de tempo) e funxicida] para avaliar o efecto do tratamento sobre o peso fresco das larvas, despois realizáronse comparacións por parellas non paramétricas post hoc mediante a proba de Wilcoxon.Usamos un modelo lineal xeneralizado (GLM) cunha distribución de Poisson para comparar os efectos dos funxicidas sobre a supervivencia en tres concentracións de funxicidas41,42.Para a análise da abundancia diferencial, o número de variantes de secuencia de amplicóns (ASV) colapsouse a nivel de xénero.Realizáronse comparacións de abundancia diferencial entre os grupos utilizando a abundancia relativa 16S (nivel de xénero) e 18S mediante un modelo aditivo xeneralizado para posición, escala e forma (GAMLSS) con distribucións familiares beta cero infladas (BEZI), que se modelaron nunha macro. .en Microbiome R43 (v1.1).1).Eliminar especies mitocondriais e cloroplastos antes da análise diferencial.Debido aos diferentes niveis taxonómicos de 18S, só se utilizou o nivel máis baixo de cada taxón para as análises diferenciais.Todas as análises estatísticas realizáronse mediante R (v. 3.4.3., proxecto CRAN) (Team 2013).
A exposición a mancozeb, piritiostrobina e trifloxistrobina reduciu significativamente a ganancia de peso corporal en O. cornifrons (Fig. 1).Estes efectos foron constantemente observados para as tres doses avaliadas (Fig. 1a-c).A ciclostrobina e o miclobutanil non reduciron significativamente o peso das larvas.
Peso medio fresco das larvas do barrenador do talo medido en tres puntos temporales baixo catro tratamentos dietéticos (alimento de pole homoxéneo + funxicida: control, doses 0,1X, 0,5X e 1X).(a) Dose baixa (0,1X): primeiro punto temporal (día 1): χ2: 30,99, DF = 6;P < 0,0001, segundo punto temporal (día 5): 22,83, DF = 0,0009;terceira vez;punto (día 8): χ2: 28,39, DF = 6;(b) media dose (0,5X): primeiro punto temporal (día 1): χ2: 35,67, DF = 6;P < 0,0001, segundo punto temporal (día primeiro).): χ2: 15,98, DF = 6;P = 0,0090;terceiro punto temporal (día 8) χ2: 16,47, DF = 6;(c) Lugar ou dose completa (1X): primeiro punto temporal (día 1) χ2: 20,64, P = 6;P = 0,0326, segundo punto temporal (día 5): χ2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;terceiro punto temporal (día 8): χ2: 28,39, DF = 6;Análise non paramétrica da varianza.As barras representan a media ± SE das comparacións por pares (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
Na dose máis baixa (0,1X), o peso corporal das larvas reduciuse nun 60% con trifloxistrobina, 49% con mancozeb, 48% con myclobutanil e 46% con piritistrobina (Fig. 1a).Cando se expuxeron á metade da dose de campo (0,5X), o peso corporal das larvas de mancozeb reduciuse nun 86%, a piritiostrobina nun 52% e a trifloxistrobina nun 50% (Fig. 1b).Unha dose de campo completo (1X) de mancozeb reduciu o peso das larvas nun 82%, a piritiostrobina nun 70% e a trifloxistrobina, o miclobutanilo e o sangard nun 30% aproximadamente (Fig. 1c).
A mortalidade foi máis alta entre as larvas alimentadas con pole tratado con mancozeb, seguidas de piritiostrobina e trifloxistrobina.A mortalidade aumentou co aumento das doses de mancozeb e pirisolina (Fig. 2; Táboa 2).Non obstante, a mortalidade do barrenador do millo só aumentou lixeiramente a medida que aumentaron as concentracións de trifloxistrobina;ciprodinil e captan non aumentaron significativamente a mortalidade en comparación cos tratamentos control.
Comparouse a mortalidade das larvas de mosca barrenadora despois da inxestión de pole tratado individualmente con seis funxicidas diferentes.O mancozeb e a pentopiramida foron máis sensibles á exposición oral aos gusanos do millo (GLM: χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (liña, pendente = 0,29, P <0,001; pendente = 0,24, P <0,00)).
De media, en todos os tratamentos, o 39,05% dos pacientes eran mulleres e o 60,95% homes.Entre os tratamentos control, a proporción de mulleres foi do 40% tanto nos estudos de dose baixa (0,1X) como de media dose (0,5X), e do 30% nos estudos de dose de campo (1X).A dose 0,1X, entre as larvas alimentadas con pole tratadas con mancozeb e miclobutanilo, o 33,33% dos adultos eran femias, o 22% dos adultos eran femias, o 44% das larvas adultas eran femias, o 44% das larvas adultas eran femias.femias, o 41% das larvas adultas eran femias e os controis o 31% (Fig. 3a).A 0,5 veces a dose, o 33% dos vermes adultos no grupo de mancozeb e piritiostrobina eran femias, o 36% no grupo de trifloxistrobina, o 41% no grupo de miclobutanilo e o 46% no grupo de ciprostrobina.Esta cifra foi do 53% no grupo.no grupo captán e 38% no grupo control (fig. 3b).Á dose 1X, o 30% do grupo de mancozeb eran mulleres, o 36% do grupo de piritiostrobina, o 44% do grupo de trifloxistrobina, o 38% do grupo de myclobutanil, o 50% do grupo de control eran mulleres - 38,5% (Fig. 3c). .
Porcentaxe de barrenadores femias e machos despois da exposición a funxicidas en fase larvaria.(a) Dose baixa (0,1X).(b) Media dose (0,5X).(c) Dose de campo ou dose completa (1X).
A análise da secuencia 16S mostrou que o grupo bacteriano difería entre as larvas alimentadas con pole tratado con mancozeb e as larvas alimentadas con pole sen tratar (Fig. 4a).O índice microbiano das larvas non tratadas alimentadas con pole foi maior que o das larvas alimentadas con pole tratado con mancozeb (Fig. 4b).Aínda que a diferenza observada na riqueza entre os grupos non foi estatisticamente significativa, foi significativamente menor que a observada para as larvas que se alimentan de pole non tratado (Fig. 4c).A abundancia relativa mostrou que a microbiota das larvas alimentadas con pole control era máis diversa que a das larvas alimentadas con larvas tratadas con mancozeb (Fig. 5a).A análise descritiva revelou a presenza de 28 xéneros en mostras control e tratadas con mancozeb (Fig. 5b).c A análise mediante a secuenciación 18S non revelou diferenzas significativas (Figura complementaria 2).
Comparáronse os perfís SAV baseados en secuencias 16S coa riqueza de Shannon e observouse a riqueza a nivel do filo.(a) Análise de coordenadas principais (PCoA) baseada na estrutura global da comunidade microbiana en larvas alimentadas con pole ou control (azul) e mancozeb (laranxa).Cada punto de datos representa unha mostra separada.O PCoA calculouse mediante a distancia de Bray-Curtis da distribución t multivariada.Os óvalos representan o nivel de confianza do 80%.(b) Boxplot, datos brutos de riqueza de Shannon (puntos) e c.Riqueza observable.Os diagramas de caixas mostran caixas para a liña media, o intervalo intercuartílico (IQR) e 1,5 × IQR (n = 3).
Composición das comunidades microbianas de larvas alimentadas con pole tratado con mancozeb e non tratado.(a) A abundancia relativa de xéneros microbianos lese nas larvas.(b) Mapa térmico das comunidades microbianas identificadas.Delftia (odds ratio (OR) = 0,67, P = 0,0030) e Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Microbacterium (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060);As filas do mapa de calor agrúpanse mediante a distancia de correlación e a conectividade media.
Os nosos resultados mostran que a exposición oral a funxicidas de contacto (mancozeb) e sistémicos (pirostrobina e trifloxistrobina), amplamente aplicados durante a floración, reduciu significativamente a ganancia de peso e aumentou a mortalidade das larvas de millo.Ademais, o mancozeb reduciu significativamente a diversidade e riqueza do microbioma durante a etapa prepupal.O miclobutanil, outro funxicida sistémico, reduciu significativamente a ganancia de peso corporal das larvas nas tres doses.Este efecto foi evidente no segundo (día 5) e terceiro (día 8) puntos de tempo.En cambio, o ciprodinil e o captán non reduciron significativamente o aumento de peso ou a supervivencia en comparación co grupo control.Segundo o noso coñecemento, este traballo é o primeiro en determinar os efectos das taxas de campo de diferentes funxicidas utilizados para protexer os cultivos de millo mediante a exposición directa ao pole.
Todos os tratamentos con funxicidas reduciron significativamente a ganancia de peso corporal en comparación cos tratamentos control.O mancozeb tivo o maior efecto sobre o aumento de peso corporal das larvas cunha redución media do 51%, seguido da piritiostrobina.Porén, outros estudos non informaron de efectos adversos das doses de campo de funxicidas nos estadios larvarios44.Aínda que se demostrou que os biocidas de ditiocarbamato teñen unha baixa toxicidade aguda45, os bisditiocarbamatos de etileno (EBDCS) como o mancozeb poden degradarse a urea sulfuro de etileno.Dados os seus efectos mutaxénicos noutros animais, este produto de degradación pode ser o responsable dos efectos observados46,47.Estudos anteriores demostraron que a formación de etileno tiourea está influenciada por factores como a temperatura elevada48, os niveis de humidade49 e a duración do almacenamento do produto50.As condicións adecuadas de almacenamento dos biocidas poden mitigar estes efectos secundarios.Ademais, a Autoridade Europea de Seguridade Alimentaria expresou a súa preocupación pola toxicidade do piritiopido, que demostrou ser canceríxeno para o sistema dixestivo doutros animais51.
A administración oral de mancozeb, piritiostrobina e trifloxistrobina aumenta a mortalidade das larvas do barrenador do millo.Pola contra, o miclobutanil, a ciprociclina e o captán non tiveron ningún efecto sobre a mortalidade.Estes resultados difiren dos de Ladurner et al.52, que demostraron que o captán reduciu significativamente a supervivencia de adultos O. lignaria e Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae).Ademais, comprobouse que funxicidas como o captan e o boscalid causan mortalidade larvaria52,53,54 ou alteran o comportamento alimentario55.Estes cambios, á súa vez, poden afectar á calidade nutricional do pole e, en definitiva, á ganancia de enerxía da fase larvaria.A mortalidade observada no grupo control foi consistente con outros estudos 56,57.
A proporción de sexos que favorece o macho observada no noso traballo pode explicarse por factores como o apareamento insuficiente e as malas condicións climáticas durante a floración, como xa suxeriron Vicens e Bosch para O. cornuta.Aínda que as femias e os machos do noso estudo tiñan catro días para aparearse (un período xeralmente considerado suficiente para un apareamento exitoso), reducimos deliberadamente a intensidade da luz para minimizar o estrés.Non obstante, esta modificación pode interferir involuntariamente co proceso de apareamento61.Ademais, as abellas experimentan varios días de tempo adverso, incluíndo choiva e baixas temperaturas (<5 °C), que tamén poden afectar negativamente o éxito do apareamento4,23.
Aínda que o noso estudo centrouse en todo o microbioma larvario, os nosos resultados proporcionan información sobre as relacións potenciais entre as comunidades bacterianas que poden ser críticas para a nutrición das abellas e a exposición a funxicidas.Por exemplo, as larvas alimentadas con pole tratado con mancozeb reduciron significativamente a estrutura e abundancia da comunidade microbiana en comparación coas larvas alimentadas con pole sen tratar.Nas larvas que consumían pole sen tratar, os grupos bacterianos Proteobacteria e Actinobacteria eran dominantes e eran predominantemente aeróbicos ou facultativamente aerobios.Sábese que as bacterias de Delft, xeralmente asociadas con especies de abellas solitarias, teñen actividade antibiótica, o que indica un potencial papel protector contra os patóxenos.Outra especie bacteriana, Pseudomonas, era abundante nas larvas alimentadas con pole sen tratar, pero reduciuse significativamente nas larvas tratadas con mancozeb.Os nosos resultados apoian estudos previos que identifican a Pseudomonas como un dos xéneros máis abundantes en O. bicornis35 e outras avespas solitarias34.Aínda que non se estudou evidencia experimental do papel de Pseudomonas na saúde de O. cornifrons, demostrouse que esta bacteria promove a síntese de toxinas protectoras no escaravello Paederus fuscipes e promove o metabolismo da arginina in vitro 35, 65. Estas observacións suxiren. un papel potencial na defensa viral e bacteriana durante o tempo de desenvolvemento das larvas de O. cornifrons.Microbacterium é outro xénero identificado no noso estudo que está presente en gran cantidade nas larvas de mosca soldado negra en condicións de fame66.Nas larvas de O. cornifrons, as microbacterias poden contribuír ao equilibrio e á resistencia do microbioma intestinal en condicións de estrés.Ademais, o Rhodococcus atópase nas larvas de O. cornifrons e é coñecido polas súas capacidades de desintoxicación67.Este xénero tamén se atopa no intestino de A. florea, pero en moi pouca abundancia68.Os nosos resultados demostran a presenza de múltiples variacións xenéticas en numerosos taxons microbianos que poden alterar os procesos metabólicos nas larvas.Non obstante, é necesaria unha mellor comprensión da diversidade funcional de O. cornifrons.
En resumo, os resultados indican que o mancozeb, a piritiostrobina e a trifloxistrobina reduciron a ganancia de peso corporal e aumentaron a mortalidade das larvas do barrenador do millo.Aínda que hai unha crecente preocupación polos efectos dos funxicidas sobre os polinizadores, hai que comprender mellor os efectos dos metabolitos residuais destes compostos.Estes resultados pódense incorporar a recomendacións para programas de xestión integrada de polinizadores que axuden aos agricultores a evitar o uso de certos funxicidas antes e durante a floración das árbores froiteiras, seleccionando funxicidas e variando o momento de aplicación, ou fomentando o uso de alternativas menos daniñas 36. Esta información é importante para elaborar recomendacións.sobre o uso de pesticidas, como axustar os programas de pulverización existentes e cambiar o tempo de pulverización ao seleccionar funxicidas ou promover o uso de alternativas menos perigosas.Necesítanse máis investigacións sobre os efectos adversos dos funxicidas sobre a proporción de sexos, o comportamento alimentario, o microbioma intestinal e os mecanismos moleculares subxacentes á perda de peso e á mortalidade do barrenador do millo.
Os datos fonte 1, 2 e 3 das figuras 1 e 2 foron depositados no DOI do repositorio de datos figshare: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 e https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233.As secuencias analizadas no estudo actual (Figs. 4, 5) están dispoñibles no repositorio NCBI SRA co número de acceso PRJNA1023565.
Bosch, J. e Kemp, WP Desenvolvemento e establecemento de especies de abellas melíferas como polinizadoras de cultivos agrícolas: o exemplo do xénero Osmia.(Himenópteros: Megachilidae) e árbores froiteiras.touro.Ntomore.recurso.92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al.Prácticas de polinización e percepcións dos polinizadores alternativos entre os produtores de mazás de Nova York e Pensilvania.actualizar.Agricultura.sistemas alimentarios.35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL e Ricketts TH Ecoloxía e economía da polinización de améndoas utilizando abellas nativas.J. Economía.Ntomore.111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y. e Park, Y.-L.Efectos do cambio climático na fenoloxía do tragopan: implicacións para a xestión da poboación.Subir.Cambio 150, 305–317 (2018).
Artz, DR e Pitts-Singer, TL Efecto de pulverizacións funxicidas e adxuvantes no comportamento de nidificación de dúas abellas solitarias xestionadas (Osmia lignaria e Megachile rotundata).PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al.Un funxicida de cultivos de baixo contido tóxico (fenbuconazol) interfire cos sinais de calidade reprodutiva masculina, o que resulta nun éxito de apareamento reducido nas abellas solitarias salvaxes.J. Aplicacións.ecoloxía.59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al.Os insecticidas neonicotinoides e a biosíntese de ergosterol suprimen a mortalidade de funxicidas sinérxicos en tres especies de abellas.Control de pragas.a ciencia.73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.e as larvas de avespa solitaria de Danforth BN alteran a diversidade bacteriana subministrada polo pole ás abellas que anidan os talos Osmia cornifrons (Megachilidae).diante.microorganismo.13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN e Steffan SA Os microorganismos ectosimbióticos do pole fermentado son tan importantes para o desenvolvemento das abellas solitarias como o propio pole.ecoloxía.evolución.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F e Thalheimer M. Plantación entre filas en maceiras para controlar as enfermidades de resementa: un estudo práctico de eficacia baseado en indicadores microbianos.Solo vexetal 357, 381-393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG e Peter KA Podremia amarga das mazás no Atlántico medio dos Estados Unidos: avaliación das especies causantes e da influencia das condicións meteorolóxicas rexionais e da susceptibilidade dos cultivares.Phytopathology 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK.e Stanley DA Funxicidas, herbicidas e abellas: unha revisión sistemática da investigación e métodos existentes.PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED e Jepson, PC Efectos sinérxicos dos funxicidas EBI e dos insecticidas piretroides nas abellas melíferas (Apis mellifera).pragas a ciencia.39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE e Peng, CY Efecto de funxicidas seleccionados no crecemento e desenvolvemento das larvas de abellas melíferas Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae).mércores.Ntomore.33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D. e McArt, S. Guía de decisión para o uso de pesticidas para protexer os polinizadores nas hortas de árbores (Universidade de Cornell, 2018).
Iwasaki, JM e Hogendoorn, K. Exposición das abellas a non pesticidas: unha revisión de métodos e resultados informados.Agricultura.ecosistema.mércores.314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramírez RA.e Pitts-Singer TL Efecto do tipo de subministración e exposición a pesticidas no desenvolvemento larvario de Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae).mércores.Ntomore.51, 240–251 (2022).
Kopit AM e Pitts-Singer TL Vías de exposición de pesticidas a abellas solitarias de niños baleiros.mércores.Ntomore.47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al.Un novo protocolo de bioensaio de inxestión para avaliar a toxicidade dos pesticidas en abellas adultas xaponesas (Osmia cornifrons).a ciencia.Informes 10, 9517 (2020).
Hora de publicación: 14-maio-2024