การเสริมสารป้องกันเชื้อราจะช่วยลดการเพิ่มขึ้นของพลังงานสุทธิและความหลากหลายของไมโครไบโอมในผึ้งช่างก่อเดี่ยว

ขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.com เบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS ที่จำกัด เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์เวอร์ชันใหม่กว่า (หรือปิดใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าการสนับสนุนจะดำเนินต่อไป เราจึงแสดงเว็บไซต์โดยไม่ใช้การออกแบบหรือ JavaScript
สารฆ่าเชื้อรามักถูกใช้ในช่วงออกดอกของผลไม้ และอาจเป็นอันตรายต่อแมลงผสมเกสร อย่างไรก็ตาม เรายังไม่ค่อยทราบเกี่ยวกับการตอบสนองของแมลงผสมเกสรที่ไม่ใช่ผึ้ง (เช่น ผึ้งเดี่ยว ผึ้งออสเมีย คอร์นิฟรอน) ต่อสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสและแบบซึมผ่านที่มักใช้กับแอปเปิลในช่วงออกดอก ช่องว่างความรู้นี้จำกัดการตัดสินใจของหน่วยงานกำกับดูแลในการกำหนดความเข้มข้นที่ปลอดภัยและระยะเวลาในการฉีดพ่นสารฆ่าเชื้อรา เราได้ประเมินผลของสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสสองชนิด (แคปแทนและแมนโคเซบ) และสารฆ่าเชื้อราแบบชั้น/ระบบพืชสี่ชนิด (ไซโปรไซคลิน ไมโคลบูทานิล ไพโรสโตรบิน และไตรฟลอกซีสโตรบิน) ผลกระทบต่อการเพิ่มน้ำหนักตัวของตัวอ่อน อัตราการรอดชีวิต อัตราส่วนเพศ และความหลากหลายของแบคทีเรีย การประเมินดำเนินการโดยใช้การทดลองทางชีวภาพแบบรับประทานเรื้อรัง โดยให้ละอองเรณูในสามขนาดยาตามขนาดยาที่แนะนำสำหรับใช้ในภาคสนามในปัจจุบัน (1 เท่า) ครึ่งขนาดยา (0.5 เท่า) และขนาดยาต่ำ (0.1 เท่า) แมนโคเซบและไพริทิโซลีนทุกขนาดยาลดน้ำหนักตัวและอัตราการรอดชีวิตของตัวอ่อนได้อย่างมีนัยสำคัญ จากนั้นเราจึงจัดลำดับยีน 16S เพื่อจำแนกลักษณะของแบคทีเรียมของตัวอ่อนของแมนโคเซบ ซึ่งเป็นสารฆ่าเชื้อราที่มีอัตราการตายสูงที่สุด เราพบว่าความหลากหลายและปริมาณของแบคทีเรียลดลงอย่างมีนัยสำคัญในตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ผสมแมนโคเซบ ผลการทดลองในห้องปฏิบัติการของเราบ่งชี้ว่าการพ่นสารฆ่าเชื้อราบางชนิดในช่วงออกดอกเป็นอันตรายต่อสุขภาพของ O. cornifrons เป็นพิเศษ ข้อมูลนี้มีความเกี่ยวข้องกับการตัดสินใจด้านการจัดการในอนาคตเกี่ยวกับการใช้ผลิตภัณฑ์ป้องกันต้นไม้ผลอย่างยั่งยืน และเป็นพื้นฐานสำหรับกระบวนการกำกับดูแลที่มุ่งปกป้องแมลงผสมเกสร
ผึ้งเมสันเดี่ยว Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) ถูกนำเข้ามาในสหรัฐอเมริกาจากญี่ปุ่นในช่วงปลายทศวรรษ 1970 และต้นทศวรรษ 1980 และผึ้งชนิดนี้มีบทบาทสำคัญในการช่วยผสมเกสรในระบบนิเวศที่มีการจัดการนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ประชากรผึ้งที่ปรับตัวเข้ากับธรรมชาติเป็นส่วนหนึ่งของผึ้งป่าประมาณ 50 สายพันธุ์ที่เสริมผึ้งที่ผสมเกสรในสวนอัลมอนด์และแอปเปิลในสหรัฐอเมริกา2,3 ผึ้งเมสันเผชิญกับความท้าทายมากมาย รวมถึงการแตกกระจายของถิ่นที่อยู่อาศัย เชื้อโรค และยาฆ่าแมลง3,4 ในบรรดายาฆ่าแมลง ยาฆ่าเชื้อราช่วยลดการได้รับพลังงาน การหาอาหาร5 และการปรับสภาพร่างกาย6,7 แม้ว่างานวิจัยล่าสุดจะชี้ให้เห็นว่าสุขภาพของผึ้งเมสันได้รับอิทธิพลโดยตรงจากจุลินทรีย์คอมเมนซัลและอีคโตบั๊กติก8,9 เนื่องจากแบคทีเรียและเชื้อราสามารถมีอิทธิพลต่อโภชนาการและการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน แต่ผลกระทบของการสัมผัสยาฆ่าเชื้อราต่อความหลากหลายของจุลินทรีย์ในผึ้งเมสันเพิ่งเริ่มต้นการศึกษา
จะมีการฉีดพ่นสารฆ่าเชื้อราที่มีผลกระทบหลากหลาย (ทั้งแบบสัมผัสและแบบซึมผ่าน) ในสวนผลไม้ก่อนและระหว่างการออกดอก เพื่อรักษาโรคต่างๆ เช่น โรคราน้ำค้างแอปเปิล โรคราน้ำค้างขม โรคราน้ำค้างสีน้ำตาล และโรคราแป้ง10,11 สารฆ่าเชื้อราถือว่าไม่เป็นอันตรายต่อแมลงผสมเกสร จึงแนะนำให้ชาวสวนใช้ในช่วงออกดอก เป็นที่ทราบกันดีว่าผึ้งได้รับและกินสารฆ่าเชื้อราเหล่านี้ เพราะเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการจดทะเบียนยาฆ่าแมลงโดยสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (USEPA) และหน่วยงานกำกับดูแลระดับชาติอื่นๆ อีกหลายแห่ง12,13,14 อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราต่อผึ้งที่ไม่ใช่ผึ้งนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด เนื่องจากไม่ได้กำหนดไว้ภายใต้ข้อตกลงอนุญาตทางการตลาดในสหรัฐอเมริกา15 นอกจากนี้ โดยทั่วไปแล้วยังไม่มีมาตรฐานสำหรับการทดสอบผึ้งตัวเดียว16,17 และการรักษาผึ้งกลุ่มหนึ่งไว้เพื่อการทดสอบนั้นเป็นเรื่องที่ท้าทาย18 การทดลองกับผึ้งที่ได้รับการจัดการประเภทต่างๆ กำลังดำเนินการเพิ่มมากขึ้นในยุโรปและสหรัฐอเมริกา เพื่อศึกษาผลกระทบของยาฆ่าแมลงต่อผึ้งป่า และเมื่อไม่นานนี้ มีการพัฒนาโปรโตคอลมาตรฐานสำหรับ O. cornifrons19
ผึ้งเขา (horned bees) เป็นผึ้งโมโนไซต์ และถูกใช้ในเชิงพาณิชย์ในพืชอาหารปลาคาร์พเพื่อเสริมหรือทดแทนผึ้งน้ำหวาน ผึ้งเหล่านี้จะออกลูกระหว่างเดือนมีนาคมถึงเมษายน โดยตัวผู้ที่โตเร็วจะออกลูกก่อนตัวเมียสามถึงสี่วัน หลังจากผสมพันธุ์ ตัวเมียจะเก็บละอองเรณูและน้ำหวานเพื่อสร้างเซลล์ตัวอ่อนภายในโพรงรังแบบท่อ (ทั้งแบบธรรมชาติและแบบเทียม)1,20 ไข่จะถูกวางลงบนละอองเรณูภายในเซลล์ จากนั้นตัวเมียจะสร้างผนังดินเหนียวก่อนเตรียมเซลล์ถัดไป ตัวอ่อนระยะแรกจะถูกห่อหุ้มด้วยคอเรียนและดูดกินของเหลวจากตัวอ่อน ตั้งแต่ระยะที่สองถึงระยะที่ห้า (prepupa) ตัวอ่อนจะดูดกินละอองเรณู22 เมื่อละอองเรณูหมดลง ตัวอ่อนจะรวมตัวกันเป็นรังไหม ดักแด้ และออกมาเป็นตัวเต็มวัยในห้องฟักเดียวกัน ซึ่งมักจะอยู่ในช่วงปลายฤดูร้อน20,23 ตัวเต็มวัยจะออกลูกในฤดูใบไม้ผลิถัดมา อัตราการรอดชีวิตของตัวเต็มวัยสัมพันธ์กับพลังงานสุทธิที่เพิ่มขึ้น (น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น) โดยพิจารณาจากปริมาณอาหารที่กินเข้าไป ดังนั้น คุณภาพทางโภชนาการของละอองเรณู รวมถึงปัจจัยอื่นๆ เช่น สภาพอากาศหรือการสัมผัสกับยาฆ่าแมลง ถือเป็นตัวกำหนดอัตราการรอดชีวิตและสุขภาพ24
สารกำจัดแมลงและสารฆ่าเชื้อราที่ใช้ก่อนออกดอกสามารถเคลื่อนที่ภายในหลอดเลือดของพืชได้ในระดับที่แตกต่างกัน ตั้งแต่แบบทรานส์ลามินาร์ (เช่น สามารถเคลื่อนที่จากผิวด้านบนของใบไปยังผิวด้านล่างได้ เช่น สารฆ่าเชื้อราบางชนิด) 25 ไปจนถึงผลกระทบต่อระบบอย่างแท้จริง ซึ่งสามารถแทรกซึมผ่านโคนต้นจากราก เข้าสู่น้ำหวานของดอกแอปเปิล 26 ซึ่งสามารถฆ่าตัวเต็มวัยของ O. cornifrons 27 ได้ สารกำจัดศัตรูพืชบางชนิดยังซึมเข้าสู่ละอองเรณู ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของตัวอ่อนข้าวโพดและทำให้ตายได้ 19 การศึกษาอื่นๆ แสดงให้เห็นว่าสารฆ่าเชื้อราบางชนิดสามารถเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการทำรังของผึ้งสายพันธุ์ O. lignaria 28 ได้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ การศึกษาในห้องปฏิบัติการและภาคสนามที่จำลองสถานการณ์การสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืช (รวมถึงสารฆ่าเชื้อรา) แสดงให้เห็นว่าสารกำจัดศัตรูพืชส่งผลเสียต่อสรีรวิทยา 22 สัณฐานวิทยา 29 และการอยู่รอดของผึ้งน้ำหวานและผึ้งที่แยกตัวออกมาบางชนิด การพ่นยาฆ่าเชื้อราหลายชนิดโดยตรงลงบนดอกไม้ที่บานในช่วงออกดอกอาจทำให้ละอองเรณูที่เก็บรวบรวมโดยตัวเต็มวัยเพื่อการพัฒนาตัวอ่อนปนเปื้อน ซึ่งผลกระทบดังกล่าวยังต้องมีการศึกษาต่อไป30
เป็นที่ทราบกันมากขึ้นว่าการพัฒนาของตัวอ่อนได้รับอิทธิพลจากละอองเรณูและชุมชนจุลินทรีย์ในระบบย่อยอาหาร จุลินทรีย์ในผึ้งมีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น มวลกาย31 การเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึม22 และความไวต่อเชื้อโรค32 งานวิจัยก่อนหน้านี้ได้ศึกษาอิทธิพลของระยะการพัฒนา สารอาหาร และสภาพแวดล้อมที่มีต่อจุลินทรีย์ในผึ้งเดี่ยว การศึกษาเหล่านี้เผยให้เห็นความคล้ายคลึงกันในโครงสร้างและปริมาณของจุลินทรีย์ในตัวอ่อนและละอองเรณู33 รวมถึงแบคทีเรียสกุล Pseudomonas และ Delftia ที่พบมากที่สุดในผึ้งเดี่ยว อย่างไรก็ตาม แม้ว่าสารฆ่าเชื้อราจะเกี่ยวข้องกับกลยุทธ์ในการปกป้องสุขภาพของผึ้ง แต่ผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราต่อจุลินทรีย์ในตัวอ่อนผ่านการสัมผัสทางปากโดยตรงยังคงไม่มีการศึกษา
การศึกษานี้ทดสอบผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราที่ใช้กันทั่วไป 6 ชนิดในปริมาณจริงที่ขึ้นทะเบียนไว้สำหรับใช้กับผลไม้บนต้นไม้ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งรวมถึงสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสและแบบซึมผ่านที่รับประทานให้กับตัวอ่อนของผีเสื้อกลางคืนข้าวโพดจากอาหารที่ปนเปื้อน เราพบว่าสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสและแบบซึมผ่านลดน้ำหนักตัวผึ้งและเพิ่มอัตราการตาย โดยผลกระทบที่รุนแรงที่สุดเกี่ยวข้องกับแมนโคเซบและไพริไทโอไพด์ จากนั้นเราจึงเปรียบเทียบความหลากหลายของจุลินทรีย์ในตัวอ่อนที่ได้รับอาหารเกสรผสมแมนโคเซบกับตัวอ่อนที่ได้รับอาหารควบคุม เราจะอภิปรายเกี่ยวกับกลไกที่เป็นไปได้ที่อยู่เบื้องหลังอัตราการตายและผลกระทบต่อโครงการจัดการศัตรูพืชและแมลงผสมเกสรแบบผสมผสาน (IPPM)36
ตัวอ่อน O. cornifrons ตัวเต็มวัยที่จำศีลในรังไหมได้รับจากศูนย์วิจัยผลไม้ เมืองบิกเลอร์วิลล์ รัฐเพนซิลเวเนีย และเก็บรักษาไว้ที่อุณหภูมิ -3 ถึง 2°C (±0.3°C) ก่อนการทดลอง (มีรังไหมทั้งหมด 600 รัง) ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2565 ตัวอ่อน O. cornifrons จำนวน 100 รังถูกย้ายลงในถ้วยพลาสติก (ถ้วยละ 50 รัง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ซม. x ยาว 15 ซม.) ทุกวัน และวางผ้าเช็ดทำความสะอาดไว้ภายในถ้วยเพื่อช่วยให้รังเปิดออกและเป็นวัสดุที่เคี้ยวได้ ช่วยลดความเครียดของผึ้งหิน37 วางถ้วยพลาสติกสองใบที่บรรจุรังไหมไว้ในกรงแมลง (30 × 30 × 30 ซม. บริษัท BugDorm MegaView Science Co. Ltd. ไต้หวัน) พร้อมอาหารขนาด 10 มล. ที่บรรจุสารละลายซูโครส 50% และเก็บไว้เป็นเวลาสี่วันเพื่อให้แน่ใจว่ารังปิดสนิทและผสมพันธุ์ อุณหภูมิ 23°C ความชื้นสัมพัทธ์ 60% ช่วงแสง 10 ลิตร (ความเข้มต่ำ): 14 วัน นกตัวเมียและตัวผู้ที่ผสมพันธุ์แล้วจำนวน 100 ตัวถูกปล่อยทุกเช้าเป็นเวลา 6 วัน (วันละ 100 ตัว) เข้าไปในรังเทียม 2 รังในช่วงที่ดอกแอปเปิลบานสูงสุด (รังดัก: กว้าง 33.66 × สูง 30.48 × ยาว 46.99 ซม. รูปภาพเสริมที่ 1) วางไว้ที่ Pennsylvania State Arboretum ใกล้กับเชอร์รี่ (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), พีช (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), ลูกแพร์ (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), ต้นแอปเปิลโคโรนาเรีย (Malus coronaria) และต้นแอปเปิลหลายสายพันธุ์ (Malus coronaria, Malus), ต้นแอปเปิลบ้าน 'Co-op 30′ Enterprise™, ต้นแอปเปิล Malus 'Co-Op 31′ Winecrisp™, บีโกเนีย 'Freedom', บีโกเนีย 'Golden Delicious', บีโกเนีย 'Nova Spy') กล่องนกพลาสติกสีฟ้าแต่ละกล่องสามารถวางบนกล่องไม้สองกล่องได้ กล่องรังแต่ละกล่องบรรจุท่อกระดาษคราฟท์เปล่า 800 ท่อ (แบบเกลียวเปิด เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 0.8 ซม. × ยาว 15 ซม.) (Jonesville Paper Tube Co. รัฐมิชิแกน) โดยใส่เข้าไปในท่อเซลโลเฟนทึบแสง (เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 0.7 ซม. ดูปลั๊กพลาสติก (ปลั๊ก T-1X) เพื่อใช้เป็นแหล่งทำรัง
กล่องรังทั้งสองหันหน้าไปทางทิศตะวันออกและปิดด้วยรั้วพลาสติกสีเขียว (Everbilt รุ่น #889250EB12 ขนาดช่องเปิด 5 × 5 ซม., 0.95 ม. × 100 ม.) เพื่อป้องกันหนูและนกเข้า และวางไว้บนผิวดินถัดจากกล่องรัง กล่องรัง (ภาพเสริม 1a) ไข่หนอนเจาะลำต้นข้าวโพดถูกเก็บทุกวันโดยเก็บหลอดรัง 30 หลอดจากรังและนำส่งไปยังห้องปฏิบัติการ ใช้กรรไกรตัดปลายหลอด จากนั้นแยกหลอดเกลียวออกเพื่อเปิดเซลล์ไข่ ไข่แต่ละฟองและละอองเรณูถูกกำจัดออกโดยใช้ไม้พายโค้ง (ชุดเครื่องมือ Microslide, BioQuip Products Inc., California) ไข่ถูกฟักบนกระดาษกรองชื้นและวางในจานเพาะเชื้อเป็นเวลา 2 ชั่วโมงก่อนนำไปใช้ในการทดลองของเรา (ภาพเสริม 1b-d)
ในห้องปฏิบัติการ เราได้ประเมินความเป็นพิษทางปากของสารฆ่าเชื้อรา 6 ชนิดที่ใช้ก่อนและระหว่างดอกแอปเปิลบานในความเข้มข้น 3 ระดับ (0.1X, 0.5X และ 1X โดยที่ 1X คือค่าที่ใช้ต่อน้ำ 100 แกลลอน/เอเคอร์ ปริมาณยาในแปลงสูง = ความเข้มข้นในแปลง) (ตารางที่ 1) แต่ละความเข้มข้นถูกทำซ้ำ 16 ครั้ง (n = 16) สารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัส 2 ชนิด (ตาราง S1: แมนโคเซบ 2696.14 ppm และแคปแทน 2875.88 ppm) และสารฆ่าเชื้อราแบบซึมผ่าน 4 ชนิด (ตาราง S1: ไพริธิโอสโตรบิน 250.14 ppm; ไตรฟลอกซีสโตรบิน 110.06 ppm; ไมโคลบูทานิลอะโซล 75.12 ppm; ไซโพรดินิล 280.845 ppm) ต่อผลไม้ ผัก และพืชประดับ เราทำให้ละอองเรณูเป็นเนื้อเดียวกันโดยใช้เครื่องบด ถ่ายละอองเรณู 0.20 กรัมลงในหลุม (Falcon Plate 24 หลุม) จากนั้นเติมและผสมสารละลายฆ่าเชื้อรา 1 ไมโครลิตร เพื่อสร้างละอองเรณูพีระมิดที่มีหลุมลึก 1 มิลลิเมตรสำหรับวางไข่ วางโดยใช้ไม้พายขนาดเล็ก (ภาพเสริม 1c,d) เก็บจานเพาะเชื้อ Falcon ไว้ที่อุณหภูมิห้อง (25°C) และความชื้นสัมพัทธ์ 70% เราเปรียบเทียบกับตัวอ่อนกลุ่มควบคุมที่ได้รับอาหารละอองเรณูเนื้อเดียวกันที่ผสมน้ำบริสุทธิ์ เราบันทึกอัตราการตายและวัดน้ำหนักตัวอ่อนวันเว้นวัน จนกระทั่งตัวอ่อนมีอายุครบกำหนดดักแด้โดยใช้เครื่องชั่งวิเคราะห์ (Fisher Scientific, ความแม่นยำ = 0.0001 กรัม) สุดท้าย ประเมินอัตราส่วนเพศโดยการเปิดรังไหมหลังจาก 2.5 เดือน
ดีเอ็นเอถูกสกัดจากตัวอ่อน O. cornifrons ทั้งตัว (n = 3 ต่อสภาวะการรักษา ละอองเรณูที่ได้รับ mancozeb และไม่ได้รับ mancozeb) และเราได้ทำการวิเคราะห์ความหลากหลายของจุลินทรีย์ในตัวอย่างเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากพบอัตราการตายสูงสุดในตัวอ่อนที่ได้รับ MnZn ใน mancozeb ดีเอ็นเอถูกเพิ่มจำนวนและทำให้บริสุทธิ์โดยใช้ชุด DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead (Zymo Research, Irvine, CA) และวิเคราะห์ลำดับเบส (600 รอบ) บน Illumina® MiSeq™ โดยใช้ชุด v3 การหาลำดับเบสเป้าหมายของยีน 16S ribosomal RNA ของแบคทีเรียดำเนินการโดยใช้ชุด Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) โดยใช้ไพรเมอร์ที่กำหนดเป้าหมายที่บริเวณ V3-V4 ของยีน 16S rRNA นอกจากนี้ การจัดลำดับ 18S ดำเนินการโดยใช้การรวม PhiX 10% และการขยายจะดำเนินการโดยใช้ไพรเมอร์คู่ 18S001 และ NS4
นำเข้าและประมวลผลการอ่านแบบจับคู่39 โดยใช้ไปป์ไลน์ QIIME2 (v2022.11.1) การอ่านเหล่านี้ถูกตัดและผสาน และลำดับไคเมอริกถูกลบออกโดยใช้ปลั๊กอิน DADA2 ใน QIIME2 (การจับคู่สัญญาณรบกวน qiime dada2)40 การกำหนดคลาส 16S และ 18S ดำเนินการโดยใช้ปลั๊กอิน Classify-sklearn ซึ่งเป็นตัวจำแนกวัตถุ และอาร์ทิแฟกต์ silva-138-99-nb-classifier ที่ผ่านการฝึกอบรมล่วงหน้า
ข้อมูลการทดลองทั้งหมดได้รับการตรวจสอบความปกติ (Shapiro-Wilks) และความสม่ำเสมอของความแปรปรวน (การทดสอบของ Levene) เนื่องจากชุดข้อมูลไม่ตรงตามสมมติฐานของการวิเคราะห์เชิงพารามิเตอร์ และการแปลงไม่สามารถทำให้ค่าตกค้างเป็นมาตรฐานได้ เราจึงทำการวิเคราะห์ความแปรปรวนสองทางแบบไม่ใช้พารามิเตอร์ (Kruskal-Wallis) โดยใช้ปัจจัยสองประการ [เวลา (สามเฟส 2, 5 และ 8 วัน) และสารฆ่าเชื้อรา] เพื่อประเมินผลของการบำบัดต่อน้ำหนักสดของตัวอ่อน จากนั้นทำการเปรียบเทียบแบบคู่หลังการทดลองแบบไม่ใช้พารามิเตอร์โดยใช้การทดสอบ Wilcoxon เราใช้แบบจำลองเชิงเส้นทั่วไป (GLM) ที่มีการแจกแจงแบบปัวซองเพื่อเปรียบเทียบผลของสารฆ่าเชื้อราต่อการรอดชีวิตในความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้อราสามระดับ41,42 สำหรับการวิเคราะห์ความอุดมสมบูรณ์ที่แตกต่างกัน จำนวนของตัวแปรลำดับแอมพลิคอน (ASV) ถูกยุบที่ระดับสกุล การเปรียบเทียบความอุดมสมบูรณ์ที่แตกต่างกันระหว่างกลุ่มที่ใช้ 16S (ระดับสกุล) และ 18S ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ ได้ดำเนินการโดยใช้แบบจำลองการบวกทั่วไปสำหรับตำแหน่ง ขนาด และรูปร่าง (GAMLSS) ร่วมกับการกระจายตัวของวงศ์บีตาซีโร่ (BEZI) ซึ่งจำลองตามค่ามาโครในไมโครไบโอม R43 (v1.1) 1) นำสปีชีส์ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ออกก่อนการวิเคราะห์เชิงอนุพันธ์ เนื่องจากระดับอนุกรมวิธานของ 18S แตกต่างกัน จึงใช้เฉพาะระดับต่ำสุดของแต่ละแท็กซอนสำหรับการวิเคราะห์เชิงอนุพันธ์ การวิเคราะห์ทางสถิติทั้งหมดดำเนินการโดยใช้ R (v. 3.4.3., โครงการ CRAN) (ทีม 2013)
การสัมผัสกับแมนโคเซบ ไพริธิโอสโตรบิน และไตรฟลอกซีสโตรบิน ลดน้ำหนักตัวของตัวอ่อน O. cornifrons ได้อย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 1) ผลกระทบเหล่านี้สังเกตได้อย่างสม่ำเสมอในทั้งสามขนาดยาที่ประเมิน (รูปที่ 1a–c) ไซโคลสโตรบินและไมโคลบูทานิลไม่ได้ลดน้ำหนักของตัวอ่อนอย่างมีนัยสำคัญ
น้ำหนักสดเฉลี่ยของตัวอ่อนหนอนเจาะลำต้นวัดที่จุดเวลา 3 จุดภายใต้การทดลองอาหาร 4 แบบ (อาหารเกสรที่เป็นเนื้อเดียวกัน + สารฆ่าเชื้อรา: การควบคุม ขนาดยา 0.1X, 0.5X และ 1X) (a) ขนาดยาต่ำ (0.1X): จุดที่เวลาแรก (วันที่ 1): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, จุดที่เวลาที่สอง (วันที่ 5): 22.83, DF = 0.0009; ครั้งที่ 3; จุดที่ (วันที่ 8): χ2: 28.39, DF = 6; (b) ครึ่งขนาดยา (0.5X): จุดที่เวลาแรก (วันที่ 1): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, จุดที่เวลาที่สอง (วันที่หนึ่ง) ): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; ช่วงเวลาที่สาม (วันที่ 8) χ2: 16.47, DF = 6; (c) ตำแหน่งหรือขนาดยาเต็ม (1X): ช่วงเวลาที่หนึ่ง (วันที่ 1) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326 ช่วงเวลาที่สอง (วันที่ 5): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009 ช่วงเวลาที่สาม (วันที่ 8): χ2: 28.39, DF = 6; การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบไม่ใช้พารามิเตอร์ แท่งกราฟแสดงค่าเฉลี่ย ± SE ของการเปรียบเทียบแบบเป็นคู่ (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001
ที่ขนาดยาต่ำสุด (0.1 เท่า) น้ำหนักตัวของตัวอ่อนลดลง 60% ด้วยไตรฟลอกซีสโตรบิน 49% ด้วยแมนโคเซบ 48% ด้วยไมโคลบูทานิล และ 46% ด้วยไพริธิสโตรบิน (รูปที่ 1a) เมื่อได้รับยาในปริมาณครึ่งหนึ่งของขนาดยาภาคสนาม (0.5 เท่า) น้ำหนักตัวของตัวอ่อนแมนโคเซบลดลง 86% ไพริธิโอสโตรบินลดลง 52% และไตรฟลอกซีสโตรบินลดลง 50% (รูปที่ 1b) แมนโคเซบในปริมาณยาเต็มขนาด (1 เท่า) ลดน้ำหนักตัวของตัวอ่อนลง 82% ไพริธิโอสโตรบินลดลง 70% และไตรฟลอกซีสโตรบิน ไมโคลบูทานิล และแซนการ์ดลดลงประมาณ 30% (รูปที่ 1c)
อัตราการเสียชีวิตสูงสุดในกลุ่มตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ผสมแมนโคเซบ รองลงมาคือไพริธิโอสโตรบินและไตรฟลอกซีสโตรบิน อัตราการเสียชีวิตเพิ่มขึ้นตามปริมาณการใช้แมนโคเซบและไพริทิโซลีนที่เพิ่มขึ้น (รูปที่ 2; ตารางที่ 2) อย่างไรก็ตาม อัตราการตายของหนอนเจาะลำต้นข้าวโพดเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเมื่อความเข้มข้นของไตรฟลอกซีสโตรบินเพิ่มขึ้น ไซโพรดินิลและแคปแทนไม่ได้เพิ่มอัตราการเสียชีวิตอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม
เปรียบเทียบอัตราการตายของตัวอ่อนแมลงหวี่เจาะลำต้นหลังจากรับประทานละอองเรณูแต่ละชนิดที่ได้รับสารฆ่าเชื้อรา 6 ชนิด พบว่าแมนโคเซบและเพนโทไพราไมด์มีความไวต่อการสัมผัสแมลงวันข้าวโพดทางปากมากกว่า (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (เส้น, ความชัน = 0.29, P < 0.001; ความชัน = 0.24, P < 0.00))
โดยเฉลี่ยแล้ว ในทุกการรักษา ผู้ป่วย 39.05% เป็นเพศหญิง และ 60.95% เป็นเพศชาย ในกลุ่มการรักษาแบบควบคุม สัดส่วนของผู้ป่วยเพศหญิงอยู่ที่ 40% ในการศึกษาขนาดยาต่ำ (0.1 เท่า) และขนาดยาครึ่ง (0.5 เท่า) และ 30% ในการศึกษาขนาดยาภาคสนาม (1 เท่า) ที่ขนาดยา 0.1 เท่า ในกลุ่มตัวอ่อนที่เลี้ยงด้วยละอองเรณูที่ได้รับการรักษาด้วยแมนโคเซบและไมโคลบูทานิล พบว่าตัวอ่อนที่โตเต็มวัย 33.33% เป็นเพศหญิง 22% เป็นเพศหญิง ตัวอ่อนที่โตเต็มวัย 44% เป็นเพศหญิง ตัวอ่อนที่โตเต็มวัย 44% เป็นเพศหญิง ตัวอ่อนที่โตเต็มวัย 41% เป็นเพศหญิง และกลุ่มควบคุม 31% (รูปที่ 3a) ที่ขนาดยา 0.5 เท่า พบว่าพยาธิตัวเต็มวัยในกลุ่มแมนโคเซบและไพริธิโอสโตรบินคิดเป็นเพศเมีย 33%, กลุ่มไตรฟลอกซีสโตรบินคิดเป็น 36%, กลุ่มไมโคลบูทานิลคิดเป็น 41% และกลุ่มไซโปรสโตรบินคิดเป็น 46% ตัวเลขนี้อยู่ที่ 53% ในกลุ่มแคปแทน และ 38% ในกลุ่มควบคุม (รูปที่ 3b) ที่ขนาดยา 1 เท่า พบว่าพยาธิตัวเต็มวัยในกลุ่มแมนโคเซบคิดเป็น 30%, กลุ่มไพริธิโอสโตรบินคิดเป็น 36%, กลุ่มไตรฟลอกซีสโตรบินคิดเป็น 44%, กลุ่มไมโคลบูทานิลคิดเป็น 38% และกลุ่มควบคุมคิดเป็น 50% คิดเป็น 38.5% (รูปที่ 3c)
เปอร์เซ็นต์ของหนอนเจาะลำต้นตัวเมียและตัวผู้หลังจากได้รับสารฆ่าเชื้อราระยะตัวอ่อน (ก) ปริมาณยาต่ำ (0.1 เท่า) (ข) ปริมาณยาครึ่งหนึ่ง (0.5 เท่า) (ค) ปริมาณยาในแปลงปลูกหรือปริมาณยาเต็มจำนวน (1 เท่า)
การวิเคราะห์ลำดับเบส 16S แสดงให้เห็นว่ากลุ่มแบคทีเรียมีความแตกต่างกันระหว่างตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ผสมแมนโคเซบและตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ไม่ผสมแมนโคเซบ (รูปที่ 4a) ดัชนีจุลินทรีย์ของตัวอ่อนที่ไม่ผสมแมนโคเซบที่ผสมแมนโคเซบมีค่าสูงกว่าตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ผสมแมนโคเซบ (รูปที่ 4b) แม้ว่าความแตกต่างของความอุดมสมบูรณ์ที่สังเกตได้ระหว่างกลุ่มจะไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ก็ต่ำกว่าความแตกต่างของความอุดมสมบูรณ์ที่สังเกตได้อย่างมีนัยสำคัญสำหรับตัวอ่อนที่ผสมแมนโคเซบ (รูปที่ 4c) ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ของตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูควบคุมมีความหลากหลายมากกว่าตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูแมนโคเซบ (รูปที่ 5a) การวิเคราะห์เชิงพรรณนาพบว่ามี 28 สกุลในตัวอย่างควบคุมและตัวอย่างที่ได้รับแมนโคเซบ (รูปที่ 5b) c การวิเคราะห์โดยใช้ลำดับเบส 18S ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 2 เพิ่มเติม)
โปรไฟล์ SAV ที่อิงจากลำดับเบส 16S ถูกนำมาเปรียบเทียบกับความอุดมสมบูรณ์ของ Shannon และความอุดมสมบูรณ์ที่สังเกตได้ในระดับไฟลัม (a) การวิเคราะห์พิกัดหลัก (PCoA) โดยพิจารณาจากโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์โดยรวมในตัวอ่อนที่เลี้ยงด้วยละอองเรณูหรือตัวอ่อนกลุ่มควบคุม (สีน้ำเงิน) และตัวอ่อนที่เลี้ยงด้วยแมนโคเซบ (สีส้ม) ที่ไม่ผ่านการบำบัด แต่ละจุดข้อมูลแสดงถึงตัวอย่างที่แยกจากกัน PCoA คำนวณโดยใช้ระยะทาง Bray-Curtis ของการแจกแจง t แบบหลายตัวแปร วงรีแสดงถึงระดับความเชื่อมั่น 80% (b) กราฟกล่อง, ข้อมูลความมั่งคั่ง Shannon ดิบ (จุด) และ c. ความมั่งคั่งที่สังเกตได้ กราฟกล่องแสดงกรอบสำหรับเส้นมัธยฐาน, พิสัยระหว่างควอไทล์ (IQR) และ 1.5 × IQR (n = 3)
องค์ประกอบของชุมชนจุลินทรีย์ของตัวอ่อนที่กินละอองเรณูที่รักษาด้วยแมนโคเซบและไม่รักษา (ก) ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของสกุลจุลินทรีย์ในตัวอ่อน (ข) แผนที่ความร้อนของชุมชนจุลินทรีย์ที่ระบุ Delftia (อัตราส่วนความน่าจะเป็น (OR) = 0.67, P = 0.0030) และ Pseudomonas (OR = 0.3, P = 0.0074), Microbacterium (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060) แถวแผนที่ความร้อนถูกจัดกลุ่มโดยใช้ระยะทางสหสัมพันธ์และการเชื่อมต่อเฉลี่ย
ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการสัมผัสสารฆ่าเชื้อราชนิดสัมผัส (แมนโคเซบ) และชนิดซึมผ่าน (ไพโรสโตรบินและไตรฟลอกซีสโตรบิน) ทางปาก ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงออกดอก ลดน้ำหนักและเพิ่มอัตราการตายของตัวอ่อนข้าวโพดได้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ แมนโคเซบยังช่วยลดความหลากหลายและความอุดมสมบูรณ์ของจุลินทรีย์ในลำไส้ได้อย่างมีนัยสำคัญในระยะก่อนดักแด้ ไมโคลบูทานิล ซึ่งเป็นสารฆ่าเชื้อราชนิดซึมผ่านอีกชนิดหนึ่ง ลดน้ำหนักตัวของตัวอ่อนได้อย่างมีนัยสำคัญทั้งสามครั้ง ผลกระทบนี้เห็นได้ชัดเจนในช่วงเวลาที่สอง (วันที่ 5) และที่สาม (วันที่ 8) ในทางตรงกันข้าม ไซโพรดินิลและแคปแทนไม่ได้ลดน้ำหนักตัวหรืออัตราการรอดชีวิตอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม เท่าที่เราทราบ งานวิจัยนี้เป็นงานวิจัยชิ้นแรกที่ศึกษาผลกระทบของอัตราการใช้สารฆ่าเชื้อราชนิดต่างๆ ในแปลงเพาะปลูกข้าวโพดผ่านการสัมผัสละอองเรณูโดยตรง
การรักษาด้วยสารฆ่าเชื้อราทุกชนิดลดน้ำหนักตัวได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการรักษาด้วยยาควบคุม แมนโคเซบมีผลสูงสุดต่อการเพิ่มน้ำหนักตัวของตัวอ่อน โดยลดลงเฉลี่ย 51% รองลงมาคือไพริธิโอสโตรบิน อย่างไรก็ตาม การศึกษาอื่นๆ ยังไม่ได้รายงานผลข้างเคียงของการใช้สารฆ่าเชื้อราในแปลงทดลองต่อระยะตัวอ่อน44 แม้ว่าสารฆ่าเชื้อไดไธโอคาร์บาเมตจะมีความเป็นพิษเฉียบพลันต่ำ45 แต่เอทิลีนบิสไดไธโอคาร์บาเมต (EBDCS) เช่น แมนโคเซบ สามารถย่อยสลายเป็นยูเรียเอทิลีนซัลไฟด์ได้ เนื่องจากฤทธิ์ก่อกลายพันธุ์ในสัตว์อื่น ผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายนี้อาจเป็นสาเหตุของผลกระทบที่สังเกตได้46,47 การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการก่อตัวของเอทิลีนไทโอยูเรียได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิที่สูงขึ้น48 ระดับความชื้น49 และระยะเวลาในการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์50 สภาวะการเก็บรักษาที่เหมาะสมสำหรับสารฆ่าเชื้อราสามารถบรรเทาผลข้างเคียงเหล่านี้ได้ นอกจากนี้ สำนักงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรปยังแสดงความกังวลเกี่ยวกับพิษของไพริไทโอไพด์ ซึ่งพบว่าเป็นสารก่อมะเร็งต่อระบบย่อยอาหารของสัตว์อื่น51
การให้แมนโคเซบ ไพริธิโอสโตรบิน และไตรฟล็อกซีสโตรบินทางปากเพิ่มอัตราการตายของตัวอ่อนหนอนเจาะลำต้นข้าวโพด ในทางตรงกันข้าม ไมโคลบูทานิล ไซโปรไซคลิน และแคปแทน ไม่มีผลต่ออัตราการตายของตัวอ่อน ผลการศึกษานี้แตกต่างจาก Ladurner และคณะ52 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแคปแทนช่วยลดอัตราการรอดชีวิตของหนอนเจาะลำต้น O. lignaria และ Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) ตัวเต็มวัยอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ ยังพบว่าสารฆ่าเชื้อรา เช่น แคปแทนและบอสคาลิด ทำให้เกิดอัตราการตายของตัวอ่อน52,53,54 หรือเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการกิน55 การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจส่งผลต่อคุณภาพทางโภชนาการของละอองเรณู และท้ายที่สุดคือการเพิ่มพลังงานของตัวอ่อน อัตราการตายของตัวอ่อนที่สังเกตได้ในกลุ่มควบคุมสอดคล้องกับการศึกษาอื่นๆ56,57
อัตราส่วนเพศที่เอื้ออำนวยต่อผึ้งตัวผู้ที่พบในงานวิจัยของเราอาจอธิบายได้จากปัจจัยต่างๆ เช่น การผสมพันธุ์ที่ไม่เพียงพอและสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยในช่วงออกดอก ดังที่ Vicens และ Bosch ได้เสนอไว้ก่อนหน้านี้สำหรับผึ้ง O. cornuta แม้ว่าผึ้งตัวเมียและตัวผู้ในการศึกษาของเราจะมีเวลาผสมพันธุ์สี่วัน (ซึ่งโดยทั่วไปถือว่าเพียงพอสำหรับการผสมพันธุ์ที่ประสบความสำเร็จ) แต่เราได้ลดความเข้มของแสงลงโดยเจตนาเพื่อลดความเครียด อย่างไรก็ตาม การปรับเปลี่ยนนี้อาจรบกวนกระบวนการผสมพันธุ์โดยไม่ได้ตั้งใจ61 นอกจากนี้ ผึ้งยังต้องเผชิญกับสภาพอากาศเลวร้ายหลายวัน รวมถึงฝนตกและอุณหภูมิต่ำ (น้อยกว่า 5°C) ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อความสำเร็จของการผสมพันธุ์ได้เช่นกัน4,23
แม้ว่าการศึกษาของเราจะมุ่งเน้นไปที่ไมโครไบโอมของตัวอ่อนทั้งหมด แต่ผลการศึกษาของเราให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความสัมพันธ์ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างชุมชนแบคทีเรีย ซึ่งอาจมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโภชนาการของผึ้งและการสัมผัสกับสารฆ่าเชื้อรา ยกตัวอย่างเช่น ตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ผสมแมนโคเซบมีโครงสร้างและปริมาณของชุมชนจุลินทรีย์ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ไม่ผสม ในตัวอ่อนที่กินละอองเรณูที่ไม่ผสมแมนโคเซบ กลุ่มแบคทีเรียโปรตีโอแบคทีเรียและแอคติโนแบคทีเรียเป็นแบคทีเรียหลักและส่วนใหญ่ใช้ออกซิเจนหรือแบบใช้ออกซิเจน แบคทีเรียเดลฟต์ ซึ่งมักพบในผึ้งสายพันธุ์เดี่ยว เป็นที่ทราบกันว่ามีฤทธิ์ต้านจุลชีพ ซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทในการป้องกันเชื้อโรคที่อาจเกิดขึ้นได้ แบคทีเรียอีกสายพันธุ์หนึ่งคือ Pseudomonas พบมากในตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ไม่ผสมแมนโคเซบ แต่พบลดลงอย่างมีนัยสำคัญในตัวอ่อนที่ได้รับแมนโคเซบ ผลการศึกษาของเราสนับสนุนการศึกษาก่อนหน้านี้ที่ระบุว่า Pseudomonas เป็นหนึ่งในสกุลที่พบมากที่สุดใน O. bicornis35 และตัวต่อเดี่ยวอื่นๆ34 แม้ว่าจะยังไม่มีการศึกษาหลักฐานการทดลองเกี่ยวกับบทบาทของ Pseudomonas ต่อสุขภาพของ O. cornifrons แต่แบคทีเรียชนิดนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าส่งเสริมการสังเคราะห์สารพิษป้องกันในด้วง Paederus fuscipes และส่งเสริมการเผาผลาญอาร์จินีนในหลอดทดลอง 35, 65 ข้อสังเกตเหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงบทบาทที่เป็นไปได้ในการป้องกันของไวรัสและแบคทีเรียในช่วงพัฒนาการของตัวอ่อน O. cornifrons ไมโครแบคทีเรียมเป็นอีกสกุลหนึ่งที่พบในการศึกษาของเรา ซึ่งมีรายงานว่าพบจำนวนมากในตัวอ่อนของแมลงวันลายดำในสภาวะอดอาหาร66 ในตัวอ่อนของ O. cornifrons ไมโครแบคทีเรียอาจมีส่วนช่วยในการสร้างสมดุลและความยืดหยุ่นของจุลินทรีย์ในลำไส้ภายใต้สภาวะเครียด นอกจากนี้ Rhodococcus ยังพบในตัวอ่อนของ O. cornifrons และเป็นที่รู้จักในด้านความสามารถในการกำจัดสารพิษ67 สกุลนี้ยังพบในลำไส้ของ A. florea ด้วย แต่มีปริมาณน้อยมาก68 ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของความผันแปรทางพันธุกรรมหลายรูปแบบในกลุ่มจุลินทรีย์จำนวนมาก ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงกระบวนการเผาผลาญในตัวอ่อนได้ อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับความหลากหลายในการทำงานของ O. cornifrons
โดยสรุป ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าแมนโคเซบ ไพริธิโอสโตรบิน และไตรฟล็อกซีสโตรบิน ลดน้ำหนักตัวและเพิ่มอัตราการตายของตัวอ่อนหนอนเจาะลำต้นข้าวโพด แม้ว่าจะมีความกังวลเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราต่อแมลงผสมเกสร แต่ก็มีความจำเป็นที่จะต้องทำความเข้าใจผลกระทบของสารเมตาบอไลต์ตกค้างของสารประกอบเหล่านี้ให้มากขึ้น ผลลัพธ์เหล่านี้สามารถนำไปรวมไว้ในคำแนะนำสำหรับโครงการจัดการแมลงผสมเกสรแบบบูรณาการ ซึ่งช่วยให้เกษตรกรหลีกเลี่ยงการใช้สารฆ่าเชื้อราบางชนิดก่อนและระหว่างการออกดอกของต้นไม้ผล โดยการเลือกสารฆ่าเชื้อราและปรับเปลี่ยนระยะเวลาการใช้ หรือโดยการส่งเสริมการใช้สารทางเลือกที่เป็นอันตรายน้อยกว่า 36 ข้อมูลนี้มีความสำคัญต่อการพัฒนาคำแนะนำเกี่ยวกับการใช้สารกำจัดศัตรูพืช เช่น การปรับโปรแกรมการฉีดพ่นที่มีอยู่และการเปลี่ยนระยะเวลาการฉีดพ่นเมื่อเลือกสารฆ่าเชื้อรา หรือการส่งเสริมการใช้สารทางเลือกที่เป็นอันตรายน้อยกว่า จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบด้านลบของสารฆ่าเชื้อราต่ออัตราส่วนเพศ พฤติกรรมการกินอาหาร จุลินทรีย์ในลำไส้ และกลไกระดับโมเลกุลที่อยู่เบื้องหลังการสูญเสียน้ำหนักและการตายของหนอนเจาะลำต้นข้าวโพด
ข้อมูลต้นฉบับ 1, 2 และ 3 ในรูปที่ 1 และ 2 ได้รับการฝากไว้ในคลังข้อมูล figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 และ https://doi.org/10.6084/m9. figshare.24996233 ลำดับที่วิเคราะห์ในการศึกษานี้ (รูปที่ 4 และ 5) อยู่ในคลังข้อมูล NCBI SRA ภายใต้หมายเลขเข้าถึง PRJNA1023565
Bosch, J. และ Kemp, WP การพัฒนาและการสร้างสายพันธุ์ผึ้งเพื่อใช้เป็นแมลงผสมเกสรของพืชผลทางการเกษตร: ตัวอย่างของสกุล Osmia (Hymenoptera: Megachilidae) และไม้ผล วัว. Ntomore. ทรัพยากร. 92, 3–16 (2002).
Parker, MG และคณะ แนวทางการผสมเกสรและการรับรู้เกี่ยวกับแมลงผสมเกสรทางเลือกในหมู่ผู้ปลูกแอปเปิลในนิวยอร์กและเพนซิลเวเนีย อัปเดต. เกษตรกรรม. ระบบอาหาร. 35, 1–14 (2020)
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL และ Ricketts TH นิเวศวิทยาและเศรษฐศาสตร์ของการผสมเกสรอัลมอนด์โดยใช้ผึ้งพื้นเมือง J. Economics. Ntomore. 111, 16–25 (2018)
Lee, E., He, Y. และ Park, Y.-L. ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อฟีโนโลยีของทราโกแพน: นัยยะต่อการจัดการประชากร Climb. Change 150, 305–317 (2018)
Artz, DR และ Pitts-Singer, TL ผลของสารฆ่าเชื้อราและสารเสริมฤทธิ์ต่อพฤติกรรมการทำรังของผึ้งเดี่ยวสองชนิดที่ได้รับการจัดการ (Osmia lignaria และ Megachile rotundata) PloS One 10, e0135688 (2015)
Beauvais, S. และคณะ สารฆ่าเชื้อราพืชที่มีพิษต่ำ (เฟนบูโคนาโซล) ขัดขวางสัญญาณคุณภาพการสืบพันธุ์ของตัวผู้ ส่งผลให้ความสำเร็จในการผสมพันธุ์ลดลงในผึ้งป่าโดดเดี่ยว J. Apps. ecology. 59, 1596–1607 (2022).
Sgolastra F. และคณะ สารกำจัดแมลงนีโอนิโคตินอยด์และการสังเคราะห์เออร์โกสเตอรอลยับยั้งการตายของสารฆ่าเชื้อราที่มีฤทธิ์เสริมฤทธิ์กันในผึ้งสามชนิด การควบคุมศัตรูพืช วิทยาศาสตร์ 73, 1236–1243 (2017)
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF. และ Danforth BN ตัวอ่อนของตัวต่อเดี่ยวทำให้ความหลากหลายของแบคทีเรียที่ได้รับจากละอองเรณูไปยังผึ้งที่ทำรังบนลำต้น Osmia cornifrons (Megachilidae) ด้านหน้า จุลินทรีย์ 13, 1057626 (2023)
Dharampal PS, Danforth BN และ Steffan SA จุลินทรีย์ที่อาศัยร่วมกันในละอองเรณูหมักมีความสำคัญต่อการพัฒนาของผึ้งโดดเดี่ยวเช่นเดียวกับละอองเรณูเอง นิเวศวิทยา วิวัฒนาการ 12. e8788 (2022)
Kelderer M, Manici LM, Caputo F และ Thalheimer M. การปลูกแอปเปิลแบบสลับแถวในสวนแอปเปิลเพื่อควบคุมโรคที่เกิดการหว่านซ้ำ: การศึกษาประสิทธิผลเชิงปฏิบัติโดยอาศัยตัวบ่งชี้ทางจุลินทรีย์ Plant Soil 357, 381–393 (2012)
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG และ Peter KA โรคเน่าเปื่อยของแอปเปิลในแถบมิดแอตแลนติก สหรัฐอเมริกา: การประเมินชนิดพันธุ์ที่เป็นสาเหตุและอิทธิพลของสภาพอากาศในแต่ละภูมิภาคและความอ่อนไหวของพันธุ์ Phytopathology 111, 966–981 (2021)
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK. และ Stanley DA สารฆ่าเชื้อรา สารกำจัดวัชพืช และผึ้ง: การทบทวนอย่างเป็นระบบของงานวิจัยและวิธีการที่มีอยู่ PLoS One 14, e0225743 (2019)
Pilling, ED และ Jepson, PC ผลเสริมฤทธิ์กันของสารฆ่าเชื้อรา EBI และสารกำจัดแมลงไพรีทรอยด์ต่อผึ้ง (Apis mellifera) ศัตรูพืชทางวิทยาศาสตร์ 39, 293–297 (1993)
Mussen, EC, Lopez, JE และ Peng, CY ผลของสารฆ่าเชื้อราที่เลือกต่อการเจริญเติบโตและพัฒนาการของตัวอ่อนผึ้ง Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae). วันพุธ. Ntomore. 33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D. และ McArt, S. คู่มือการตัดสินใจในการใช้ยาฆ่าแมลงเพื่อปกป้องแมลงผสมเกสรในสวนผลไม้ (มหาวิทยาลัย Cornell, 2018)
อิวาซากิ, เจเอ็ม และ โฮเกนดูร์น, เค. การสัมผัสผึ้งกับสารที่ไม่ใช่ยาฆ่าแมลง: การทบทวนวิธีการและผลการวิจัยที่รายงาน. เกษตรกรรม. ระบบนิเวศ. วันพุธ. 314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA. และ Pitts-Singer TL ผลของชนิดของอุปทานและการสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืชต่อการพัฒนาตัวอ่อนของ Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae) วันพุธ Ntomore. 51, 240–251 (2022).
Kopit AM และ Pitts-Singer TL เส้นทางการสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืชกับผึ้งเดี่ยวที่รังว่าง วันพุธ Ntomore 47, 499–510 (2018)
Pan, NT และคณะ โปรโตคอลการทดสอบทางชีวภาพแบบใหม่สำหรับการประเมินความเป็นพิษของยาฆ่าแมลงในผึ้งสวนญี่ปุ่นตัวเต็มวัย (Osmia cornifrons) ทางวิทยาศาสตร์ รายงาน 10, 9517 (2020)