การเสริมด้วยสารป้องกันเชื้อราจะช่วยลดการเพิ่มขึ้นของพลังงานสุทธิและความหลากหลายของไมโครไบโอมในผึ้งช่างก่อเดี่ยว

ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.com เวอร์ชันของเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS แบบจำกัด สำหรับผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์เวอร์ชันใหม่กว่า (หรือปิดใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าจะได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจึงแสดงเว็บไซต์โดยไม่ใช้รูปแบบหรือ JavaScript
สารฆ่าเชื้อราถูกใช้บ่อยครั้งในช่วงที่ผลไม้ออกดอกและอาจคุกคามแมลงผสมเกสร อย่างไรก็ตาม เราทราบเพียงเล็กน้อยว่าแมลงผสมเกสรที่ไม่ใช่ผึ้ง (เช่น ผึ้งที่อยู่โดดเดี่ยว ผึ้งพันธุ์ Osmia cornifrons) ตอบสนองต่อสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสและแบบซึมผ่านที่มักใช้กับแอปเปิลในช่วงออกดอกอย่างไร ช่องว่างของความรู้จำกัดการตัดสินใจของหน่วยงานกำกับดูแลในการกำหนดความเข้มข้นที่ปลอดภัยและระยะเวลาในการพ่นสารฆ่าเชื้อรา เราได้ประเมินผลของสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสสองชนิด (แคปแทนและแมนโคเซบ) และสารฆ่าเชื้อราแบบชั้น/ระบบพืชสี่ชนิด (ซิโปรไซคลิน ไมโคลบูทานิล ไพโรสโตรบิน และไตรฟลอกซีสโตรบิน) ผลกระทบต่อการเพิ่มน้ำหนักของตัวอ่อน การอยู่รอด อัตราส่วนเพศ และความหลากหลายของแบคทีเรีย การประเมินดำเนินการโดยใช้การทดลองทางชีวภาพทางปากเรื้อรัง โดยให้ละอองเรณูในสามขนาดตามขนาดที่แนะนำในปัจจุบันสำหรับการใช้ในภาคสนาม (1 เท่า) ครึ่งขนาด (0.5 เท่า) และขนาดต่ำ (0.1 เท่า) แมนโคเซบและไพริติโซลีนทุกขนาดสามารถลดน้ำหนักตัวและการอยู่รอดของตัวอ่อนได้อย่างมีนัยสำคัญ จากนั้นเราได้ทำการจัดลำดับยีน 16S เพื่อระบุลักษณะของแบคทีเรียในตัวอ่อนของแมนโคเซบ ซึ่งเป็นสารฆ่าเชื้อราที่ทำให้มีอัตราการตายสูงที่สุด เราพบว่าความหลากหลายและปริมาณของแบคทีเรียลดลงอย่างมีนัยสำคัญในตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ผ่านการบำบัดด้วยแมนโคเซบ ผลการทดลองในห้องปฏิบัติการของเราบ่งชี้ว่าการพ่นสารฆ่าเชื้อราบางชนิดในช่วงออกดอกเป็นอันตรายต่อสุขภาพของ O. cornifrons โดยเฉพาะ ข้อมูลนี้มีความเกี่ยวข้องกับการตัดสินใจจัดการในอนาคตเกี่ยวกับการใช้ผลิตภัณฑ์ป้องกันต้นไม้ผลไม้ที่ยั่งยืน และทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับกระบวนการควบคุมที่มุ่งเป้าไปที่การปกป้องแมลงผสมเกสร
ผึ้งช่างก่อสร้างเดี่ยว Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) ถูกนำเข้ามาในสหรัฐอเมริกาจากญี่ปุ่นในช่วงปลายทศวรรษปี 1970 และต้นทศวรรษปี 1980 และสายพันธุ์นี้มีบทบาทสำคัญในการช่วยผสมเกสรในระบบนิเวศที่ได้รับการจัดการนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ประชากรผึ้งที่เติบโตตามธรรมชาติเป็นส่วนหนึ่งของผึ้งป่าประมาณ 50 สายพันธุ์ที่เสริมผึ้งที่ผสมเกสรในสวนอัลมอนด์และแอปเปิลในสหรัฐอเมริกา2,3 ผึ้งช่างก่อสร้างเผชิญกับความท้าทายมากมาย รวมทั้งการแตกตัวของถิ่นที่อยู่อาศัย เชื้อโรค และยาฆ่าแมลง3,4 ในบรรดายาฆ่าแมลง ยาฆ่าเชื้อราช่วยลดการได้รับพลังงาน การหาอาหาร5 และการปรับสภาพร่างกาย6,7 แม้ว่าการวิจัยล่าสุดจะชี้ให้เห็นว่าสุขภาพของผึ้งช่างก่อสร้างได้รับอิทธิพลโดยตรงจากจุลินทรีย์คอมเมนซัลและเอ็กโตบั๊กติก8,9 เนื่องจากแบคทีเรียและเชื้อราสามารถมีอิทธิพลต่อโภชนาการและการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน แต่ผลกระทบของการสัมผัสยาฆ่าเชื้อราต่อความหลากหลายของจุลินทรีย์ในผึ้งช่างก่อสร้างเพิ่งเริ่มมีการศึกษา
สารฆ่าเชื้อราที่มีผลต่างๆ (แบบสัมผัสและแบบซึมผ่าน) จะถูกฉีดพ่นในสวนผลไม้ก่อนและระหว่างการออกดอกเพื่อรักษาโรคต่างๆ เช่น โรคราสนิมแอปเปิล โรคราสนิม โรคราสนิมสีน้ำตาล และโรคราแป้ง10,11 สารฆ่าเชื้อราถือว่าไม่เป็นอันตรายต่อแมลงผสมเกสร ดังนั้นจึงแนะนำให้ชาวสวนใช้ในช่วงออกดอก เป็นที่ทราบกันดีว่าผึ้งได้รับและกินสารฆ่าเชื้อราเหล่านี้ เพราะเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการขึ้นทะเบียนยาฆ่าแมลงโดยสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาและหน่วยงานกำกับดูแลระดับชาติอื่นๆ อีกหลายแห่ง12,13,14 อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราที่มีต่อผึ้งที่ไม่ใช่ผึ้งนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด เนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีข้อตกลงอนุญาตทางการตลาดในสหรัฐอเมริกา15 นอกจากนี้ โดยทั่วไปแล้วไม่มีโปรโตคอลมาตรฐานสำหรับการทดสอบผึ้งตัวเดียว16,17 และการดูแลกลุ่มผึ้งที่เลี้ยงผึ้งเพื่อการทดสอบนั้นเป็นเรื่องท้าทาย18 การทดลองกับผึ้งที่ได้รับการจัดการแบบต่างๆ กำลังดำเนินการเพิ่มมากขึ้นในยุโรปและสหรัฐอเมริกา เพื่อศึกษาผลกระทบของยาฆ่าแมลงต่อผึ้งป่า และเมื่อไม่นานนี้มีการพัฒนาโปรโตคอลมาตรฐานสำหรับ O. cornifrons19
ผึ้งเขาประกอบด้วยเซลล์โมโนไซต์และใช้ในเชิงพาณิชย์ในพืชปลาคาร์ปเป็นอาหารเสริมหรือทดแทนผึ้งน้ำหวาน ผึ้งประเภทนี้จะออกลูกระหว่างเดือนมีนาคมถึงเมษายน โดยตัวผู้ที่โตเร็วจะออกลูกก่อนตัวเมียสามถึงสี่วัน หลังจากผสมพันธุ์แล้ว ตัวเมียจะรวบรวมละอองเรณูและน้ำหวานเพื่อสร้างเซลล์สำหรับฟักไข่ภายในโพรงรังรูปท่อ (ธรรมชาติหรือเทียม)1,20 ไข่จะวางบนละอองเรณูภายในเซลล์ จากนั้นตัวเมียจะสร้างผนังดินเหนียวก่อนจะเตรียมเซลล์ต่อไป ตัวอ่อนในระยะแรกจะอยู่ในโพรงรังและกินของเหลวจากตัวอ่อน ตั้งแต่ระยะที่สองถึงระยะที่ห้า (ระยะก่อนดักแด้) ตัวอ่อนจะกินละอองเรณู22 เมื่อละอองเรณูหมดลง ตัวอ่อนจะสร้างรังไหม ดักแด้ และออกมาเป็นตัวเต็มวัยในห้องฟักเดียวกัน โดยปกติจะอยู่ในช่วงปลายฤดูร้อน20,23 ตัวเต็มวัยจะออกมาในฤดูใบไม้ผลิถัดมา การอยู่รอดของตัวเต็มวัยสัมพันธ์กับพลังงานสุทธิที่เพิ่มขึ้น (น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น) ตามปริมาณอาหารที่กินเข้าไป ดังนั้น คุณภาพทางโภชนาการของละอองเรณู รวมถึงปัจจัยอื่นๆ เช่น สภาพอากาศหรือการสัมผัสกับยาฆ่าแมลง ถือเป็นตัวกำหนดความอยู่รอดและสุขภาพ24
สารกำจัดแมลงและเชื้อราที่ใช้ก่อนออกดอกสามารถเคลื่อนที่ภายในหลอดเลือดของพืชได้ในระดับต่างๆ ตั้งแต่แบบทรานส์ลามินาร์ (เช่น สามารถเคลื่อนที่จากผิวด้านบนของใบไปยังผิวด้านล่างได้ เช่น สารกำจัดเชื้อราบางชนิด) 25 ไปจนถึงผลกระทบต่อระบบอย่างแท้จริง ซึ่งสามารถทะลุผ่านยอดจากราก เข้าไปในน้ำหวานของดอกแอปเปิล 26 ซึ่งสามารถฆ่าตัวเต็มวัยของ O. cornifrons ได้ 27 สารกำจัดศัตรูพืชบางชนิดยังซึมเข้าไปในละอองเรณู ส่งผลต่อการพัฒนาของตัวอ่อนข้าวโพดและทำให้ตัวอ่อนตาย 19 การศึกษาวิจัยอื่นๆ แสดงให้เห็นว่าสารกำจัดเชื้อราบางชนิดสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมการทำรังของสปีชีส์ที่เกี่ยวข้อง O. lignaria ได้อย่างมีนัยสำคัญ 28 นอกจากนี้ การศึกษาวิจัยในห้องปฏิบัติการและภาคสนามที่จำลองสถานการณ์การสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืช (รวมถึงสารกำจัดเชื้อรา) ได้แสดงให้เห็นว่าสารกำจัดศัตรูพืชส่งผลเสียต่อสรีรวิทยา 22 สัณฐานวิทยา 29 และการอยู่รอดของผึ้งน้ำหวานและผึ้งที่อาศัยอยู่โดดเดี่ยวบางชนิด การพ่นสารฆ่าเชื้อราหลายชนิดโดยตรงบนดอกไม้ที่บานในช่วงออกดอกอาจทำให้ละอองเรณูที่เก็บรวบรวมไว้เพื่อการพัฒนาตัวอ่อนปนเปื้อน ซึ่งผลกระทบดังกล่าวยังต้องมีการศึกษาวิจัยต่อไป30
เป็นที่ยอมรับกันมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าการพัฒนาตัวอ่อนได้รับอิทธิพลจากละอองเรณูและชุมชนจุลินทรีย์ในระบบย่อยอาหาร ไมโครไบโอมของผึ้งมีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น มวลร่างกาย31 การเปลี่ยนแปลงของการเผาผลาญ22 และความอ่อนไหวต่อเชื้อโรค32 การศึกษาครั้งก่อนได้ตรวจสอบอิทธิพลของระยะการพัฒนา สารอาหาร และสิ่งแวดล้อมที่มีต่อไมโครไบโอมของผึ้งที่อยู่โดดเดี่ยว การศึกษาเหล่านี้เผยให้เห็นความคล้ายคลึงกันในโครงสร้างและความอุดมสมบูรณ์ของไมโครไบโอมตัวอ่อนและละอองเรณู33 เช่นเดียวกับสกุลแบคทีเรียที่พบได้บ่อยที่สุดอย่าง Pseudomonas และ Delftia ในผึ้งที่อยู่โดดเดี่ยว อย่างไรก็ตาม แม้ว่าสารฆ่าเชื้อราจะเกี่ยวข้องกับกลยุทธ์ในการปกป้องสุขภาพของผึ้ง แต่ผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราต่อจุลินทรีย์ของตัวอ่อนผ่านการสัมผัสทางปากโดยตรงยังคงไม่มีการสำรวจ
การศึกษาครั้งนี้ทดสอบผลกระทบของปริมาณการใช้สารฆ่าเชื้อราที่ใช้กันทั่วไป 6 ชนิดที่ขึ้นทะเบียนไว้สำหรับใช้กับผลไม้บนต้นไม้ในสหรัฐอเมริกา รวมถึงสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสและแบบซึมผ่านที่ให้ทางปากกับตัวอ่อนของผีเสื้อมอดข้าวโพดจากอาหารที่ปนเปื้อน เราพบว่าสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสและแบบซึมผ่านทำให้ผึ้งมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นและเพิ่มอัตราการตาย โดยผลกระทบที่รุนแรงที่สุดเกี่ยวข้องกับแมนโคเซบและไพริไทโอไพด์ จากนั้นเราจึงเปรียบเทียบความหลากหลายของจุลินทรีย์ในตัวอ่อนที่ได้รับอาหารเกสรที่ผสมแมนโคเซบกับตัวอ่อนที่ได้รับอาหารควบคุม เราจะหารือเกี่ยวกับกลไกที่อาจเกิดขึ้นซึ่งอยู่เบื้องหลังอัตราการตายและผลกระทบต่อโปรแกรมการจัดการศัตรูพืชและแมลงผสมเกสรแบบผสมผสาน (IPPM)36
รังไหม O. cornifrons โตเต็มวัยที่จำศีลในรังไหมได้รับจาก Fruit Research Center เมือง Biglerville รัฐเพนซิลเวเนีย และเก็บไว้ที่อุณหภูมิ -3 ถึง 2°C (±0.3°C) ก่อนการทดลอง (รวมรังไหมทั้งหมด 600 รัง) ในเดือนพฤษภาคม 2022 รังไหม O. cornifrons 100 รังถูกย้ายไปยังถ้วยพลาสติกทุกวัน (50 รังต่อถ้วย เส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ซม. × ยาว 15 ซม.) และวางทิชชู่เปียกไว้ภายในถ้วยเพื่อส่งเสริมการเปิดและให้พื้นผิวที่เคี้ยวได้ ลดความเครียดของผึ้งหิน37 วางถ้วยพลาสติก 2 ใบที่มีรังไหมในกรงแมลง (30 × 30 × 30 ซม. BugDorm MegaView Science Co. Ltd. ไต้หวัน) พร้อมที่ป้อนอาหารขนาด 10 มล. ที่มีสารละลายซูโครส 50% และเก็บไว้เป็นเวลาสี่วันเพื่อให้แน่ใจว่ารังไหมจะปิดและผสมพันธุ์ อุณหภูมิ 23°C ความชื้นสัมพัทธ์ 60% ช่วงแสง 10 ลิตร (ความเข้มต่ำ): 14 วัน นกตัวเมียและตัวผู้ที่ผสมพันธุ์แล้วจำนวน 100 ตัวจะถูกปล่อยทุกเช้าเป็นเวลา 6 วัน (วันละ 100 ตัว) ในรังเทียม 2 รังในช่วงที่ดอกแอปเปิลบานเต็มที่ (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') กล่องนกพลาสติกสีน้ำเงินแต่ละกล่องวางอยู่บนกล่องไม้สองกล่องได้ กล่องรังแต่ละกล่องจะมีท่อกระดาษคราฟท์เปล่า 800 ท่อ (แบบเปิดเกลียว เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 0.8 ซม. × ยาว 15 ซม.) (Jonesville Paper Tube Co. รัฐมิชิแกน) ใส่ไว้ในท่อเซลโลเฟนทึบแสง (เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 0.7 ซม. ดูปลั๊กพลาสติก (ปลั๊ก T-1X) เพื่อใช้ทำรัง
กล่องรังทั้งสองหันหน้าไปทางทิศตะวันออกและปิดด้วยรั้วพลาสติกสีเขียว (รุ่น Everbilt #889250EB12 ขนาดช่องเปิด 5 × 5 ซม. 0.95 ม. × 100 ม.) เพื่อป้องกันหนูและนกเข้ามา และวางไว้บนผิวดินถัดจากกล่องรัง กล่องดิน กล่องรัง (ภาพเสริม 1a) ไข่หนอนเจาะลำต้นข้าวโพดจะถูกเก็บรวบรวมทุกวันโดยการรวบรวมหลอด 30 หลอดจากรังและขนส่งไปยังห้องปฏิบัติการ ใช้กรรไกรตัดปลายหลอด จากนั้นถอดหลอดเกลียวออกเพื่อเปิดเซลล์ฟักไข่แต่ละฟองและละอองเรณูออกโดยใช้ไม้พายโค้ง (ชุดเครื่องมือ Microslide, BioQuip Products Inc., California) ไข่จะถูกฟักบนกระดาษกรองชื้นและวางในจานเพาะเชื้อเป็นเวลา 2 ชั่วโมงก่อนที่จะใช้ในการทดลองของเรา (ภาพเสริม 1b-d)
ในห้องปฏิบัติการ เราได้ประเมินความเป็นพิษทางปากของสารฆ่าเชื้อรา 6 ชนิดที่ใช้ก่อนและระหว่างดอกแอปเปิลในความเข้มข้น 3 ระดับ (0.1X, 0.5X และ 1X โดยที่ 1X คือเครื่องหมายที่ใช้ต่อน้ำ 100 แกลลอน/เอเคอร์ ปริมาณสูงในทุ่ง = ความเข้มข้นในทุ่ง) ตารางที่ 1) แต่ละความเข้มข้นทำซ้ำ 16 ครั้ง (n = 16) สารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัส 2 ชนิด (ตาราง S1: แมนโคเซบ 2696.14 ppm และแคปแทน 2875.88 ppm) และสารฆ่าเชื้อราแบบซึม 4 ชนิด (ตาราง S1: ไพริธิโอสโตรบิน 250.14 ppm; ไตรฟลอกซีสโตรบิน 110.06 ppm; ไมโคลบูทานิลอาโซล 75 .12 ppm; ไซโพรดินิล 280.845 ppm) ต่อผลไม้ ผัก และพืชประดับ เราทำให้ละอองเรณูเป็นเนื้อเดียวกันโดยใช้เครื่องบด ถ่ายละอองเรณู 0.20 กรัมลงในหลุม (Falcon Plate 24 หลุม) และเติมและผสมสารละลายฆ่าเชื้อรา 1 μL เพื่อสร้างละอองเรณูพีระมิดที่มีหลุมลึก 1 มม. ซึ่งวางไข่ลงไป วางโดยใช้ไม้พายขนาดเล็ก (ภาพเสริม 1c,d) เก็บจาน Falcon ไว้ที่อุณหภูมิห้อง (25°C) และความชื้นสัมพัทธ์ 70% เรานำจาน Falcon มาเปรียบเทียบกับตัวอ่อนควบคุมที่ได้รับอาหารละอองเรณูที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งบำบัดด้วยน้ำบริสุทธิ์ เราบันทึกอัตราการตายและวัดน้ำหนักตัวอ่อนทุกๆ วันเว้นวันจนกว่าตัวอ่อนจะถึงวัยก่อนดักแด้โดยใช้เครื่องชั่งวิเคราะห์ (Fisher Scientific, ความแม่นยำ = 0.0001 กรัม) สุดท้าย อัตราส่วนเพศจะถูกประเมินโดยเปิดรังไหมหลังจาก 2.5 เดือน
DNA ถูกสกัดจากตัวอ่อน O. cornifrons ทั้งตัว (n = 3 ต่อสภาวะการรักษา ละอองเรณูที่ได้รับการรักษาด้วย mancozeb และไม่ได้รับการบำบัด) และเราได้ทำการวิเคราะห์ความหลากหลายของจุลินทรีย์ในตัวอย่างเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากใน mancozeb พบอัตราการตายสูงสุดในตัวอ่อนที่ได้รับ MnZn DNA ถูกขยาย ทำการทำให้บริสุทธิ์โดยใช้ชุด DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead (Zymo Research, Irvine, CA) และจัดลำดับ (600 รอบ) บน Illumina® MiSeq™ โดยใช้ชุด v3 การจัดลำดับเป้าหมายของยีน 16S ribosomal RNA ของแบคทีเรียดำเนินการโดยใช้ชุดเตรียม Quick-16S™ NGS Library (Zymo Research, Irvine, CA) โดยใช้ไพรเมอร์ที่กำหนดเป้าหมายที่บริเวณ V3-V4 ของยีน 16S rRNA นอกจากนี้ ยังได้ดำเนินการจัดลำดับ 18S โดยใช้การรวม 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 ดำเนินการโดยใช้ปลั๊กอินตัวจำแนกวัตถุ Classify-sklearn และสิ่งประดิษฐ์ silva-138-99-nb-classifier ที่ผ่านการฝึกล่วงหน้า
ข้อมูลการทดลองทั้งหมดได้รับการตรวจสอบความปกติ (Shapiro-Wilks) และความสม่ำเสมอของความแปรปรวน (การทดสอบของ Levene) เนื่องจากชุดข้อมูลไม่ตรงตามสมมติฐานของการวิเคราะห์พารามิเตอร์และการแปลงไม่สามารถทำให้ค่าที่เหลือเป็นมาตรฐานได้ เราจึงดำเนินการ ANOVA แบบสองทางที่ไม่ใช่พารามิเตอร์ (Kruskal-Wallis) โดยใช้ปัจจัยสองประการ [เวลา (จุดเวลาสามเฟส 2, 5 และ 8 วัน) และสารฆ่าเชื้อรา] เพื่อประเมินผลของการบำบัดต่อน้ำหนักสดของตัวอ่อน จากนั้นจึงทำการเปรียบเทียบแบบคู่หลังแบบไม่ใช่พารามิเตอร์โดยใช้การทดสอบ Wilcoxon เราใช้แบบจำลองเชิงเส้นทั่วไป (GLM) ที่มีการแจกแจงแบบปัวซองเพื่อเปรียบเทียบผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราต่อการอยู่รอดในความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้อราสามระดับ41,42 สำหรับการวิเคราะห์ความอุดมสมบูรณ์ที่แตกต่างกัน จำนวนของตัวแปรลำดับแอมพลิคอน (ASV) ถูกยุบที่ระดับสกุล การเปรียบเทียบความอุดมสมบูรณ์ที่แตกต่างกันระหว่างกลุ่มที่ใช้ 16S (ระดับสกุล) และความอุดมสมบูรณ์สัมพันธ์ของ 18S ดำเนินการโดยใช้แบบจำลองการบวกทั่วไปสำหรับตำแหน่ง ขนาด และรูปร่าง (GAMLSS) กับการกระจายของวงศ์ที่พองตัวเป็นศูนย์เบตา (BEZI) ซึ่งจำลองตามมาโครในไมโครไบโอม R43 (v1.1) 1) ลบสายพันธุ์ไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ออกก่อนการวิเคราะห์เชิงอนุพันธ์ เนื่องจากระดับอนุกรมวิธานของ 18S แตกต่างกัน จึงใช้เฉพาะระดับต่ำสุดของแต่ละแท็กซอนสำหรับการวิเคราะห์เชิงอนุพันธ์ การวิเคราะห์ทางสถิติทั้งหมดดำเนินการโดยใช้ R (v. 3.4.3., โปรเจ็กต์ CRAN) (ทีม 2013)
การสัมผัสกับแมนโคเซบ ไพริธิโอสโตรบิน และไตรฟลอกซีสโตรบิน ทำให้การเพิ่มของน้ำหนักตัวใน O. cornifrons ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 1) ผลกระทบเหล่านี้สังเกตได้อย่างสม่ำเสมอสำหรับขนาดยาทั้งสามขนาดที่ประเมิน (รูปที่ 1a–c) ไซโคลสโตรบินและไมโคลบูทานิลไม่ได้ทำให้ตัวอ่อนมีน้ำหนักลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
น้ำหนักสดเฉลี่ยของตัวอ่อนหนอนเจาะลำต้นวัดใน 3 จุดเวลาภายใต้การให้อาหาร 4 แบบ (อาหารเกสรที่เป็นเนื้อเดียวกัน + สารฆ่าเชื้อรา: การควบคุม ปริมาณ 0.1X, 0.5X และ 1X) (a) ปริมาณต่ำ (0.1X): จุดที่หนึ่ง (วันที่ 1): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, จุดที่หนึ่ง (วันที่ 5): 22.83, DF = 0.0009; ครั้งที่สาม; จุดที่ (วันที่ 8): χ2: 28.39, DF = 6; (b) ครึ่งปริมาณ (0.5X): จุดที่หนึ่ง (วันที่ 1): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, จุดที่หนึ่ง (วันที่หนึ่ง) ): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; จุดเวลาที่สาม (วัน 8) χ2: 16.47, DF = 6; (c) ตำแหน่งหรือปริมาณยาเต็ม (1X): จุดเวลาแรก (วัน 1) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, จุดเวลาที่สอง (วัน 5): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; จุดเวลาที่สาม (วัน 8): χ2: 28.39, DF = 6; การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบไม่ใช้พารามิเตอร์ แท่งแสดงถึงค่าเฉลี่ย ± SE ของการเปรียบเทียบเป็นคู่ (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001
เมื่อใช้ขนาดยาต่ำสุด (0.1X) น้ำหนักตัวของตัวอ่อนจะลดลง 60% ด้วยไตรฟลอกซีสโตรบิน 49% ด้วยแมนโคเซบ 48% ด้วยไมโคลบูทานิล และ 46% ด้วยไพริธิสโตรบิน (รูปที่ 1a) เมื่อได้รับขนาดยาภาคสนามครึ่งหนึ่ง (0.5X) น้ำหนักตัวของตัวอ่อนแมนโคเซบจะลดลง 86% ไพริธิโอสโตรบินลดลง 52% และไตรฟลอกซีสโตรบินลดลง 50% (รูปที่ 1b) การใช้แมนโคเซบในปริมาณเต็ม (1X) ลดน้ำหนักตัวของตัวอ่อนได้ 82% ไพริธิโอสโตรบินลดลง 70% และไตรฟลอกซีสโตรบิน ไมโคลบูทานิล และซังการ์ดลดลงประมาณ 30% (รูปที่ 1c)
อัตราการเสียชีวิตสูงสุดในกลุ่มตัวอ่อนที่ได้รับเกสรดอกไม้ที่ผสมแมนโคเซบ รองลงมาคือไพริธิโอสโตรบินและไตรฟลอกซีสโตรบิน อัตราการเสียชีวิตเพิ่มขึ้นตามปริมาณแมนโคเซบและไพริทิโซลีนที่เพิ่มขึ้น (รูปที่ 2; ตารางที่ 2) อย่างไรก็ตาม อัตราการเสียชีวิตของหนอนเจาะลำต้นข้าวโพดเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเมื่อความเข้มข้นของไตรฟลอกซีสโตรบินเพิ่มขึ้น ไซโพรดินิลและแคปแทนไม่ได้เพิ่มอัตราการเสียชีวิตอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการรักษาแบบควบคุม
เปรียบเทียบอัตราการตายของตัวอ่อนของแมลงหวี่หลังจากกินละอองเรณูที่ผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อรา 6 ชนิดที่แตกต่างกัน แมนโคเซบและเพนโทไพราไมด์มีความไวต่อการสัมผัสแมลงวันข้าวโพดทางปากมากกว่า (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (เส้น ความชัน = 0.29, P < 0.001; ความชัน = 0.24, P <0.00))
โดยเฉลี่ยแล้ว ผู้ป่วยร้อยละ 39.05 เป็นผู้หญิงและร้อยละ 60.95 เป็นผู้ชาย ในกลุ่มการรักษาแบบควบคุม สัดส่วนของผู้หญิงอยู่ที่ร้อยละ 40 ในการศึกษาทั้งแบบปริมาณยาต่ำ (0.1X) และครึ่งปริมาณ (0.5X) และร้อยละ 30 ในการศึกษาแบบปริมาณยาภาคสนาม (1X) ในกลุ่มตัวอ่อนที่เลี้ยงด้วยละอองเรณูที่ได้รับการรักษาด้วยแมนโคเซบและไมโคลบูทานิลที่ขนาดยา 0.1X พบว่าผู้ใหญ่ร้อยละ 33.33 เป็นผู้หญิง ผู้ใหญ่ร้อยละ 22 เป็นผู้หญิง ผู้ใหญ่ร้อยละ 44 เป็นผู้หญิง ผู้ใหญ่ร้อยละ 44 เป็นผู้หญิง ตัวอ่อนร้อยละ 41 เป็นผู้หญิง และกลุ่มควบคุมร้อยละ 31 (รูปที่ 3a) เมื่อใช้ขนาดยา 0.5 เท่า พบว่า 33% ของพยาธิตัวเต็มวัยในกลุ่มแมนโคเซบและไพริธิโอสโตรบินเป็นตัวเมีย 36% ในกลุ่มไตรฟลอกซีสโตรบิน 41% ในกลุ่มไมโคลบูทานิล และ 46% ในกลุ่มไซโปรสโตรบิน ตัวเลขนี้คือ 53% ในกลุ่มแคปแทน และ 38% ในกลุ่มควบคุม (รูปที่ 3b) เมื่อใช้ขนาดยา 1 เท่า 30% ของกลุ่มแมนโคเซบเป็นผู้หญิง 36% ในกลุ่มไพริธิโอสโตรบิน 44% ในกลุ่มไตรฟลอกซีสโตรบิน 38% ในกลุ่มไมโคลบูทานิล และ 50% ในกลุ่มควบคุมเป็นผู้หญิง – 38.5% (รูปที่ 3c)
เปอร์เซ็นต์ของหนอนเจาะลำต้นเพศเมียและตัวผู้หลังจากได้รับสารฆ่าเชื้อราระยะตัวอ่อน (ก) ปริมาณยาต่ำ (0.1 เท่า) (ข) ปริมาณยาครึ่งหนึ่ง (0.5 เท่า) (ค) ปริมาณยาในทุ่งนาหรือปริมาณยาเต็มจำนวน (1 เท่า)
การวิเคราะห์ลำดับเบส 16S แสดงให้เห็นว่ากลุ่มแบคทีเรียแตกต่างกันระหว่างตัวอ่อนที่ได้รับเกสรที่รักษาด้วยแมนโคเซบและตัวอ่อนที่ได้รับเกสรที่ไม่รักษา (รูปที่ 4a) ดัชนีจุลินทรีย์ของตัวอ่อนที่ไม่รักษาที่ได้รับเกสรสูงกว่าของตัวอ่อนที่ได้รับเกสรที่รักษาด้วยแมนโคเซบ (รูปที่ 4b) แม้ว่าความแตกต่างที่สังเกตได้ในความอุดมสมบูรณ์ระหว่างกลุ่มจะไม่สำคัญทางสถิติ แต่ก็ต่ำกว่าความแตกต่างที่สังเกตได้อย่างมีนัยสำคัญสำหรับตัวอ่อนที่กินเกสรที่ไม่รักษา (รูปที่ 4c) ความอุดมสมบูรณ์สัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ของตัวอ่อนที่ได้รับเกสรควบคุมมีความหลากหลายมากกว่าของตัวอ่อนที่ได้รับเกสรที่รักษาด้วยแมนโคเซบ (รูปที่ 5a) การวิเคราะห์เชิงพรรณนาเผยให้เห็นว่ามี 28 สกุลในตัวอย่างควบคุมและตัวอย่างที่ได้รับเกสรแมนโคเซบ (รูปที่ 5b) c การวิเคราะห์โดยใช้ลำดับเบส 18S ไม่พบความแตกต่างที่สำคัญ (รูปที่เสริม 2)
โปรไฟล์ SAV ที่อิงจากลำดับ 16S ถูกนำไปเปรียบเทียบกับความอุดมสมบูรณ์ของ Shannon และความอุดมสมบูรณ์ที่สังเกตได้ในระดับไฟลัม (a) การวิเคราะห์พิกัดหลัก (PCoA) ที่อิงจากโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์โดยรวมในตัวอ่อนที่เลี้ยงด้วยละอองเรณูที่ไม่ได้รับการรักษาหรือตัวอ่อนควบคุม (สีน้ำเงิน) และตัวอ่อนที่เลี้ยงด้วยแมนโคเซบ (สีส้ม) จุดข้อมูลแต่ละจุดแสดงถึงตัวอย่างที่แยกจากกัน PCoA ถูกคำนวณโดยใช้ระยะทาง Bray-Curtis ของการแจกแจง t แบบหลายตัวแปร วงรีแสดงถึงระดับความเชื่อมั่น 80% (b) แผนภูมิกล่อง ข้อมูลความมั่งคั่งของ Shannon ดิบ (จุด) และ c ความมั่งคั่งที่สังเกตได้ แผนภูมิกล่องแสดงกล่องสำหรับเส้นมัธยฐาน ช่วงควอร์ไทล์ (IQR) และ 1.5 × IQR (n = 3)
องค์ประกอบของชุมชนจุลินทรีย์ของตัวอ่อนที่กินละอองเรณูที่รักษาด้วยแมนโคเซบและไม่รักษา (ก) ความอุดมสมบูรณ์สัมพันธ์ของสกุลจุลินทรีย์อ่านได้ในตัวอ่อน (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
ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการได้รับสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัส (แมนโคเซบ) และแบบระบบ (ไพโรสโตรบินและไตรฟลอกซีสโตรบิน) ทางปาก ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงออกดอก ช่วยลดการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักและเพิ่มอัตราการตายของตัวอ่อนข้าวโพดได้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ แมนโคเซบยังลดความหลากหลายและความอุดมสมบูรณ์ของไมโครไบโอมได้อย่างมีนัยสำคัญในระยะก่อนดักแด้ ไมโคลบูทานิล ซึ่งเป็นสารฆ่าเชื้อราแบบระบบอีกชนิดหนึ่ง ช่วยลดการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักตัวของตัวอ่อนได้อย่างมีนัยสำคัญในทั้งสามขนาดยา ผลกระทบนี้เห็นได้ชัดเจนในช่วงเวลาที่สอง (วันที่ 5) และที่สาม (วันที่ 8) ในทางตรงกันข้าม ไซโพรดินิลและแคปแทนไม่ได้ลดน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นหรืออัตราการรอดชีวิตลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม เท่าที่เราทราบ งานวิจัยนี้เป็นงานแรกที่ตรวจสอบผลกระทบของอัตราการใช้สารฆ่าเชื้อราในทุ่งนาต่างๆ ที่ใช้เพื่อปกป้องพืชผลข้าวโพดผ่านการสัมผัสกับละอองเรณูโดยตรง
การรักษาด้วยสารป้องกันเชื้อราทั้งหมดลดน้ำหนักตัวได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการรักษาด้วยยาควบคุม แมนโคเซบมีผลดีที่สุดต่อการเพิ่มน้ำหนักตัวของตัวอ่อน โดยลดลงโดยเฉลี่ย 51% รองลงมาคือไพริธิโอสโตรบิน อย่างไรก็ตาม การศึกษาวิจัยอื่นๆ ไม่ได้รายงานผลเสียของการใช้สารป้องกันเชื้อราในทุ่งนาต่อระยะตัวอ่อน44 แม้ว่าสารฆ่าเชื้อไดไธโอคาร์บาเมตจะแสดงให้เห็นว่ามีพิษเฉียบพลันต่ำ45 แต่เอทิลีนบิสไดไธโอคาร์บาเมต (EBDCS) เช่น แมนโคเซบ สามารถสลายตัวเป็นยูเรียเอทิลีนซัลไฟด์ได้ เมื่อพิจารณาจากผลการกลายพันธุ์ในสัตว์อื่น ผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายนี้อาจรับผิดชอบต่อผลกระทบที่สังเกตได้46,47 การศึกษาวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการก่อตัวของเอทิลีนไทโอยูเรียได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิที่สูงขึ้น48 ระดับความชื้น49 และระยะเวลาในการจัดเก็บผลิตภัณฑ์50 สภาวะการจัดเก็บที่เหมาะสมสำหรับสารฆ่าเชื้อสามารถบรรเทาผลข้างเคียงเหล่านี้ได้ นอกจากนี้ สำนักงานความปลอดภัยทางอาหารแห่งยุโรปยังแสดงความกังวลเกี่ยวกับความเป็นพิษของไพริไทโอไพด์ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นสารก่อมะเร็งต่อระบบย่อยอาหารของสัตว์อื่น51
การให้แมนโคเซบ ไพริธิโอสโตรบิน และไตรฟลอกซีสโตรบินทางปากทำให้ตัวอ่อนของหนอนเจาะลำต้นข้าวโพดตายเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม ไมโคลบูทานิล ซิโปรไซคลิน และแคปแทนไม่มีผลต่อการตาย ผลลัพธ์เหล่านี้แตกต่างจากผลลัพธ์ของ Ladurner et al.52 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแคปแทนช่วยลดอัตราการรอดชีวิตของ O. lignaria และ Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) ที่โตเต็มวัยได้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ ยังพบว่าสารป้องกันเชื้อรา เช่น แคปแทนและบอสคาลิด ทำให้เกิดการตายของตัวอ่อน52,53,54 หรือเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการกินอาหาร55 การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจส่งผลต่อคุณภาพทางโภชนาการของละอองเรณู และท้ายที่สุดคือพลังงานที่ได้รับในระยะตัวอ่อน การเสียชีวิตที่สังเกตได้ในกลุ่มควบคุมสอดคล้องกับการศึกษาวิจัยอื่นๆ56,57
อัตราส่วนเพศที่เอื้อต่อตัวผู้ซึ่งสังเกตพบในงานของเรานั้นอาจอธิบายได้จากปัจจัยต่างๆ เช่น การผสมพันธุ์ไม่เพียงพอและสภาพอากาศที่ไม่ดีในช่วงออกดอก ดังที่ Vicens และ Bosch เสนอไว้ก่อนหน้านี้สำหรับ O. cornuta แม้ว่าตัวเมียและตัวผู้ในงานศึกษาของเราจะมีเวลาผสมพันธุ์ 4 วัน (โดยทั่วไปแล้วถือว่าระยะเวลานี้เพียงพอสำหรับการผสมพันธุ์ที่ประสบความสำเร็จ) แต่เราได้ลดความเข้มของแสงลงโดยเจตนาเพื่อลดความเครียด อย่างไรก็ตาม การปรับเปลี่ยนนี้อาจรบกวนกระบวนการผสมพันธุ์โดยไม่ได้ตั้งใจ61 นอกจากนี้ ผึ้งยังต้องเผชิญกับสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยหลายวัน เช่น ฝนตกและอุณหภูมิต่ำ (<5°C) ซึ่งอาจส่งผลเชิงลบต่อความสำเร็จในการผสมพันธุ์ได้เช่นกัน4,23
แม้ว่าการศึกษาของเราจะเน้นที่ไมโครไบโอมของตัวอ่อนทั้งหมด แต่ผลลัพธ์ของเราให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความสัมพันธ์ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างชุมชนแบคทีเรียที่อาจมีความสำคัญต่อโภชนาการของผึ้งและการสัมผัสกับสารฆ่าเชื้อรา ตัวอย่างเช่น ตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่รักษาด้วยแมนโคเซบมีโครงสร้างและความอุดมสมบูรณ์ของชุมชนจุลินทรีย์ที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ไม่รักษา ในตัวอ่อนที่กินละอองเรณูที่ไม่รักษา กลุ่มแบคทีเรียโปรตีโอแบคทีเรียและแอคติโนแบคทีเรียเป็นกลุ่มที่โดดเด่นและส่วนใหญ่ใช้ออกซิเจนหรือออกซิเจนได้ตามต้องการ แบคทีเรียเดลฟต์ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับผึ้งสายพันธุ์เดี่ยวเป็นที่ทราบกันว่ามีฤทธิ์ในการปฏิสนธิ ซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทในการปกป้องที่อาจเกิดขึ้นต่อเชื้อก่อโรค แบคทีเรียสายพันธุ์อื่นคือ Pseudomonas มีมากในตัวอ่อนที่ได้รับละอองเรณูที่ไม่รักษา แต่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในตัวอ่อนที่ได้รับแมนโคเซบ ผลลัพธ์ของเราสนับสนุนการศึกษาก่อนหน้านี้ที่ระบุ Pseudomonas เป็นหนึ่งในสกุลที่พบมากที่สุดใน O. bicornis35 และตัวต่อเดี่ยวอื่นๆ34 แม้ว่าจะยังไม่มีการศึกษาหลักฐานการทดลองสำหรับบทบาทของ Pseudomonas ต่อสุขภาพของ O. cornifrons แต่แบคทีเรียชนิดนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถส่งเสริมการสังเคราะห์สารพิษป้องกันในด้วง Paederus fuscipes และส่งเสริมการเผาผลาญอาร์จินีนในหลอดทดลอง 35, 65 การสังเกตเหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงบทบาทที่เป็นไปได้ในการป้องกันไวรัสและแบคทีเรียในระหว่างช่วงการพัฒนาของตัวอ่อนของ O. cornifrons ไมโครแบคทีเรียมเป็นอีกสกุลหนึ่งที่ระบุในการศึกษาของเราซึ่งมีรายงานว่ามีอยู่เป็นจำนวนมากในตัวอ่อนของแมลงวันลายดำภายใต้สภาวะอดอาหาร66 ในตัวอ่อนของ O. cornifrons ไมโครแบคทีเรียอาจช่วยสร้างสมดุลและความยืดหยุ่นของไมโครไบโอมในลำไส้ภายใต้สภาวะเครียด นอกจากนี้ ยังพบ Rhodococcus ในตัวอ่อนของ O. cornifrons และเป็นที่รู้จักในด้านความสามารถในการกำจัดสารพิษ67 สกุลนี้ยังพบในลำไส้ของ A. florea ด้วย แต่มีปริมาณน้อยมาก68 ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมหลายรูปแบบในกลุ่มจุลินทรีย์จำนวนมากที่สามารถเปลี่ยนแปลงกระบวนการเผาผลาญในตัวอ่อน อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับความหลากหลายในการทำงานของ O. cornifrons
โดยสรุป ผลการศึกษาบ่งชี้ว่าแมนโคเซบ ไพริธิโอสโตรบิน และไตรฟลอกซีสโตรบินช่วยลดการเพิ่มน้ำหนักตัวและเพิ่มอัตราการตายของตัวอ่อนของหนอนเจาะลำต้นข้าวโพด แม้ว่าจะมีความกังวลเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราต่อแมลงผสมเกสร แต่ก็มีความจำเป็นต้องทำความเข้าใจผลกระทบของสารเมตาบอไลต์ที่เหลือของสารประกอบเหล่านี้ให้ดีขึ้น ผลลัพธ์เหล่านี้สามารถนำไปรวมไว้ในคำแนะนำสำหรับโปรแกรมการจัดการแมลงผสมเกสรแบบบูรณาการที่ช่วยให้เกษตรกรหลีกเลี่ยงการใช้สารฆ่าเชื้อราบางชนิดก่อนและระหว่างการออกดอกของต้นไม้ผลไม้ได้ โดยการเลือกสารฆ่าเชื้อราและเปลี่ยนเวลาการฉีดพ่น หรือโดยสนับสนุนการใช้ทางเลือกที่เป็นอันตรายน้อยกว่า 36 ข้อมูลนี้มีความสำคัญในการพัฒนาคำแนะนำเกี่ยวกับการใช้สารกำจัดศัตรูพืช เช่น การปรับโปรแกรมการฉีดพ่นที่มีอยู่และการเปลี่ยนเวลาการฉีดพ่นเมื่อเลือกสารฆ่าเชื้อราหรือส่งเสริมการใช้ทางเลือกที่เป็นอันตรายน้อยกว่า จำเป็นต้องมีการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลเสียของสารฆ่าเชื้อราต่ออัตราส่วนเพศ พฤติกรรมการกิน จุลินทรีย์ในลำไส้ และกลไกระดับโมเลกุลที่อยู่เบื้องหลังการสูญเสียน้ำหนักและอัตราการตายของหนอนเจาะลำต้นข้าวโพด
ข้อมูลต้นฉบับ 1, 2 และ 3 ในรูปที่ 1 และ 2 ได้ถูกฝากไว้ในคลังข้อมูล DOI ของ figshare: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 และ https://doi.org/10.6084/m9. figshare.24996233 ลำดับที่วิเคราะห์ในการศึกษาปัจจุบัน (รูปที่ 4 และ 5) มีอยู่ในคลังข้อมูล SRA ของ NCBI ภายใต้หมายเลขเข้าถึง PRJNA1023565
Bosch, J. และ Kemp, WP การพัฒนาและการสร้างสายพันธุ์ผึ้งเพื่อใช้เป็นแมลงผสมเกสรของพืชผลทางการเกษตร: ตัวอย่างของสกุล Osmia (Hymenoptera: Megachilidae) และต้นไม้ผลไม้ วัว Ntomore ทรัพยากร 92, 3–16 (2002)
Parker, MG และคณะ แนวทางการผสมเกสรและการรับรู้เกี่ยวกับแมลงผสมเกสรทางเลือกในหมู่ผู้ปลูกแอปเปิลในนิวยอร์กและเพนซิลเวเนีย อัปเดต การเกษตร 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. ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศต่อสรีรวิทยาของ tragopan: นัยสำหรับการจัดการประชากร Climb. Change 150, 305–317 (2018)
Artz, DR และ Pitts-Singer, TL ผลของสารฆ่าเชื้อราและสารเสริมฤทธิ์ต่อพฤติกรรมการทำรังของผึ้งเดี่ยวที่ได้รับการจัดการ 2 ชนิด (Osmia lignaria และ Megachile rotundata) PloS One 10, e0135688 (2015)
Beauvais, S. et al. สารฆ่าเชื้อราในพืชที่มีพิษต่ำ (เฟนบูโคนาโซล) ขัดขวางสัญญาณคุณภาพการสืบพันธุ์ของตัวผู้ ส่งผลให้ความสำเร็จในการผสมพันธุ์ลดลงในผึ้งป่าที่อยู่โดดเดี่ยว J. Apps. ecology. 59, 1596–1607 (2022)
Sgolastra F. et al. ยาฆ่าแมลงนีโอนิโคตินอยด์และการสังเคราะห์เออร์โกสเตอรอลยับยั้งการตายของสารฆ่าเชื้อราที่มีฤทธิ์เสริมฤทธิ์กันในผึ้งสามสายพันธุ์ 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 จุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ร่วมกันในละอองเรณูหมักมีความสำคัญต่อการพัฒนาของผึ้งโดดเดี่ยวเช่นเดียวกับละอองเรณูเอง นิเวศวิทยา วิวัฒนาการ 12. e8788 (2022)
Kelderer M, Manici LM, Caputo F และ Thalheimer M. การปลูกสลับแถวในสวนแอปเปิลเพื่อควบคุมโรคจากการหว่านซ้ำ: การศึกษาประสิทธิผลในทางปฏิบัติโดยอาศัยตัวบ่งชี้จุลินทรีย์ Plant Soil 357, 381–393 (2012)
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG และ Peter KA โรคเน่าเปื่อยของแอปเปิลในแถบมิดแอตแลนติก สหรัฐอเมริกา: การประเมินสายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรคและอิทธิพลของสภาพอากาศในภูมิภาคและความอ่อนไหวของพันธุ์ปลูก Phytopathology 111, 966–981 (2021)
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK. และ Stanley DA สารฆ่าเชื้อรา สารกำจัดวัชพืช และผึ้ง: การทบทวนอย่างเป็นระบบของการวิจัยและวิธีการที่มีอยู่ PLoS One 14, e0225743 (2019)
Pilling, ED และ Jepson, PC ผลเสริมฤทธิ์ของสารฆ่าเชื้อรา EBI และยาฆ่าแมลงไพรีทรอยด์ต่อผึ้ง (Apis mellifera) ศัตรูพืช วิทยาศาสตร์ 39, 293–297 (1993)
Mussen, EC, Lopez, JE และ Peng, CY ผลของสารฆ่าเชื้อราที่เลือกต่อการเจริญเติบโตและการพัฒนาของตัวอ่อนผึ้ง Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) วันพุธ Ntomore. 33, 1151-1154 (2004)
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D. และ McArt, S. คู่มือการตัดสินใจในการใช้ยาฆ่าแมลงเพื่อปกป้องแมลงผสมเกสรในสวนผลไม้ (มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์, 2561)
Iwasaki, JM และ Hogendoorn, K. การสัมผัสผึ้งกับสารที่ไม่ใช่ยาฆ่าแมลง: การทบทวนวิธีการและผลลัพธ์ที่รายงาน เกษตรกรรม ระบบนิเวศ วันพุธ 314, 107423 (2021)
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA. และ Pitts-Singer TL ผลของประเภทอุปทานและการสัมผัสกับยาฆ่าแมลงต่อการพัฒนาตัวอ่อนของ Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae) วันพุธ Ntomore. 51, 240–251 (2022)
Kopit AM และ Pitts-Singer TL เส้นทางการสัมผัสยาฆ่าแมลงต่อผึ้งที่รังว่างเดี่ยว วันพุธ Ntomore 47, 499–510 (2018)
Pan, NT et al. โปรโตคอลการทดสอบทางชีวภาพการกลืนกินแบบใหม่เพื่อประเมินความเป็นพิษของยาฆ่าแมลงในผึ้งสวนญี่ปุ่นตัวเต็มวัย (Osmia cornifrons) วิทยาศาสตร์ รายงาน 10, 9517 (2020)