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I fungicidi sò spessu usati durante a fioritura di frutti di l'arburu è ponu minaccia i polinizatori d'insetti.In ogni casu, pocu hè cunnisciutu di cumu i polinizatori non-apicultori (per esempiu, l'api sulitariu, l'Osmia cornifrons) rispundenu à u cuntattu è i fungicidi sistemici cumunimenti utilizati nantu à i pomi durante a fioritura.Questa lacuna di cunniscenza limita e decisioni regulatori chì determinanu a cuncentrazione sicura è u timing di a spruzzatura di fungicidi.Avemu valutatu l'effetti di dui fungicidi di cuntattu (captan è mancozeb) è quattru fungicidi interlayer/phytosystem (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobin è trifloxystrobin).Effetti nantu à l'aumentu di pesu di larva, sopravvivenza, rapportu di sessu è diversità bacteriale.A valutazione hè stata realizata utilizendu un bioassay orale cronicu in quale u polline hè statu trattatu in trè dosi basati nantu à a dosa attualmente cunsigliata per l'usu di u campu (1X), a meza dosa (0.5X) è a dosa bassa (0.1X).Tutte e dosi di mancozeb è pyritisoline riduttanu significativamente u pesu di u corpu è a sopravvivenza di larva.Dopu avemu sequenziatu u genu 16S per caratterizà u bacterioma larvale di mancozeb, u fungicida rispunsevuli di a più alta mortalità.Avemu trovu chì a diversità bacteriana è l'abbundanza sò ridutta significativamente in larva alimentata da u polline trattatu cù mancozeb.I nostri risultati di u laboratoriu indicanu chì spraying alcuni di sti fungicidi durante a fioritura hè particularmente preghjudiziu per a salute di O. cornifrons.Questa infurmazione hè pertinente per e decisioni di gestione futuri in quantu à l'usu sustinibili di i prudutti di prutezzione di l'arbureti di fruttu è serve com'è a basa per i prucessi regulatori destinati à prutege i polinizatori.
L'apicultore solitario Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) hè statu introduttu in i Stati Uniti da u Giappone à a fini di l'anni 1970 è à l'iniziu di l'anni 1980, è l'spezia hà ghjucatu un rolu impurtante di polinizatore in l'ecosistema amministratu dapoi.I pupulazioni naturali di questa ape sò parti di circa 50 spezie d'api salvatichi chì cumplementanu l'abi chì polinizzanu l'arbureti d'amanduli è di mela in i Stati Uniti2,3.L'api di mason face parechje sfide, cumprese a frammentazione di l'habitat, i patogeni è i pesticidi3,4.Trà l'insetticidi, i fungicidi reducenu u guadagnu di energia, l'alimentazione5 è l'acondicionamentu di u corpu6,7.Ancu s'è ricerche recenti suggerenu chì a salute di l'api Mason hè influinzata direttamente da i microorganismi commensali è ectobactic, 8,9 perchè i batteri è i fungi ponu influenzà a nutrizione è e risposti immune, l'effetti di l'esposizione fungicida nantu à a diversità microbica di l'api Mason sò appena cuminciati à esse. studiatu.
I fungicidi di diversi effetti (cuntatti è sistemichi) sò spruzzati in l'arbureti prima è durante a fioritura per trattà e malatie cum'è l'apple scab, a putrezza amara, a putenza marrone è u mildiu pulveru10,11.I fungicidi sò cunsiderati innocu à i polinizatori, per quessa, sò cunsigliati à i ghjardinari durante u periodu di fioritura;L'esposizione è l'ingerimentu di sti fungicidi da l'api hè relativamente ben cunnisciuta, postu chì face parte di u prucessu di registrazione di pesticidi da l'Agenzia di Proteczione Ambientale di i Stati Uniti è parechje altre agenzie regulatori naziunali12,13,14.Tuttavia, l'effetti di i fungicidi nantu à i non-api sò menu cunnisciuti perchè ùn sò micca richiesti in accordi d'autorizazione di cummercializazione in i Stati Uniti15.Inoltre, ùn ci sò generalmente micca protokolli standardizati per pruvà l'api singuli16,17, è mantene e culonii chì furnisce l'api per a prova hè sfida18.I prucessi di diverse api gestite sò sempre più realizati in Europa è in i Stati Uniti per studià l'effetti di i pesticidi nantu à l'api salvatichi, è i protokolli standardizati sò stati sviluppati recentemente per O. cornifrons19.
L'api di cornu sò monociti è sò usati cummerciale in i culturi di carpa cum'è supplementu o sustituzione per l'api di meli.Queste api emergenu trà marzu è aprili, cù i masci precoci chì emergenu trè o quattru ghjorni prima di e femine.Dopu à l'accoppiamentu, a femina coglie attivamente u polline è u nettaru per furnisce una seria di cellule di cova in a cavità di u nidu tubulare (naturale o artificiale)1,20.L'ova sò posti nantu à u polu in i celi;a femina poi custruisce un muru di argilla prima di preparà a cellula dopu.I primi larvi instar sò chjusi in u chorion è si alimentanu di fluidi embrionali.Da u sicondu à u quintu instar (prepupa), e larve si alimentanu di u polu22.Una volta chì l'approvvigionamentu di u polline hè cumpletamente sguassatu, e larve formanu coconi, pupate è emergenu cum'è adulti in a stessa camara di cova, di solitu à a fine di l'estiu20,23.L'adulti emergenu a primavera dopu.A sopravvivenza di l'adulti hè assuciata cù l'aumentu di l'energia netta (aumentu di pesu) basatu annantu à l'ingesta alimentaria.Cusì, a qualità nutrizionale di u polline, è ancu altri fatturi, cum'è u clima o l'esposizione à i pesticidi, sò determinanti di a sopravvivenza è a salute24.
L'insetticidi è i fungicidi applicati prima di a fioritura sò capaci di trasfurmà in a vasculatura di a pianta à varii gradi, da traslaminar (per esempiu, capace di trasfurmà da a superficia superiore di e foglie à a superficia più bassa, cum'è certi fungicidi) 25 à effetti veramente sistemichi., chì ponu penetrà a corona da e radiche, ponu entre in u nettaru di fiori di manzana26, induve puderanu tumbà l'adulti O. cornifrons27.Certi pesticidi si filtranu ancu in u polline, affettendu u sviluppu di e larve di mais è pruvucannu a so morte19.Altri studii anu dimustratu chì certi fungicidi ponu mudificà significativamente u cumpurtamentu di nidificazione di l'spezie rilativi O. lignaria28.Inoltre, studii di laboratori è di campu chì simulanu scenarii di esposizione à pesticidi (cumpresi i fungicidi) anu dimustratu chì i pesticidi affettanu negativamente a fisiologia 22 morfologia 29 è a sopravvivenza di l'api di meli è di certi api solitari.Diversi spruzzi fungicidi appiicati direttamente à i fiori aperti durante a fioritura ponu contaminà u polline cullatu da l'adulti per u sviluppu di larva, l'effetti di quale restanu da studià30.
Hè sempre più ricunnisciutu chì u sviluppu di larva hè influinzatu da u polu è e cumunità microbiche di u sistema digestivu.U microbioma di l'api influenza paràmetri cum'è a massa di u corpu31, i cambiamenti metabolichi22 è a suscettibilità à i patogeni32.Studi precedenti anu esaminatu l'influenza di u stadiu di u sviluppu, i nutrienti è l'ambiente nantu à u microbioma di l'api solitarie.Questi studii anu revelatu similitudini in a struttura è l'abbundanza di i microbiomi larvali è di u polline33, è ancu i generi bacteriali più cumuni Pseudomonas è Delftia, trà e spezie d'api solitarie.In ogni casu, ancu se i fungicidi sò stati assuciati cù strategie per prutege a salute di l'api, l'effetti di i fungicidi nantu à a microbiota larvale per via di l'esposizione orale diretta restanu inesplorati.
Stu studiu hà pruvatu l'effetti di e dosi di u mondu reale di sei fungicidi cumunimenti utilizati registrati per l'usu nantu à i frutti di l'arburu in i Stati Uniti, cumpresi i fungicidi di cuntattu è sistemici amministrati per via orale à e larve di cornhornworm moth da l'alimentu contaminatu.Avemu trovu chì i fungicidi di u cuntattu è sistemichi anu riduciutu u pesu di u corpu di l'api è a mortalità aumentata, cù l'effetti più severi assuciati cù mancozeb è pyrithiopide.Dopu avemu paragunatu a diversità microbiana di larva alimentata nantu à a dieta di polline trattata cù mancozeb cù quelli alimentati cù a dieta di cuntrollu.Discutemu di i meccanismi potenziali sottumessi à a mortalità è l'implicazioni per i prugrammi di gestione integrata di pesti è polinizatori (IPPM)36.
Adulti O. cornifrons overwintering in cocoons sò stati ottenuti da u Fruit Research Center, Biglerville, PA, è guardatu à -3 à 2 ° C (± 0,3 ° C).Prima di l'esperimentu (600 coconi in totale).In May 2022, 100 coconi O. cornifrons sò stati trasferiti ogni ghjornu in tazzi di plastica (50 coconi per tazza, DI 5 cm × 15 cm long) è e salviette sò stati posti ind'u cups per prumove l'apertura è furnisce un sustrato masticabile, riducendu u stress nantu à u petre. api37 .Pone dui tazzi di plastica chì cuntenenu cocoons in una cage d'insetti (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) cù alimentatori di 10 ml chì cuntenenu 50% solu suluzione di saccarosi è guardate per quattru ghjorni per assicurà a chiusura è l'accoppiamentu.23 ° C, umidità relativa 60%, fotoperiodu 10 l (intensità bassa): 14 ghjorni.100 e femine è i masci sò stati liberati ogni matina per sei ghjorni (100 per ghjornu) in dui nidi artificiali durante a fioritura di u piccu di mela (nidu trappula: larghezza 33,66 × altezza 30,48 × lunghezza 46,99 cm; Supplementary Figure 1).Situatu à l'Arboretum di u Pennsylvania State, vicinu à a ciliegia (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), a pesca (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), a pera (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus). perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), pomi coronaria (Malus coronaria) è numerose varietà di pomi (Malus coronaria, Malus), pomi domestici 'Co-op 30' Enterprise™, pomi Malus 'Co- Op 31' Winecrisp™, begonia 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy').Ogni birdhouse di plastica blu si mette nantu à duie scatuli di legnu.Ogni scatula nidu cuntene 800 tubi di carta kraft vacanti (spirale aperta, 0,8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) inseriti in tubi di cellophane opachi (0,7 OD vedi Tappi di plastica (tappi T-1X) furnisce siti di nidificazione. .
E duie caselle di nidificate facevanu à est è sò state cuperte cù scherma di giardinu di plastica verde (model d'Everbilt # 889250EB12, dimensione di apertura 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) per impediscenu l'accessu di roditori è uccelli è posti nantu à a superficia di a terra vicinu à a terra di u nidu. scatuli.Nest box (Figura supplementaria 1a).L'ova di corn borer sò stati cullucati ogni ghjornu, cullendu 30 tubi da i nidi è traspurtendu à u laboratoriu.Utilizendu forbici, fate un tagliu à a fine di u tubu, dopu disassemble u tubu spirale per espose e cellule di brood.L'ova individuali è u so polline sò stati eliminati cù una spatula curva (kit di strumenti Microslide, BioQuip Products Inc., California).L'ova sò stati incubati nantu à carta di filtru umida è posti in una piastra Petri per 2 ore prima di esse utilizati in i nostri esperimenti (Figura supplementaria 1b-d).
In u laboratoriu, avemu evaluatu a toxicità orale di sei fungicidi applicati prima è durante a fioritura di mela à trè cuncentrazioni (0.1X, 0.5X è 1X, induve 1X hè a marca applicata per 100 gallons d'acqua / acre. Alta dosa di campu = cuncentrazione). in u campu)., Table 1).Ogni cuncentrazione hè stata ripetuta 16 volte (n = 16).Dui fungicidi di cuntattu (Table S1: mancozeb 2696.14 ppm è captan 2875.88 ppm) è quattru fungicidi sistemichi (Table S1: pyrithiostrobin 250.14 ppm; trifloxystrobin 110.06 ppm; myclobutanil azole toxicity 2.12.5.12.5.8.12.5 ppm) ppm; à frutti, ligumi è culturi ornamentali .Omogenizemu u polline cù un macinatu, trasfirìu 0,20 g à un pozzu (24-well Falcon Plate), è aghjunghje è mischjà 1 μL di suluzione fungicida per furmà u polline piramidale cù pozzi di 1 mm di profonda in quale l'ova sò stati posti.Pone cù una mini spatula (Figura supplementaria 1c, d).I platti Falcon sò stati guardati à a temperatura di l'ambienti (25 ° C) è 70% umidità relativa.L'avemu paragunatu cù larva di cuntrollu alimentata da una dieta di polline homogenea trattata cù acqua pura.Avemu registratu a mortalità è misurà u pesu di larva ogni ghjornu finu à chì e larve righjunghjenu l'età prepupale cù un equilibriu analiticu (Fisher Scientific, precisione = 0,0001 g).Infine, u rapportu di u sessu hè statu evaluatu aprendu u coconu dopu à 2,5 mesi.
L'ADN hè stata estratta da e larva di O. cornifrons sanu (n = 3 per cundizione di trattamentu, polen trattatu cù mancozeb è micca trattatu) è avemu realizatu analisi di diversità microbiale nantu à questi campioni, soprattuttu perchè in mancozeb a più alta mortalità hè stata osservata in larva.riceve MnZn.L'ADN hè statu amplificatu, purificatu cù u kit DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA (Zymo Research, Irvine, CA), è sequenziatu (600 cicli) in un Illumina® MiSeq™ cù u kit v3.A sequenza mirata di i geni di RNA ribosomiali 16S batterica hè stata realizata cù u Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) utilizendu primers destinati à a regione V3-V4 di u gene 16S rRNA.Inoltre, a sequenza 18S hè stata realizata cù l'inclusione PhiX di 10%, è l'amplificazione hè stata realizata utilizendu a coppia di primer 18S001 è NS4.
Importa è processà letture accoppiate39 utilizendu a pipeline QIIME2 (v2022.11.1).Queste letture sò state tagliate è unite, è e sequenze chimeriche sò state eliminate cù u plugin DADA2 in QIIME2 (qiime dada2 noise pairing)40.L'assignazioni di classi 16S è 18S sò state realizate utilizendu u plugin di classificatore d'ughjettu Classify-sklearn è l'artifact pre-addestratu silva-138-99-nb-classifier.
Tutti i dati sperimentali sò stati verificati per a normalità (Shapiro-Wilks) è l'homogeneità di varianze (test di Levene).Perchè u settore di dati ùn hà micca scontru l'assunzioni di l'analisi parametrica è a trasfurmazioni hà fallutu per standardizà i residuali, avemu realizatu un ANOVA bidirezionale non parametricu (Kruskal-Wallis) cù dui fattori [tempu (trifasi 2, 5 è 8 ghjorni). punti di tempu) è fungicida] per valutà l'effettu di u trattamentu nantu à u pesu frescu di a larva, dopu paraguni nonparametrici post hoc sò stati realizati cù a prova di Wilcoxon.Avemu usatu un mudellu lineale generalizatu (GLM) cù una distribuzione di Poisson per paragunà l'effetti di i fungicidi nantu à a sopravvivenza in trè concentrazioni di fungicidi41,42.Per l'analisi di l'abbundanza differenziale, u numeru di varianti di sequenza di amplicone (ASV) hè statu colapsatu à u livellu di u genus.I paraguni di l'abbundanza differenziale trà i gruppi chì utilizanu 16S (livellu di genus) è 18S abbundanza relativa sò stati realizati utilizendu un mudellu additivu generalizatu per a pusizione, scala è forma (GAMLSS) cù distribuzioni di famiglia beta zero-inflated (BEZI), chì sò stati modellati nantu à una macro. .in Microbiome R43 (v1.1).1).Eliminate spezie mitocondriali è cloroplasti prima di l'analisi differenziale.A causa di i diversi livelli tassonomici di 18S, solu u livellu più bassu di ogni taxon hè stata utilizata per analisi differenziali.Tutte l'analisi statistiche sò state realizate cù R (v. 3.4.3., prughjettu CRAN) (Team 2013).
L'esposizione à mancozeb, pyrithiostrobin è trifloxystrobin hà riduciutu significativamente u pesu di u corpu in O. cornifrons (Fig. 1).Questi effetti sò stati osservati constantemente per tutti i trè dosi valutati (Fig. 1a-c).Cyclostrobin è myclobutanil ùn anu micca riduciutu significativamente u pesu di larva.
U pesu mediu frescu di e larva di u boreru di u troncu misuratu in trè punti di tempu sottu quattru trattamenti dietetichi (alimentu di polline omogeneu + fungicida: cuntrollu, dosi 0,1X, 0,5X è 1X).(a) Dose bassa (0.1X): u primu puntu di tempu (ghjornu 1): χ2: 30.99, DF = 6;P < 0,0001, secondu puntu di tempu (ghjornu 5): 22,83, DF = 0,0009;terza volta;puntu (ghjornu 8): χ2: 28,39, DF = 6;(b) mezza dose (0,5X): primu puntu di tempu (ghjornu 1): χ2: 35,67, DF = 6;P < 0,0001, secondu puntu di tempu (ghjornu unu).): χ2: 15,98, DF = 6;P = 0,0090;terzu puntu di tempu (ghjornu 8) χ2: 16,47, DF = 6;(c) Situ o dosa piena (1X): u primu puntu di tempu (ghjornu 1) χ2: 20,64, P = 6;P = 0,0326, secondu puntu di tempu (ghjornu 5): χ2: 22,83, DF = 6;P = 0,0009;terzu puntu di tempu (ghjornu 8): χ2: 28,39, DF = 6;analisi non parametrica di varianza.I bars rapprisentanu a media ± SE di paraguni à coppia (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
À a dosa più bassu (0.1X), u pesu di u corpu di larva hè ridutta da 60% cù trifloxystrobin, 49% cù mancozeb, 48% cù myclobutanil, è 46% cù pyrithistrobin (Fig. 1a).Quandu espunutu à a mità di a dosa di campu (0.5X), u pesu di u corpu di larva di mancozeb hè stata ridutta da 86%, pyrithiostrobin da 52% è trifloxystrobin da 50% (Fig. 1b).A dosa di campu sanu (1X) di mancozeb hà riduciutu u pesu di larva da 82%, pyrithiostrobin da 70%, è trifloxystrobin, myclobutanil è sangard da circa 30% (Fig. 1c).
A mortalità era più altu trà e larve alimentate cù u polline trattatu cù mancozeb, seguita da pirithiostrobin è trifloxystrobin.A mortalità aumenta cù dosi crescente di mancozeb è pyritisoline (Fig. 2; Table 2).In ogni casu, a mortalità di corn borer hà aumentatu solu pocu cum'è a cuncentrazione di trifloxystrobin aumentava;cyprodinil è captan ùn anu micca aumentatu significativamente a mortalità cumparatu cù i trattamenti di cuntrollu.
A mortalità di e larve di mosche borer hè stata paragunata dopu l'ingestimentu di u polline trattatu individualmente cù sei fungicidi diffirenti.Mancozeb è pentopyramide eranu più sensibili à l'esposizione orale à i vermi di mais (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (linea, slope = 0.29, P <0.001; slope = 0.24, P <0.00)).
In media, in tutti i trattamenti, 39.05% di i pazienti eranu femine è 60.95% eranu maschili.Trà i trattamenti di cuntrollu, a proporzione di e donne era di 40% in i studii di dosi bassu (0.1X) è di mezza dose (0.5X), è 30% in i studii di dosi di campu (1X).À a dosa 0.1X, trà e larve alimentate da polline trattate cù mancozeb è myclobutanil, 33.33% di l'adulti eranu femine, 22% di l'adulti eranu femine, 44% di larva adulta eranu femine, 44% di larva adulta eranu femine.femina, 41% di larva adulta eranu femine, è cuntrolli eranu 31% (Fig. 3a).À 0,5 volte a dosa, 33% di i vermi adulti in u gruppu mancozeb è pyrithiostrobin eranu femine, 36% in u gruppu trifloxystrobin, 41% in u gruppu myclobutanil, è 46% in u gruppu cyprostrobin.Questa figura era 53% in u gruppu.in u gruppu captan è 38% in u gruppu di cuntrollu (Fig. 3b).À a dosa 1X, 30% di u gruppu mancozeb eranu donne, 36% di u gruppu pyrithiostrobin, 44% di u gruppu trifloxystrobin, 38% di u gruppu myclobutanil, 50% di u gruppu di cuntrollu eranu donne - 38.5% (Fig. 3c) .
Percentuale di femmine è maschili fore dopu l'esposizione fungicida in u stadiu larvale.(a) Dose bassa (0,1X).(b) A meza dosa (0,5X).(c) Dose di campu o dosa piena (1X).
L'analisi di a sequenza 16S hà dimustratu chì u gruppu bacteriale diffirendu trà e larve alimentate cù u polen trattatu cù mancozeb è i larvi alimentati cù u polen senza trattamentu (Fig. 4a).L'indici microbiale di e larve micca trattate alimentate da u polen era più altu ch'è quella di e larve alimentate da u polline di mancozeb (Fig. 4b).Ancu s'ellu a diferenza osservata in a ricchezza trà i gruppi ùn era micca statisticamente significativu, era significativamente più bassu di quellu osservatu per i larvati chì si alimentanu di u polline micca trattatu (Fig. 4c).L'abbundanza relativa hà dimustratu chì a microbiota di larva alimentata da u polu di cuntrollu era più diversa da quella di larva alimentata da larva di mancozeb (Fig. 5a).L'analisi descriptiva palesa a prisenza di 28 generi in u cuntrollu è i mostri trattati cù mancozeb (Fig. 5b).c L'analisi cù a sequenza 18S ùn hà revelatu nisuna differenza significativa (Figura supplementaria 2).
I profili SAV basati nantu à sequenze 16S sò stati paragunati cù a ricchezza di Shannon è a ricchezza osservata à u livellu di u filu.(a) Analisi di coordinate principali (PCoA) basatu annantu à a struttura generale di a cumunità microbica in larve alimentate da polline o cuntrullate (blu) è mancozeb (aranciu).Ogni puntu di dati rapprisenta una mostra separata.PCoA hè stata calculata utilizendu a distanza di Bray-Curtis di a distribuzione t multivariata.L'ovali rapprisentanu u nivellu di fiducia di 80%.(b) Boxplot, data di ricchezza di Shannon cruda (punti) è c.Ricchezza osservabile.I boxplots mostranu scatuli per a linea mediana, intervallu interquartile (IQR) è 1,5 × IQR (n = 3).
A cumpusizioni di e cumunità microbiche di larve alimentate da u polline trattatu cù mancozeb è micca trattatu.(a) L'abbundanza relativa di generi microbiali leghje in larva.(b) Mappa di calore di e cumunità microbiche identificate.Delftia (odds ratio (OR) = 0,67, P = 0,0030) è Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Microbacterium (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060);I file di carte di calore sò raggruppati utilizendu a distanza di correlazione è a connettività media.
I nostri risultati mostranu chì l'esposizione orale à i fungicidi di cuntattu (mancozeb) è sistemichi (pirostrobin è trifloxystrobin), largamente appiicati durante a fioritura, hà riduciutu significativamente l'aumentu di pisu è aumentatu a mortalità di e larva di mais.Inoltre, mancozeb hà riduciutu significativamente a diversità è a ricchezza di u microbioma durante u stadiu prepupal.Myclobutanil, un altru fungicida sistemicu, hà riduciutu significativamente l'aumentu di pesu di u corpu di larva à e trè dosi.Stu effettu era evidenti à u sicondu (ghjornu 5) è u terzu (ghjornu 8) punti di tempu.In cuntrastu, cyprodinil è captan ùn anu micca riduciutu significativamente l'aumentu di pisu o sopravvivenza cumparatu cù u gruppu di cuntrollu.À a nostra cunniscenza, stu travagliu hè u primu per determinà l'effetti di i tassi di campu di diversi fungicidi utilizati per prutege i culturi di granu per via di l'esposizione diretta di u polline.
Tutti i trattamenti fungicidi anu riduciutu significativamente l'aumentu di pesu di u corpu cumparatu cù i trattamenti di cuntrollu.Mancozeb hà avutu u più grande effettu nantu à l'aumentu di pesu di u corpu di larva cù una riduzzione media di 51%, seguita da pyrithiostrobin.Tuttavia, altri studii ùn anu micca infurmatu effetti avversi di e dosi di fungicidi in u campu nantu à i stadi larvali44.Ancu s'ellu hè statu dimustratu chì i biocidi di dithiocarbamate anu una bassa toxicità aguda45, i bisdithiocarbamates d'etilene (EBDCS) cum'è mancozeb ponu degrada à u sulfuru di etilene urea.Data i so effetti mutageni in altri animali, stu pruduttu di degradazione pò esse rispunsevuli di l'effetti osservati46,47.Studi precedenti anu dimustratu chì a furmazione di etilene tiourea hè influinzata da fatturi cum'è a temperatura elevata48, i livelli di umidità49 è a durata di u almacenamentu di u produttu50.Cundizioni di almacenamentu adattate per i biocidi ponu mitigà questi effetti secundari.Inoltre, l'Autorità Europea per a Seguretat Alimentaria hà manifestatu preoccupazione per a toxicità di pirithiopide, chì hè statu dimustratu per esse carcinogena per u sistema digestivu di altri animali51.
L'amministrazione orale di mancozeb, pyrithiostrobin è trifloxystrobin aumenta a mortalità di e larve di corn borer.In cuntrastu, myclobutanil, ciprocycline è captan ùn anu micca effettu nantu à a mortalità.Questi risultati differenu da quelli di Ladurner et al.52, chì anu dimustratu chì u captan hà riduciutu significativamente a sopravvivenza di l'adulti O. lignaria è Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae).Inoltre, i fungicidi cum'è u captan è u boscalid sò stati trovati chì causanu a mortalità di larva52,53,54 o alteranu u cumpurtamentu di l'alimentazione55.Questi cambiamenti, à u turnu, ponu influenzà a qualità nutrizionale di u polline è in ultimamente u guadagnu energeticu di u stadiu larvali.A mortalità osservata in u gruppu di cuntrollu era coherente cù altri studii 56,57.
U rapportu di u sessu favuritu di u maschile osservatu in u nostru travagliu pò esse spiegatu da fatturi cum'è l'accoppiamentu insufficiente è e cundizioni climatichi poveri durante a fioritura, cum'è prima suggeritu per O. cornuta da Vicens è Bosch.Ancu s'è e femine è i masci in u nostru studiu avianu quattru ghjorni per accoppià (un periodu generalmente cunsideratu abbastanza per l'accoppiamentu successu), avemu riduciutu deliberatamente l'intensità di a luce per minimizzà u stress.Tuttavia, sta mudificazione pò interferiscenu involontariamente cù u prucessu di accoppiamentu61.Inoltre, l'abi sperienze parechji ghjorni di u clima avversu, cumpresa a pioggia è a bassa temperatura (<5 ° C), chì ponu ancu avè un impattu negativu in u successu di l'accoppiamentu4,23.
Ancu s'ellu u nostru studiu si focalizeghja nantu à tuttu u microbioma larvale, i nostri risultati furniscenu una visione di e relazioni potenziali trà e cumunità batteriche chì ponu esse critichi per a nutrizione di l'api è l'esposizione à i fungicidi.Per esempiu, e larve alimentate cù u polline trattatu cù mancozeb anu riduciutu significativamente a struttura di a cumunità microbiana è l'abbundanza cumparatu cù e larve alimentate cù u polline micca trattatu.In i larvati chì cunsumanu u polline micca trattatu, i gruppi batterichi Proteobacteria è Actinobacteria eranu dominanti è eranu principarmenti aerobichi o facultatively aerobichi.A bacteria di Delft, generalmente assuciata à spezie d'api solitarie, hè cunnisciuta per avè attività antibiotica, chì indica un rolu protettivu potenziale contr'à i patogeni.Un'altra spezia bacteriana, Pseudomonas, era abbundante in i larvati alimentati cù u polline micca trattatu, ma hè stata ridutta significativamente in i larvi trattati cù mancozeb.I nostri risultati sustenenu studii precedenti chì identificanu Pseudomonas cum'è unu di i generi più abbundanti in O. bicornis35 è altre vespe sulitariu34.Ancu l'evidenza sperimentale per u rolu di Pseudomonas in a salute di O. cornifrons ùn hè micca stata studiata, sta bacteria hè stata dimustrata per prumove a sintesi di tossini protettivi in u scarabeu Paederus fuscipes è prumove u metabolismu di l'arginine in vitro 35, 65. Queste osservazioni suggerenu. un rolu potenziale in a difesa virali è bacteriale durante u tempu di sviluppu di larva di O. cornifrons.Microbacterium hè un altru genus identificatu in u nostru studiu chì hè infurmatu per esse prisente in quantità elevate in e larve di mosca suldati neri in cundizioni di fame66.In larva di O. cornifrons, i microbacteria pò cuntribuisce à l'equilibriu è a resilienza di u microbioma intestinale in cundizioni di stress.Inoltre, Rhodococcus si trova in larva di O. cornifrons è hè cunnisciutu per e so capacità di disintossicazione67.Stu genus si trova ancu in l’intestinu di A. florea, ma in abbundanza assai bassa68.I nostri risultati dimustranu a prisenza di variazioni genetiche multiple in numerosi taxoni microbichi chì ponu altere i prucessi metabolichi in larva.In ogni casu, hè necessariu un megliu capiscenu di a diversità funziunale di O. cornifrons.
In riassuntu, i risultati indicanu chì mancozeb, pyrithiostrobin è trifloxystrobin riduttanu l'aumentu di pisu corpu è aumentanu a mortalità di e larve di corn piral.Ancu s'ellu ci hè una preoccupazione crescente annantu à l'effetti di i fungicidi nantu à i polinizatori, ci hè bisognu di capisce megliu l'effetti di i metaboliti residuali di questi composti.Questi risultati ponu esse incorporati in i cunsiglii per i prugrammi di gestione integrata di u polinizatore chì aiutanu i agricultori à evitari l'usu di certi fungicidi prima è durante a fioritura di l'arbureti di frutti, selezziunendu fungicidi è variendu u timing di l'applicazione, o incuraghjendu l'usu di alternative menu dannusu 36. Questa infurmazione. hè impurtante per sviluppà cunsiglii.nantu à l'usu di pesticidi, cum'è l'aghjustà i prugrammi di spruzzo esistenti è u cambiamentu di u tempu di spruzzamentu quandu selezziunate fungicidi o prumove l'usu di alternative menu periculose.Hè necessariu più ricerca nantu à l'effetti avversi di i fungicidi nantu à u rapportu di sessu, u cumpurtamentu di l'alimentazione, u microbioma intestinale, è i meccanismi molecolari sottumessi à a perdita di pisu è a mortalità.
I dati di fonte 1, 2 è 3 in i Figure 1 è 2 sò stati dipositati in u repository di dati figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 è https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233.E sequenze analizate in u studiu attuale (Figs. 4, 5) sò dispunibuli in u repository NCBI SRA sottu u numeru d'accession PRJNA1023565.
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Tempu di post: 14-May-2024