Eskerrik asko Nature.com bisitatzeagatik. Erabiltzen ari zaren nabigatzailearen bertsioak CSS euskarri mugatua du. Emaitza onenak lortzeko, gomendatzen dizugu zure nabigatzailearen bertsio berriago bat erabiltzea (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desgaitzea). Bitartean, etengabeko laguntza bermatzeko, gunea estilo edo JavaScript gabe erakusten ari gara.
Fungizidak sarritan erabiltzen dira fruituen loraldian eta intsektu polinizatzaileak mehatxatu ditzakete. Hala ere, gutxi dakigu erle ez diren polinizatzaileek (adibidez, erle bakartiak, Osmia cornifrons) nola erantzuten duten sagarrondoetan loraldian erabili ohi diren kontaktu- eta sistema-fungizidei. Ezagutza-hutsune honek mugatzen ditu fungiziden ihinztadura-kontzentrazio seguruak eta denbora zehazteko araudi-erabakiak. Bi kontaktu-fungiziden (kaptanoa eta mancozeba) eta lau geruza arteko/fitosistema-fungiziden (ziproziklina, miklobutaniloa, pirostrobina eta trifloxistrobina) eraginak ebaluatu genituen. Larben pisu-irabaziaren, biziraupenean, sexu-erlazioan eta bakterioen dibertsitatean dituzten eraginak. Ebaluazioa ahozko bioanalisi kroniko bat erabiliz egin zen, non polena hiru dositan tratatu zen, landa-erabilerarako gomendatutako dosian (1X), dosi erdian (0,5X) eta dosi baxuan (0,1X). Mancozeb eta piritisolinaren dosi guztiek gorputz-pisua eta larben biziraupena murriztu zituzten nabarmen. Ondoren, 16S genea sekuentziatu genuen mancozeb-aren larba-bakterioma karakterizatzeko, hilkortasun handiena eragiten duen fungizidarena. Ikusi genuen bakterioen aniztasuna eta ugaritasuna nabarmen murriztu zirela mancozeb-ekin tratatutako polenarekin elikatutako larbetan. Gure laborategiko emaitzek adierazten dute fungizida horietako batzuk loraldian ihinztatzea bereziki kaltegarria dela O. cornifrons-en osasunerako. Informazio hau garrantzitsua da etorkizunean fruta-arbolak babesteko produktuen erabilera jasangarriari buruzko kudeaketa-erabakietarako, eta polinizatzaileak babesteko helburu duten erregulazio-prozesuen oinarri gisa balio du.
Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) erle hargin bakartia Japoniatik sartu zen Estatu Batuetara 1970eko hamarkadaren amaieran eta 1980ko hamarkadaren hasieran, eta espezieak polinizatzaile paper garrantzitsua izan du ordutik ekosistema kudeatuetan. Erle honen populazio naturalizatuak 50 erle basati espezie ingururen parte dira, Estatu Batuetan almendro eta sagar sagastiak polinizatzen dituzten erleak osatzen dituztenak2,3. Erle harginek erronka askori aurre egin behar diete, besteak beste, habitataren zatikatzea, patogenoak eta pestizidak3,4. Intsektiziden artean, fungizidek energia irabazia, bazka bilatzea5 eta gorputzaren egokitzapena murrizten dituzte6,7. Azken ikerketek iradokitzen duten arren erle harginen osasuna zuzenean eragiten dutela mikroorganismo komensal eta ektobaktikoek8,9, bakterioek eta onddoek nutrizioan eta erantzun immunologikoetan eragina izan dezaketenez, fungiziden eraginak erle harginen dibertsitate mikrobianoan dituen ondorioak aztertzen hasi besterik ez dira egin.
Hainbat efektuko (kontaktu bidezkoak eta sistemikoak) fungizidak ihinztatzen dira sagastietan loraldian zehar eta loraldian zehar, sagar-kaskabeltza, usteldura mingotsa, usteldura marroia eta lizundu hautsa bezalako gaixotasunak tratatzeko10,11. Fungizidak kaltegabetzat jotzen dira polinizatzaileentzat, beraz, loraldi-aldian gomendatzen zaizkie loraldi-aldian; Erleek fungizida hauen eraginpean egotea eta irenstea nahiko ezaguna da, AEBetako Ingurumen Babeserako Agentziak eta beste hainbat agentzia arautzaile nazionalk pestiziden erregistro-prozesuaren parte baita12,13,14. Hala ere, fungizidek erle ez direnengan dituzten ondorioak ez dira hain ezagunak, Estatu Batuetako merkaturatzeko baimen-hitzarmenetan ez baitira beharrezkoak15. Gainera, oro har, ez dago erle bakarrak probatzeko protokolo estandarizaturik16,17, eta probak egiteko erleak ematen dituzten koloniak mantentzea erronka bat da18. Erle kudeatu desberdinen entseguak gero eta gehiago egiten ari dira Europan eta AEBn pestizidek erle basatiengan dituzten ondorioak aztertzeko, eta duela gutxi protokolo estandarizatuak garatu dira O. cornifrons-erako19.
Adardun erleak monozitoak dira eta karpa-laboreetan komertzialki erabiltzen dira ezti-erleen osagarri edo ordezko gisa. Erle hauek martxoaren eta apirilaren artean ateratzen dira, arrak emeak baino hiru edo lau egun lehenago ateratzen direlarik. Estalketaren ondoren, emeak aktiboki biltzen ditu polena eta nektarra habia-barrunbe tubularrean (naturala edo artifiziala) kume-zelula sorta bat emateko1,20. Arrautzak zelulen barruko polenaren gainean jartzen dira; emeak buztinezko horma bat eraikitzen du hurrengo zelula prestatu aurretik. Lehenengo estadioko larbak korioian giltzapetuta daude eta enbrioi-fluidoez elikatzen dira. Bigarren estadiotik bosgarrenera (prepupa), larbek polena jaten dute22. Polen-hornidura guztiz agortzen denean, larbek krisalidak eratzen dituzte, pupa bihurtzen dira eta heldu gisa ateratzen dira kume-ganbera berean, normalean uda amaieran20,23. Helduak hurrengo udaberrian ateratzen dira. Helduen biziraupena energia-irabazi garbiarekin (pisu-irabaziarekin) lotuta dago, janari-kontsumoan oinarrituta. Beraz, polenaren nutrizio-kalitatea, baita eguraldia edo pestiziden eraginpean egotea bezalako beste faktore batzuk ere, biziraupenaren eta osasunaren determinatzaileak dira24.
Intsektizidak eta fungizidak loratu aurretik aplikatzen direnean, landareen baskulaturan zehar mugi daitezke maila desberdinetan, translaminarretatik (adibidez, hostoen goiko gainazaletik beheko gainazalera mugitzeko gai, fungizida batzuk bezala) 25 benetako efektu sistemikoetaraino. , sustraietatik koroa zeharkatu dezaketenak, sagar loreen nektarran sar daitezke26, eta han O. cornifrons helduak hil ditzakete27. Pestizida batzuk polenera ere isurtzen dira, arto larben garapenean eraginez eta haien heriotza eraginez19. Beste ikerketa batzuek erakutsi dute fungizida batzuek O. lignaria espezie erlazionatuaren habia-portaera nabarmen alda dezaketela28. Horrez gain, pestiziden esposizio-eszenarioak (fungizidak barne) simulatzen dituzten laborategiko eta landa-ikerketek erakutsi dute pestizidek negatiboki eragiten dutela ezti-erleen eta erle bakarti batzuen fisiologian 22 morfologian 29 eta biziraupenean. Loraldian lore irekietan zuzenean aplikatzen diren hainbat fungizida-ihinztadek helduek larben garapenerako bildutako polena kutsa dezakete, eta horren ondorioak aztertu behar dira30.
Gero eta gehiago onartzen da larben garapena digestio-aparatuko polen eta mikrobio-komunitateek eragiten dutela. Erleen mikrobiomak gorputz-masa31, aldaketa metabolikoak22 eta patogenoekiko sentikortasuna32 bezalako parametroetan eragiten du. Aurreko ikerketek garapen-etapen, mantenugai eta ingurunearen eragina aztertu dute erle bakartien mikrobioman. Ikerketa hauek antzekotasunak agerian utzi dituzte larben eta polen mikrobiomen egituran eta ugaritasunean33, baita Pseudomonas eta Delftia bakterio-genero ohikoenetan ere, erle bakartien espezieen artean. Hala ere, fungizidak erleen osasuna babesteko estrategiekin lotu diren arren, fungizidek larben mikrobiotan duten eragina ahozko esposizio zuzenaren bidez oraindik ez da aztertu.
Ikerketa honek Estatu Batuetan fruta-arboletan erabiltzeko erregistratutako sei fungiziden dosi errealen eraginak probatu zituen, besteak beste, arto-zizarearen sitsaren larbei ahoz emandako kontaktuzko eta sistematiko fungizidak. Ikusi genuen kontaktuzko eta sistematiko fungizidek erleen gorputz-pisuaren igoera murriztu eta hilkortasuna handitu zutela, efektu larrienak mancozeb eta piritiopidoarekin lotuta egonik. Ondoren, mancozeb-ekin tratatutako polen-dieta hartu zuten larben mikrobio-dibertsitatea kontrol-dieta hartu zutenekin alderatu genuen. Hilkortasunaren oinarrian dauden mekanismo potentzialak eta izurriteen eta polinizatzaileen kudeaketa integratuaren (IPPM)36 programetarako inplikazioak eztabaidatzen ditugu.
Negua kokoetan igarotzen duten O. cornifrons helduak Fruit Research Center-etik (Biglerville, PA) lortu ziren eta -3 eta 2 °C artean (±0,3 °C) gorde ziren. Esperimentua egin aurretik (guztira 600 koko). 2022ko maiatzean, 100 O. cornifrons koko egunero plastikozko edalontzietara eraman ziren (50 koko edalontzi bakoitzeko, DI 5 cm × 15 cm luze) eta edalontzietan zapiak jarri ziren irekiera sustatzeko eta mastekatzeko moduko substratu bat emateko, erle harritsuen estresa murriztuz37. Jarri kokoak dituzten bi plastikozko edalontzi intsektu kaiola batean (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) % 50eko sakarosa disoluzioa duten 10 ml-ko elikagailuekin eta gorde lau egunez itxiera eta estaltzea ziurtatzeko. 23 °C, hezetasun erlatiboa % 60, fotoperiodoa 10 l (intentsitate baxua): 14 egun. 100 eme eta ar parekatu askatu ziren goizero sei egunez (100 eguneko) bi habia artifizialetan, sagarren loraldi gorenean (tranpa habia: zabalera 33,66 × altuera 30,48 × luzera 46,99 cm; 1. irudi osagarria). Pennsylvania State Arboretum-en jarri ziren, gereziondoaren (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), mertxikaren (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), udarearen (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), koronaria sagarrondoaren (Malus coronaria) eta sagarrondo barietate ugariren (Malus coronaria, Malus), etxeko sagarrondoaren 'Co-op 30′ Enterprise™, Malus sagarrondoaren 'Co-Op 31′ Winecrisp™, 'Freedom' begonia, 'Golden Delicious' Begonia, 'Nova Spy' Begonia) ondoan. Txorientzako plastikozko etxetxo urdin bakoitza bi egurrezko kaxa gainean sartzen da. Habia-kaxa bakoitzak 800 kraft paper hodi huts zituen (kiribilak, 0,8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan), zelofanezko hodietan sartuta (0,7 OD, ikus Plastikozko tapoiek (T-1X tapoiak) habia egiteko lekuak eskaintzen dituzte.
Bi habia-kutxak ekialdera begira zeuden eta lorategiko plastikozko hesi berde batekin estalita zeuden (Everbilt modeloa #889250EB12, irekiduraren tamaina 5 × 5 cm, 0.95 m × 100 m) karraskari eta hegaztien sarbidea saihesteko, eta lurzoruaren gainazalean jarri ziren habia-kutxen ondoan. Habia-kutxa (1a irudi osagarria). Arto-zulatzailearen arrautzak egunero bildu ziren habietatik 30 hodi hartuz eta laborategira eramanez. Guraizeak erabiliz, ebaki bat egin hodiaren muturrean, eta ondoren desmuntatu hodi espirala kume-zelulak agerian uzteko. Banakako arrautzak eta haien polena espatula kurbatu bat erabiliz kendu ziren (Microslide tool kit, BioQuip Products Inc., Kalifornia). Arrautzak iragazki-paper hezean inkubatu eta Petri plaka batean jarri ziren 2 orduz gure esperimentuetan erabili aurretik (1b-d irudi osagarria).
Laborategian, sagarrondoaren loratzearen aurretik eta bitartean aplikatutako sei fungiziden ahozko toxikotasuna ebaluatu genuen hiru kontzentraziotan (0,1X, 0,5X eta 1X, non 1X 100 litro ur/akreko aplikatutako marka den. Eremu-dosi altua = eremuko kontzentrazioa). , 1. taula). Kontzentrazio bakoitza 16 aldiz errepikatu zen (n = 16). Bi kontaktu-fungizidak (S1 taula: mancozeb 2696,14 ppm eta kaptano 2875,88 ppm) eta lau fungizida sistemikok (S1 taula: piritiostrobina 250,14 ppm; trifloxistrobina 110,06 ppm; miklobutanil azola 75,12 ppm; ziprodinil 280,845 ppm) toxikotasuna zuten fruta, barazki eta labore apaingarrietan. Polena ehotzeko makina bat erabiliz homogeneizatu genuen, 0,20 g putzu batera eraman genituen (24 putzuko Falcon plaka), eta 1 μL fungizida-soluzio gehitu eta nahastu genuen, 1 mm-ko sakonerako putzuekin polen piramidala osatzeko, eta bertan arrautzak jarri genituen. Espatula txiki bat erabiliz jarri genuen (1c eta d irudi osagarria). Falcon plakak giro-tenperaturan (25 °C) eta % 70eko hezetasun erlatiboan gorde ziren. Ur puruarekin tratatutako polen-dieta homogeneoa eman zitzaien kontrol-larbekin alderatu genituen. Hilkortasuna erregistratu eta larben pisua neurtu genuen bi egunetik behin, larbak pupa aurreko adinera iritsi arte, balantza analitiko bat erabiliz (Fisher Scientific, zehaztasuna = 0,0001 g). Azkenik, sexu-erlazioa ebaluatu zen kokoloa 2,5 hilabete igaro ondoren irekiz.
DNA O. cornifrons larba osoetatik erauzi zen (n = 3 tratamendu-baldintza bakoitzeko, mancozeb-ekin tratatutako eta tratatu gabeko polena) eta lagin hauetan mikrobioen aniztasunaren analisiak egin genituen, batez ere mancozeb-ean hilkortasun handiena MnZn jasotzen zuten larbetan ikusi zelako. DNA anplifikatu, DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA kit-a erabiliz purifikatu eta Illumina® MiSeq™ batean sekuentziatu zen (600 ziklo) v3 kit-a erabiliz. Bakterioen 16S erribosoma RNA geneen sekuentziazio zuzendua Quick-16S™ NGS Library Prep Kit-a (Zymo Research, Irvine, CA) erabiliz egin zen, 16S rRNA genearen V3-V4 eskualdea helburu duten primerrak erabiliz. Horrez gain, 18S sekuentziazioa % 10eko PhiX inklusioa erabiliz egin zen, eta anplifikazioa 18S001 eta NS4 primer bikotea erabiliz egin zen.
Inportatu eta prozesatu irakurketa parekatuak39 QIIME2 pipelinea (v2022.11.1) erabiliz. Irakurketa hauek moztu eta batu ziren, eta sekuentzia kimerikoak kendu ziren QIIME2-ko DADA2 plugina erabiliz (qiime dada2 noise pairing)40. 16S eta 18S klaseen esleipenak Classify-sklearn objektu sailkatzailearen plugina eta aurrez entrenatutako silva-138-99-nb-classifier artefaktua erabiliz egin ziren.
Datu esperimental guztien normaltasuna (Shapiro-Wilks) eta bariantzen homogeneotasuna (Levene-ren testa) egiaztatu ziren. Datu-multzoak ez zituenez betetzen analisi parametrikoaren hipotesiak eta eraldaketak ez zituenez hondarrak estandarizatzea lortu, ANOVA ez-parametrikoa (Kruskal-Wallis) egin genuen bi faktorerekin [denbora (hiru faseko 2, 5 eta 8 eguneko denbora-puntuak) eta fungizida] tratamenduak larben pisu freskoan zuen eragina ebaluatzeko, eta ondoren, post hoc bikoteka konparazio ez-parametrikoak egin ziren Wilcoxon testa erabiliz. Poisson banaketa duen eredu lineal orokortu bat (GLM) erabili genuen fungizidek hiru fungizida kontzentraziotan biziraupenean duten eragina alderatzeko41,42. Ugaritasun diferentzialaren analisirako, anplikoi sekuentzia aldaeren (ASV) kopurua genero mailan kolapsatu zen. 16S (genero maila) eta 18S ugaritasun erlatiboa erabiliz taldeen arteko ugaritasun diferentzialaren konparaketak posizio, eskala eta formarako gehigarri eredu orokortu bat (GAMLSS) erabiliz egin ziren, beta zero puztutako (BEZI) familien banaketak erabiliz, Microbiome R43 (1.1 bertsioa) makro batean modelatuak. 1). Kendu mitokondrio eta kloroplasto espezieak analisi diferentziala egin aurretik. 18S-ren maila taxonomiko desberdinak direnez, taxon bakoitzaren maila baxuena bakarrik erabili zen analisi diferentzialetarako. Analisi estatistiko guztiak R (3.4.3 bertsioa, CRAN proiektua) erabiliz egin ziren (Team 2013).
Mancozeb, piritiostrobin eta trifloxistrobinaren eraginpean egoteak O. cornifrons-en gorputz-pisuaren igoera nabarmen murriztu zuen (1. irudia). Efektu hauek ebaluatutako hiru dosi guztietan ikusi ziren modu koherentean (1a-c irudiak). Ziklostrobinak eta miklobutanilak ez zuten larben pisua nabarmen murriztu.
Zurtoin-zulatzaileen larben batez besteko pisu freskoa, lau dieta-tratamendutan hiru denbora-puntutan neurtua (polen-elikagai homogeneoa + fungizida: kontrola, 0,1X, 0,5X eta 1X dosiak). (a) Dosi baxua (0,1X): lehen denbora-puntua (1. eguna): χ2: 30,99, DF = 6; P < 0,0001, bigarren denbora-puntua (5. eguna): 22,83, DF = 0,0009; hirugarren denbora-puntua (8. eguna): χ2: 28,39, DF = 6; (b) dosi erdia (0,5X): lehen denbora-puntua (1. eguna): χ2: 35,67, DF = 6; P < 0,0001, bigarren denbora-puntua (lehen eguna): χ2: 15,98, DF = 6; P = 0,0090; hirugarren denbora-puntua (8. eguna) χ2: 16,47, DF = 6; (c) Tokia edo dosi osoa (1X): lehen denbora-puntua (1. eguna) χ2: 20,64, P = 6; P = 0,0326, bigarren denbora-puntua (5. eguna): χ2: 22,83, DF = 6; P = 0,0009; hirugarren denbora-puntua (8. eguna): χ2: 28,39, DF = 6; bariantzaren analisi ez-parametrikoa. Barrek bikoteka egindako konparazioen batez bestekoa ± SE adierazten dute (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
Dosirik txikienean (0,1X), larben gorputz-pisua % 60 murriztu zen trifloxistrobinarekin, % 49 mancozebarekin, % 48 miklobutanilarekin eta % 46 piritistrobinarekin (1a irudia). Eremu-dosiaren erdia (0,5X) hartu zenean, mancozeb larben gorputz-pisua % 86 murriztu zen, piritiostrobina % 52 eta trifloxistrobina % 50 (1b irudia). Mancozeb-en eremu-dosi oso batek (1X) larben pisua % 82 murriztu zuen, piritiostrobina % 70 eta trifloxistrobina, miklobutanila eta sangard-a % 30 inguru (1c irudia).
Hilkortasuna handiena mancozeb-ekin tratatutako polena hartu zuten larben artean izan zen, eta ondoren piritiostrobina eta trifloxistrobina etorri ziren. Hilkortasuna handitu egin zen mancozeb eta piritisolina dosia handitu ahala (2. irudia; 2. taula). Hala ere, arto-zulatzailearen hilkortasuna apur bat baino ez zen handitu trifloxistrobinaren kontzentrazioak handitu ahala; ziprodinilak eta kaptanak ez zuten hilkortasuna nabarmen handitu kontrol-tratamenduekin alderatuta.
Sei fungizida ezberdinekin banan-banan tratatutako polena irentsi ondoren, zulagailu-eulia larben hilkortasuna alderatu zen. Mancozeb eta pentopyramida arto-harrak ahoz esposizioarekiko sentikorragoak izan ziren (GLM: χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (lerroa, malda = 0,29, P < 0,001; malda = 0,24, P <0,00)).
Batez beste, tratamendu guztietan, pazienteen % 39,05 emakumezkoak ziren eta % 60,95 gizonezkoak. Kontrol-tratamenduen artean, emakumeen proportzioa % 40koa izan zen dosi baxuko (0,1X) eta dosi erdiko (0,5X) ikerketetan, eta % 30ekoa zelaiko dosiko (1X) ikerketetan. 0,1X dosian, mancozeb eta miklobutanilarekin tratatutako polenez elikatutako larben artean, helduen % 33,33 emakumezkoak ziren, helduen % 22 emakumezkoak, helduen larben % 44 emeak, helduen larben % 44 emeak. Helduen larben % 41 emeak ziren eta kontrol-taldearen % 31 (3a irudia). Dosiaren 0,5 aldiz handiagoa emanez, mancozeb eta piritiostrobinaren taldeko helduen zizareen % 33 emakumezkoak ziren, trifloxistrobinaren taldeko % 36, miklobutanilaren taldeko % 41 eta ziprostrobinaren taldeko % 46. Zifra hori % 53koa izan zen kaptanaren taldeko taldean eta % 38koa kontrol-taldean (3b irudia). Dosi bakarra emanez, mancozebaren taldeko % 30 emakumeak ziren, piritiostrobinaren taldeko % 36, trifloxistrobinaren taldeko % 44, miklobutanilaren taldeko % 38 eta kontrol-taldeko % 50 emakumeak – % 38,5 (3c irudia).
Larba-faseko fungizidaren eraginpean egon ondoren, eme eta ar zulatzaileen ehunekoa. (a) Dosi txikia (0,1X). (b) Dosi erdia (0,5X). (c) Zelaiko dosia edo dosi osoa (1X).
16S sekuentziaren analisiak erakutsi zuen bakterioen taldea desberdina zela mancozeb-ekin tratatutako polenarekin elikatutako larben eta tratatu gabeko polenarekin elikatutako larben artean (4a irudia). Polenarekin elikatutako tratatu gabeko larben indize mikrobianoa mancozeb-ekin tratatutako polenarekin elikatutako larbena baino handiagoa izan zen (4b irudia). Taldeen arteko aberastasun-aldea estatistikoki esanguratsua ez zen arren, tratatu gabeko polenarekin elikatutako larben kasuan ikusitakoa baino nabarmen txikiagoa izan zen (4c irudia). Ugaritasun erlatiboak erakutsi zuen kontrol-polenarekin elikatutako larben mikrobiota mancozeb-ekin tratatutako larbena baino anitzagoa zela (5a irudia). Analisi deskribatzaileak 28 generoren presentzia agerian utzi zuen kontrol- eta mancozeb-ekin tratatutako laginetan (5b irudia). c 18S sekuentziazioa erabiliz egindako analisiak ez zuen desberdintasun esanguratsurik erakutsi (2. irudi osagarria).
16S sekuentzietan oinarritutako SAV profilak Shannon aberastasunarekin eta filum mailan behatutako aberastasunarekin alderatu ziren. (a) Koordenatu nagusien analisia (PCoA), tratatu gabeko polenaz elikatutako edo kontrol larben (urdina) eta mancozebez elikatutako larben (laranja) komunitate mikrobiano orokorreko egituran oinarrituta. Datu-puntu bakoitzak lagin bereizi bat adierazten du. PCoA t banaketa multibariablearen Bray-Curtis distantzia erabiliz kalkulatu zen. Obaloek % 80ko konfiantza-maila adierazten dute. (b) Kaxa-diagrama, Shannon aberastasun-datu gordinak (puntuak) eta c. Beha daitekeen aberastasuna. Kaxa-diagramek mediana-lerroaren, kuartil arteko tartearen (IQR) eta 1,5 × IQR (n = 3) kaxak erakusten dituzte.
Mankozeb-ekin tratatutako eta tratatu gabeko polenaz elikatutako larben komunitate mikrobianoen osaera. (a) Larben irakurketa mikrobianoen generoen ugaritasun erlatiboa. (b) Identifikatutako komunitate mikrobianoen bero-mapa. Delftia (odds ratio (OR) = 0,67, P = 0,0030) eta Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Microbacterium (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060); Bero-maparen errenkadak korrelazio-distantzia eta batez besteko konektibitatea erabiliz multzokatzen dira.
Gure emaitzek erakusten dute loraldian zehar asko aplikatutako kontaktu-fungiziden (mancozeb) eta sistemikoen (pirostrobina eta trifloxistrobina) eraginpean egoteak arto-larben pisu-irabazia eta hilkortasuna handitu zituela nabarmen. Gainera, mancozebek mikrobiomaren dibertsitatea eta aberastasuna nabarmen murriztu zituen pupa aurreko fasean. Miklobutanilak, beste fungizida sistemiko batek, larben gorputz-pisuaren igoera nabarmen murriztu zuen hiru dosietan. Efektu hau agerikoa izan zen bigarren (5. eguna) eta hirugarren (8. eguna) denbora-puntuetan. Aitzitik, ziprodinilak eta kaptanak ez zuten pisu-irabazia edo biziraupena nabarmen murriztu kontrol-taldearekin alderatuta. Dakigunez, lan hau da arto-laboreak polenaren eragin zuzenaren bidez babesteko erabiltzen diren fungizida desberdinen soro-tasen ondorioak zehazten dituen lehena.
Fungizida tratamendu guztiek nabarmen murriztu zuten gorputzaren pisuaren igoera kontrol tratamenduekin alderatuta. Mancozebak izan zuen eragin handiena larben gorputzaren pisuaren igoeran, batez beste % 51eko murrizketarekin, eta ondoren piritiostrobinak. Hala ere, beste ikerketa batzuek ez dute jakinarazi fungiziden dosi eremuek larba faseetan dituzten albo-ondoriorik dutenik44. Ditiokarbamato biozidek toxikotasun akutua txikia dutela frogatu den arren45, etileno bisditiokarbamatoek (EBDCS), hala nola mancozebak, urea etileno sulfuro bihur daitezke. Beste animalia batzuetan dituen efektu mutagenikoak kontuan hartuta, degradazio produktu hau izan daiteke behatutako efektuen erantzule46,47. Aurreko ikerketek erakutsi dute etileno tiourea eratzean eragina dutela tenperatura altuak48, hezetasun mailak49 eta produktuaren biltegiratze iraupena50 bezalako faktoreek. Bioziden biltegiratze baldintza egokiek albo-ondorio horiek arindu ditzakete. Gainera, Europako Elikagaien Segurtasun Agintaritzak kezka agertu du piritiopidoaren toxikotasunaz, beste animalien digestio-aparatuentzat kartzinogenoa dela frogatu baita51.
Mankozeb, piritiostrobin eta trifloxistrobinaren ahozko administrazioak arto-zulatzailearen larben hilkortasuna handitzen du. Aldiz, miklobutanilak, ziproziklinak eta kaptanak ez zuten eraginik izan hilkortasunean. Emaitza hauek Ladurner et al.-enetatik desberdinak dira52, zeinek erakutsi baitzuten kaptanak O. lignaria eta Apis mellifera L. helduen (Hymenoptera, Apisidae) biziraupena nabarmen murrizten zuela. Horrez gain, kaptan eta boscalid bezalako fungizidek larben hilkortasuna eragiten dutela ikusi da52,53,54 edo elikadura-portaera aldatzen dutela55. Aldaketa hauek, aldi berean, polenaren nutrizio-kalitatean eta, azken finean, larba-fasearen energia-irabazian eragina izan dezakete. Kontrol-taldean behatutako hilkortasuna beste ikerketa batzuekin bat etorri zen 56,57.
Gure lanean ikusi den sexu-erlazio arra aldekoa izatearen arrazoia, hala nola, estalketa nahikoa ez izatea eta loraldian zehar eguraldi txarra izatea, Vicens eta Bosch-ek O. cornuta-rentzat lehenago iradoki zuten bezala. Gure ikerketan emeek eta arrek lau egun izan zituzten arren ugaltzeko (oro har, estalketa arrakastatsurako nahikoa jotzen den epea), nahita murriztu genuen argi-intentsitatea estresa minimizatzeko. Hala ere, aldaketa honek nahi gabe oztopatu dezake estalketa-prozesua61. Gainera, erleek hainbat egunez eguraldi txarra izaten dute, euria eta tenperatura baxuak (<5°C) barne, eta horrek ere eragin negatiboa izan dezake estalketa-arrakastan4,23.
Gure ikerketak larben mikrobioma osoan zentratu bazen ere, gure emaitzek erleen elikaduran eta fungiziden esposizioan funtsezkoak izan daitezkeen bakterio-komunitateen arteko balizko harremanei buruzko informazioa ematen dute. Adibidez, mancozeb-ekin tratatutako polena elikatutako larbek mikrobio-komunitatearen egitura eta ugaritasuna nabarmen murriztu zuten tratatu gabeko polena elikatutako larbekin alderatuta. Tratatu gabeko polena kontsumitzen zuten larben kasuan, Proteobacteria eta Actinobacteria bakterio-taldeak ziren nagusi eta nagusiki aerobikoak edo fakultatiboki aerobikoak ziren. Delft bakterioak, normalean erle bakarti espezieekin lotuta daudenak, antibiotikoen jarduera dutela ezagutzen da, patogenoen aurkako babes-rol potentziala adieraziz. Beste bakterio-espezie bat, Pseudomonas, ugaria zen tratatu gabeko polena elikatutako larbetan, baina nabarmen murriztu zen mancozeb-ekin tratatutako larbetan. Gure emaitzek Pseudomonas O. bicornis35 eta beste liztor bakarti batzuetan34 genero ugarienetako bat bezala identifikatzen zuten aurreko ikerketak babesten dituzte. Pseudomonas-ek O. cornifrons-en osasunean duen eginkizunari buruzko ebidentzia esperimentalik ez den aztertu arren, bakterio honek Paederus fuscipes kakalardoan toxina babesleen sintesia sustatzen duela eta in vitro argininaren metabolismoa sustatzen duela frogatu da 35, 65. Behaketa hauek O. cornifrons larben garapen-garaian birusen eta bakterioen defentsan izan dezakeen eginkizun potentziala iradokitzen dute. Microbacterium gure ikerketan identifikatutako beste genero bat da, eta gosete-baldintzetan kopuru handitan agertzen dela jakinarazi da soldadu beltzaren euliaren larbetan66. O. cornifrons larbetan, mikrobakterioek hesteetako mikrobiomaren orekan eta erresilientzian lagun dezakete estres-baldintzetan. Horrez gain, Rhodococcus O. cornifrons larbetan aurkitzen da eta bere desintoxikazio-gaitasunengatik da ezaguna67. Genero hau A. florearen hesteetan ere aurkitzen da, baina oso ugaritasun txikian68. Gure emaitzek hainbat taxon mikrobianotan aldakuntza genetiko anitzak daudela erakusten dute, eta horiek larben prozesu metabolikoak alda ditzakete. Hala ere, O. cornifrons-en aniztasun funtzionala hobeto ulertu behar da.
Laburbilduz, emaitzek adierazten dute mancozebek, piritiostrobinak eta trifloxistrobinak arto-zulatzailearen larben gorputz-pisuaren igoera murriztu eta hilkortasuna handitu zutela. Fungizidek polinizatzaileengan duten eraginaren inguruko kezka gero eta handiagoa den arren, konposatu horien metabolito hondarren eraginak hobeto ulertu behar dira. Emaitza hauek polinizatzaileen kudeaketa integratuko programetarako gomendioetan sar daitezke, nekazariei fruta-arbolen loraldia baino lehen eta bitartean fungizida batzuk erabiltzea saihesteko lagun diezaieten, fungizidak hautatuz eta aplikazio-unea aldatuz, edo alternatiba kaltegarri gutxiagoen erabilera sustatuz 36. Informazio hau garrantzitsua da pestiziden erabilerari buruzko gomendioak garatzeko, hala nola, dauden ihinztadura-programak egokituz eta ihinztadura-unea aldatuz fungizidak hautatzerakoan edo alternatiba arriskutsu gutxiagoen erabilera sustatuz. Ikerketa gehiago behar dira fungizidek sexu-erlazioan, elikadura-portaeran, hesteetako mikrobioman eta arto-zulatzailearen pisu-galeraren eta hilkortasunaren oinarrian dauden mekanismo molekularretan dituzten eragin kaltegarriei buruz.
1. eta 2. irudietako 1, 2 eta 3 iturburu-datuak figshare datu-biltegian gorde dira, DOI helbidean: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 eta https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233. Oraingo ikerketan aztertutako sekuentziak (4. eta 5. irudiak) NCBI SRA biltegian daude eskuragarri, PRJNA1023565 eszedente-zenbakiarekin.
Bosch, J. eta Kemp, WP. Erle espezieen garapena eta ezarpena nekazaritza-laboreen polinizatzaile gisa: Osmia generoaren adibidea. (Hymenoptera: Megachilidae) eta fruta-arbolak. Bull. Ntomore. Resource. 92, 3–16 (2002).
Parker, MG et al. Polinizazio praktikak eta polinizatzaile alternatiboen pertzepzioak New Yorkeko eta Pennsylvaniako sagar ekoizleen artean. eguneraketa. Nekazaritza. elikagai sistemak. 35, 1–14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL eta Ricketts TH. Erle autoktonoak erabiliz almendra polinizatzearen ekologia eta ekonomia. J. Economics. Ntomore. 111, 16–25 (2018).
Lee, E., He, Y., eta Park, Y.-L. Klima-aldaketak tragopanaren fenologian dituen ondorioak: populazioen kudeaketarako inplikazioak. Climb. Change 150, 305–317 (2018).
Artz, DR eta Pitts-Singer, TL Fungizida eta laguntzaileen ihinztadurak bi erle bakartien (Osmia lignaria eta Megachile rotundata) habia egiteko portaeran duten eragina. PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et al. Toxikotasun txikiko labore-fungizida batek (fenbukonazolak) gizonezkoen ugalketa-kalitatearen seinaleak oztopatzen ditu, eta ondorioz, erle bakarti basatietan estalketa-arrakasta murrizten da. J. Apps. ecology. 59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. et al. Neonikotinoide intsektizidek eta ergosterolaren biosintesiak hiru erle espezietan fungiziden hilkortasun sinergikoa murrizten dute. Izurriteen kontrola. zientzia. 73, 1236–1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. eta Danforth BN Liztor bakartien larbek polenak zurtoinetan habia egiten duten erleei ematen dien bakterioen dibertsitatea aldatzen dute. Osmia cornifrons (Megachilidae). microorganism. 13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN eta Steffan SA Polen hartzituan dauden mikroorganismo ektosinbiotikoak polena bera bezain garrantzitsuak dira erle bakartien garapenerako. ekologia. eboluzioa. 12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F eta Thalheimer M. Sagarrondoetan ilara arteko landaketa birhaztearen gaixotasunak kontrolatzeko: adierazle mikrobianoetan oinarritutako eraginkortasun praktikoaren azterketa. Plant Soil 357, 381–393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG eta Peter KA Sagar usteldura mingotsa Estatu Batuetako Atlantiko erdialdean: espezie eragileen ebaluazioa eta eskualdeko eguraldi baldintzen eta barietateen sentikortasunaren eragina. Fitopatologia 111, 966–981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK. eta Stanley DA Fungizidak, herbizidak eta erleak: dauden ikerketa eta metodoen berrikuspen sistematikoa. PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED eta Jepson, PC EBI fungiziden eta piretroide intsektiziden efektu sinergikoak erleetan (Apis mellifera). izurriteak zientzian. 39, 293–297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE eta Peng, CY Hautatutako fungiziden eragina Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) erle larben hazkuntzan eta garapenean. Asteazkena. Ntomore. 33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D., eta McArt, S. Zuhaitz-soroetan polinizatzaileak babesteko pestiziden erabilerari buruzko erabaki-gida (Cornell Unibertsitatea, 2018).
Iwasaki, JM eta Hogendoorn, K. Erleen eraginpean egotea pestizidak ez direnen aurrean: metodoen eta jakinarazitako emaitzen berrikuspena. Nekazaritza. ekosistema. Asteazkena. 314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA. eta Pitts-Singer TL Hornidura motak eta pestiziden eraginpean egoteak Osmia lignariaren (Hymenoptera: Megachilidae) larben garapenean duten eragina. Asteazkena. Ntomore. 51, 240–251 (2022).
Kopit AM eta Pitts-Singer TL Erle huts bakartiek pestiziden eraginpean egoteko bideak. Asteazkena. Ntomore. 47, 499–510 (2018).
Pan, NT et al. Osmia cornifrons erle japoniar helduengan pestiziden toxikotasuna ebaluatzeko irenste-bioanalisi protokolo berri bat. zientzia. Txostenak 10, 9517 (2020).
Argitaratze data: 2024ko maiatzaren 14a