การเสริมสารฆ่าเชื้อราจะลดปริมาณพลังงานสุทธิที่ได้รับและความหลากหลายของจุลินทรีย์ในผึ้งช่างไม้ที่อยู่โดดเดี่ยว

ขอบคุณที่เข้าชม Nature.com เบราว์เซอร์ที่คุณใช้อยู่มีการรองรับ CSS ที่จำกัด เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์เวอร์ชันใหม่กว่า (หรือปิดโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าเว็บไซต์จะได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจึงแสดงเว็บไซต์โดยไม่มีการจัดรูปแบบหรือ JavaScript
สารฆ่าเชื้อรา มักถูกใช้ในช่วงที่ไม้ผลกำลังออกดอก และอาจเป็นอันตรายต่อแมลงผสมเกสร อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับปฏิกิริยาของแมลงผสมเกสรที่ไม่ใช่ผึ้ง (เช่น ผึ้งเดี่ยว Osmia cornifrons) ต่อสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสและแบบดูดซึมที่ใช้กันทั่วไปกับแอปเปิลในช่วงออกดอก ช่องว่างความรู้ดังกล่าวจำกัดการตัดสินใจด้านกฎระเบียบในการกำหนดความเข้มข้นที่ปลอดภัยและช่วงเวลาที่เหมาะสมในการฉีดพ่นสารฆ่าเชื้อรา เราได้ประเมินผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัส 2 ชนิด (captan และ mancozeb) และสารฆ่าเชื้อราแบบแทรกซึม/ระบบพืช 4 ชนิด (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobin และ trifloxystrobin) ต่อการเพิ่มน้ำหนักตัว การอยู่รอด อัตราส่วนเพศ และความหลากหลายของแบคทีเรีย การประเมินดำเนินการโดยใช้การทดสอบทางชีวภาพแบบเรื้อรังโดยการให้กินละอองเกสร โดยให้ละอองเกสรใน 3 ขนาดตามที่แนะนำสำหรับการใช้งานในแปลง (1X) ครึ่งขนาด (0.5X) และขนาดต่ำ (0.1X) สาร mancozeb และ pyritisoline ทุกขนาดลดน้ำหนักตัวและการอยู่รอดของตัวอ่อนอย่างมีนัยสำคัญ จากนั้นเราได้ทำการจัดลำดับยีน 16S เพื่อศึกษาแบคทีเรียในตัวอ่อนที่ได้รับสารแมนโคเซบ ซึ่งเป็นสารฆ่าเชื้อราที่ก่อให้เกิดอัตราการตายสูงสุด เราพบว่าความหลากหลายและปริมาณของแบคทีเรียลดลงอย่างมีนัยสำคัญในตัวอ่อนที่กินละอองเกสรที่ได้รับการบำบัดด้วยแมนโคเซบ ผลการทดลองในห้องปฏิบัติการของเราบ่งชี้ว่าการฉีดพ่นสารฆ่าเชื้อราบางชนิดในช่วงออกดอกนั้นเป็นอันตรายต่อสุขภาพของ O. cornifrons อย่างยิ่ง ข้อมูลนี้มีความสำคัญต่อการตัดสินใจด้านการจัดการในอนาคตเกี่ยวกับการใช้ผลิตภัณฑ์ป้องกันไม้ผลอย่างยั่งยืน และเป็นพื้นฐานสำหรับกระบวนการกำกับดูแลที่มุ่งปกป้องแมลงผสมเกสร
ผึ้งช่างก่ออิฐเดี่ยว Osmia cornifrons (Hymenoptera: Megachilidae) ถูกนำเข้ามาในสหรัฐอเมริกาจากญี่ปุ่นในช่วงปลายทศวรรษ 1970 และต้นทศวรรษ 1980 และตั้งแต่นั้นมาสายพันธุ์นี้ก็มีบทบาทสำคัญในการผสมเกสรในระบบนิเวศที่ได้รับการจัดการ ประชากรผึ้งชนิดนี้ที่ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมแล้วเป็นส่วนหนึ่งของผึ้งป่าประมาณ 50 สายพันธุ์ที่ช่วยเสริมการผสมเกสรของผึ้งในสวนอัลมอนด์และแอปเปิลในสหรัฐอเมริกา2,3 ผึ้งช่างก่ออิฐเผชิญกับความท้าทายหลายประการ รวมถึงการแตกแยกของถิ่นที่อยู่ เชื้อโรค และยาฆ่าแมลง3,4 ในบรรดายาฆ่าแมลง ยาฆ่าเชื้อราจะลดการได้รับพลังงาน การหาอาหาร5 และการปรับสภาพร่างกาย6,7 แม้ว่างานวิจัยล่าสุดจะชี้ให้เห็นว่าสุขภาพของผึ้งช่างก่ออิฐได้รับอิทธิพลโดยตรงจากจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ร่วมกันและจุลินทรีย์ภายนอกร่างกาย8,9 เนื่องจากแบคทีเรียและเชื้อราสามารถส่งผลต่อโภชนาการและการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน ผลกระทบของการสัมผัสยาฆ่าเชื้อราต่อความหลากหลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์ในผึ้งช่างก่ออิฐจึงเพิ่งเริ่มมีการศึกษา
สารฆ่าเชื้อราที่มีผลกระทบหลากหลาย (ทั้งแบบสัมผัสและแบบดูดซึม) จะถูกฉีดพ่นในสวนผลไม้ก่อนและระหว่างการออกดอกเพื่อรักษาโรคต่างๆ เช่น โรคสะเก็ดแอปเปิล โรคเน่าขม โรคเน่าสีน้ำตาล และโรคราแป้ง10,11 สารฆ่าเชื้อราถือว่าไม่เป็นอันตรายต่อแมลงผสมเกสร ดังนั้นจึงแนะนำให้ชาวสวนใช้ในช่วงออกดอก การสัมผัสและการกินสารฆ่าเชื้อราเหล่านี้โดยผึ้งเป็นที่รู้จักกันดีพอสมควร เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการขึ้นทะเบียนสารกำจัดศัตรูพืชโดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาและหน่วยงานกำกับดูแลระดับชาติอื่นๆ อีกมากมาย12,13,14 อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราต่อสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่ผึ้งนั้นเป็นที่รู้จักน้อยกว่า เนื่องจากไม่ได้เป็นข้อกำหนดภายใต้ข้อตกลงการอนุญาตทางการตลาดในสหรัฐอเมริกา15 นอกจากนี้ โดยทั่วไปแล้วไม่มีโปรโตคอลมาตรฐานสำหรับการทดสอบผึ้งแต่ละตัว16,17 และการรักษาฝูงผึ้งที่ให้ผึ้งสำหรับการทดสอบนั้นเป็นเรื่องท้าทาย18 การทดลองเลี้ยงผึ้งสายพันธุ์ต่างๆ ที่ได้รับการจัดการกำลังดำเนินการเพิ่มมากขึ้นในยุโรปและสหรัฐอเมริกา เพื่อศึกษาผลกระทบของยาฆ่าแมลงต่อผึ้งป่า และเมื่อเร็วๆ นี้ได้มีการพัฒนาโปรโตคอลมาตรฐานสำหรับ O. cornifrons19 แล้ว
ผึ้งเขาเป็นผึ้งโมโนไซต์และถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ในฟาร์มปลาคาร์พเพื่อเป็นอาหารเสริมหรือทดแทนผึ้งน้ำผึ้ง ผึ้งเหล่านี้จะออกมาในช่วงเดือนมีนาคมถึงเมษายน โดยตัวผู้จะออกมาเร็วกว่าตัวเมียประมาณสามถึงสี่วัน หลังจากผสมพันธุ์แล้ว ตัวเมียจะเก็บเกสรและน้ำหวานอย่างแข็งขันเพื่อสร้างรังตัวอ่อนหลายเซลล์ภายในโพรงรังรูปทรงกระบอก (ธรรมชาติหรือที่สร้างขึ้น)1,20 ไข่จะถูกวางบนเกสรภายในเซลล์ จากนั้นตัวเมียจะสร้างผนังดินเหนียวก่อนที่จะเตรียมเซลล์ถัดไป ตัวอ่อนระยะแรกจะถูกห่อหุ้มด้วยคอเรียนและกินของเหลวในตัวอ่อน ตั้งแต่ระยะที่สองถึงระยะที่ห้า (ดักแด้) ตัวอ่อนจะกินเกสร22 เมื่อเกสรหมดลง ตัวอ่อนจะสร้างรังไหม เข้าดักแด้ และออกมาเป็นตัวเต็มวัยในห้องตัวอ่อนเดียวกัน โดยปกติในช่วงปลายฤดูร้อน20,23 ตัวเต็มวัยจะออกมาในฤดูใบไม้ผลิถัดไป การอยู่รอดของตัวเต็มวัยมีความสัมพันธ์กับการได้รับพลังงานสุทธิ (การเพิ่มน้ำหนัก) โดยอิงจากการบริโภคอาหาร ดังนั้น คุณภาพทางโภชนาการของละอองเกสร รวมถึงปัจจัยอื่นๆ เช่น สภาพอากาศ หรือการสัมผัสกับยาฆ่าแมลง ล้วนเป็นตัวกำหนดการอยู่รอดและสุขภาพ24
สารฆ่าแมลงและสารฆ่าเชื้อราที่ใช้ก่อนการออกดอกสามารถเคลื่อนที่ภายในท่อลำเลียงของพืชได้ในระดับที่แตกต่างกัน ตั้งแต่แบบผ่านใบ (เช่น สามารถเคลื่อนที่จากผิวใบด้านบนไปยังผิวใบด้านล่าง เช่นเดียวกับสารฆ่าเชื้อราบางชนิด) 25 ไปจนถึงผลกระทบแบบทั่วระบบ ซึ่งสามารถแทรกซึมเข้าไปในส่วนยอดจากราก และสามารถเข้าไปในน้ำหวานของดอกแอปเปิลได้ 26 ซึ่งสามารถฆ่าผึ้ง O. cornifrons ตัวเต็มวัยได้ 27 สารกำจัดศัตรูพืชบางชนิดยังซึมเข้าไปในละอองเกสร ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของตัวอ่อนข้าวโพดและทำให้ตายได้ 19 การศึกษาอื่นๆ แสดงให้เห็นว่าสารฆ่าเชื้อราบางชนิดสามารถเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการทำรังของสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องอย่าง O. lignaria ได้อย่างมีนัยสำคัญ 28 นอกจากนี้ การศึกษาในห้องปฏิบัติการและภาคสนามที่จำลองสถานการณ์การสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืช (รวมถึงสารฆ่าเชื้อรา) แสดงให้เห็นว่าสารกำจัดศัตรูพืชส่งผลเสียต่อสรีรวิทยา 22 สัณฐานวิทยา 29 และการอยู่รอดของผึ้งน้ำผึ้งและผึ้งเดี่ยวบางชนิด สเปรย์ฆ่าเชื้อราหลายชนิดที่ฉีดพ่นลงบนดอกไม้ที่บานแล้วโดยตรงในระหว่างการออกดอก อาจปนเปื้อนละอองเกสรที่ตัวเต็มวัยเก็บรวบรวมไว้เพื่อการพัฒนาของตัวอ่อน ซึ่งผลกระทบดังกล่าวยังคงต้องได้รับการศึกษาต่อไป30
เป็นที่ยอมรับกันมากขึ้นว่าการพัฒนาของตัวอ่อนได้รับอิทธิพลจากละอองเกสรและชุมชนจุลินทรีย์ในระบบย่อยอาหาร ไมโครไบโอมของผึ้งมีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น มวลร่างกาย31 การเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึม22 และความอ่อนแอต่อเชื้อโรค32 การศึกษาในอดีตได้ตรวจสอบอิทธิพลของระยะการพัฒนา สารอาหาร และสภาพแวดล้อมต่อไมโครไบโอมของผึ้งเดี่ยว การศึกษาเหล่านี้เผยให้เห็นความคล้ายคลึงกันในโครงสร้างและความอุดมสมบูรณ์ของไมโครไบโอมของตัวอ่อนและละอองเกสร33 รวมถึงสกุลแบคทีเรียที่พบได้บ่อยที่สุดอย่าง Pseudomonas และ Delftia ในบรรดาผึ้งเดี่ยวชนิดต่างๆ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าสารฆ่าเชื้อราจะเกี่ยวข้องกับกลยุทธ์ในการปกป้องสุขภาพของผึ้ง แต่ผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราต่อไมโครไบโอตาของตัวอ่อนผ่านการสัมผัสทางปากโดยตรงยังคงไม่ได้รับการสำรวจ
การศึกษานี้ทดสอบผลกระทบของปริมาณสารฆ่าเชื้อรา 6 ชนิดที่ใช้กันทั่วไปซึ่งขึ้นทะเบียนสำหรับใช้กับไม้ผลในสหรัฐอเมริกา ในปริมาณที่ใช้ได้จริง รวมถึงสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสและแบบดูดซึม ที่ให้ทางปากแก่ตัวอ่อนของหนอนผีเสื้อข้าวโพดที่กินจากอาหารที่ปนเปื้อน เราพบว่าสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสและแบบดูดซึมลดการเพิ่มน้ำหนักตัวของผึ้งและเพิ่มอัตราการตาย โดยผลกระทบที่รุนแรงที่สุดเกี่ยวข้องกับแมนโคเซบและไพริไธโอไพด์ จากนั้นเราได้เปรียบเทียบความหลากหลายทางจุลชีววิทยาของตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ที่ได้รับการบำบัดด้วยแมนโคเซบกับตัวอ่อนที่กินอาหารควบคุม เราได้อภิปรายกลไกที่เป็นไปได้ที่อยู่เบื้องหลังการตายและผลกระทบต่อโปรแกรมการจัดการศัตรูพืชและแมลงผสมเกสรแบบบูรณาการ (IPPM)36
ผึ้ง O. cornifrons ตัวเต็มวัยที่จำศีลในรังไหม ได้รับมาจากศูนย์วิจัยผลไม้ บิกล์วิลล์ รัฐเพนซิลเวเนีย และเก็บรักษาไว้ที่อุณหภูมิ -3 ถึง 2°C (±0.3°C) ก่อนการทดลอง (รังไหมทั้งหมด 600 รัง) ในเดือนพฤษภาคม 2022 รังไหม O. cornifrons จำนวน 100 รังถูกย้ายทุกวันไปยังถ้วยพลาสติก (50 รังต่อถ้วย ขนาด 5 ซม. × 15 ซม.) และวางผ้าเช็ดทำความสะอาดไว้ภายในถ้วยเพื่อกระตุ้นให้รังไหมเปิดออกและเป็นวัสดุที่ผึ้งสามารถกัดแทะได้ ลดความเครียดของผึ้งหิน37 วางถ้วยพลาสติกสองใบที่มีรังไหมอยู่ในกรงแมลง (30 × 30 × 30 ซม. บริษัท BugDorm MegaView Science จำกัด ประเทศไต้หวัน) พร้อมกับภาชนะให้อาหารขนาด 10 มล. ที่บรรจุสารละลายซูโครส 50% และเก็บไว้เป็นเวลาสี่วันเพื่อให้แน่ใจว่ารังไหมปิดสนิทและผสมพันธุ์กัน ที่อุณหภูมิ 23°C ความชื้นสัมพัทธ์ 60% ช่วงแสง 10 ลูเมน (ความเข้มต่ำ): 14 วัน ปล่อยตัวเมียและตัวผู้ที่ผสมพันธุ์แล้วจำนวน 100 ตัวทุกเช้าเป็นเวลาหกวัน (วันละ 100 ตัว) ลงในรังเทียมสองรังในช่วงที่แอปเปิลออกดอกเต็มที่ (รังดักจับ: กว้าง 33.66 × สูง 30.48 × ยาว 46.99 ซม.; ภาพประกอบเพิ่มเติมที่ 1) ตั้งอยู่ที่สวนพฤกษศาสตร์แห่งรัฐเพนซิลเวเนีย ใกล้กับต้นเชอร์รี่ (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), ต้นพีช (Prunus persica 'Contender'), Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), ต้นลูกแพร์ (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), ต้นแอปเปิลโคโรนาเรีย (Malus coronaria) และแอปเปิลหลากหลายสายพันธุ์ (Malus coronaria, Malus), แอปเปิลพันธุ์พื้นเมือง 'Co-op 30′ Enterprise™, แอปเปิล Malus 'Co-Op 31′ Winecrisp™, ต้นเบโกเนีย 'Freedom', Begonia 'Golden Delicious', Begonia 'Nova Spy') บ้านนกพลาสติกสีฟ้าแต่ละหลังวางอยู่บนกล่องไม้สองกล่อง แต่ละกล่องรังประกอบด้วยท่อกระดาษคราฟท์เปล่า 800 ท่อ (แบบเกลียวเปิด เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 0.8 ซม. × ความยาว 15 ซม.) (บริษัท Jonesville Paper Tube Co., มิชิแกน) สอดเข้าไปในท่อเซลโลเฟนทึบแสง (เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 0.7 ซม. ดูปลั๊กพลาสติก (ปลั๊ก T-1X)) เพื่อเป็นที่ทำรัง
รังทั้งสองหันหน้าไปทางทิศตะวันออกและคลุมด้วยรั้วพลาสติกสีเขียวสำหรับสวน (รุ่น Everbilt #889250EB12 ขนาดช่องเปิด 5 × 5 ซม. ยาว 0.95 ม. × กว้าง 100 ม.) เพื่อป้องกันหนูและนกเข้า และวางไว้บนผิวดินข้างๆ รัง (ภาพประกอบเพิ่มเติม 1a) เก็บไข่หนอนเจาะข้าวโพดทุกวันโดยเก็บหลอดทดลอง 30 หลอดจากรังและนำส่งห้องปฏิบัติการ ใช้กรรไกรตัดที่ปลายหลอด จากนั้นแยกหลอดทดลองแบบเกลียวออกเพื่อเปิดเผยเซลล์ตัวอ่อน นำไข่แต่ละฟองและละอองเกสรออกโดยใช้ไม้พายโค้ง (ชุดเครื่องมือ Microslide, BioQuip Products Inc., แคลิฟอร์เนีย) นำไข่ไปฟักบนกระดาษกรองชื้นและวางในจานเพาะเชื้อเป็นเวลา 2 ชั่วโมงก่อนนำไปใช้ในการทดลอง (ภาพประกอบเพิ่มเติม 1b-d)
ในห้องปฏิบัติการ เราได้ประเมินความเป็นพิษทางปากของสารฆ่าเชื้อรา 6 ชนิด ที่ใช้ก่อนและระหว่างการออกดอกของแอปเปิลที่ความเข้มข้น 3 ระดับ (0.1X, 0.5X และ 1X โดยที่ 1X คือปริมาณที่ใช้ต่อน้ำ 100 แกลลอนต่อไร่ ปริมาณการใช้ในแปลงสูง = ความเข้มข้นในแปลง) (ตารางที่ 1) แต่ละความเข้มข้นทำซ้ำ 16 ครั้ง (n = 16) ศึกษาความเป็นพิษของสารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัส 2 ชนิด (ตาราง S1: mancozeb 2696.14 ppm และ captan 2875.88 ppm) และสารฆ่าเชื้อราแบบดูดซึม 4 ชนิด (ตาราง S1: pyrithiostrobin 250.14 ppm; trifloxystrobin 110.06 ppm; myclobutanil azole 75.12 ppm; cyprodinil 280.845 ppm) ต่อผลไม้ ผัก และไม้ประดับ เราบดละอองเกสรให้เป็นเนื้อเดียวกันโดยใช้เครื่องบด จากนั้นถ่ายละอองเกสร 0.20 กรัมลงในหลุม (จานเพาะเลี้ยงฟอลคอน 24 หลุม) และเติมสารละลายฆ่าเชื้อรา 1 ไมโครลิตร แล้วผสมให้เข้ากันจนได้ละอองเกสรทรงพีระมิด โดยวางไข่ลงในหลุมลึก 1 มิลลิเมตร ใช้ไม้พายขนาดเล็กตักไข่ใส่ลงไป (ภาพประกอบเพิ่มเติม 1c,d) เก็บจานเพาะเลี้ยงฟอลคอนไว้ที่อุณหภูมิห้อง (25°C) และความชื้นสัมพัทธ์ 70% เราเปรียบเทียบกับตัวอ่อนกลุ่มควบคุมที่ได้รับอาหารเป็นละอองเกสรที่บดละเอียดและผสมน้ำบริสุทธิ์ เราบันทึกอัตราการตายและวัดน้ำหนักตัวอ่อนทุกๆ สองวันจนกระทั่งตัวอ่อนเข้าสู่ระยะดักแด้ โดยใช้เครื่องชั่งวิเคราะห์ (Fisher Scientific, ความแม่นยำ = 0.0001 กรัม) สุดท้าย ประเมินอัตราส่วนเพศโดยการเปิดดักแด้หลังจาก 2.5 เดือน
สกัด DNA จากตัวอ่อน O. cornifrons ทั้งหมด (n = 3 ต่อสภาวะการทดลอง ได้แก่ ตัวอ่อนที่ได้รับการบำบัดด้วยแมนโคเซบและตัวอ่อนที่ไม่ได้รับการบำบัดด้วยละอองเรณู) และทำการวิเคราะห์ความหลากหลายทางจุลินทรีย์ในตัวอย่างเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากในกลุ่มที่ได้รับแมนโคเซบ พบอัตราการตายสูงสุดในตัวอ่อนที่ได้รับ MnZn ทำการเพิ่มปริมาณ DNA และทำให้บริสุทธิ์โดยใช้ชุดอุปกรณ์ DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA kit (Zymo Research, Irvine, CA) และทำการจัดลำดับ (600 รอบ) บนเครื่อง Illumina® MiSeq™ โดยใช้ชุดอุปกรณ์ v3 ทำการจัดลำดับเป้าหมายของยีน 16S ribosomal RNA ของแบคทีเรียโดยใช้ชุดอุปกรณ์ Quick-16S™ NGS Library Prep Kit (Zymo Research, Irvine, CA) โดยใช้ไพรเมอร์ที่กำหนดเป้าหมายไปยังบริเวณ V3-V4 ของยีน 16S rRNA นอกจากนี้ ยังได้ทำการจัดลำดับ 18S โดยใช้ PhiX 10% และทำการขยายสัญญาณโดยใช้คู่ไพรเมอร์ 18S001 และ NS4
นำเข้าและประมวลผลคู่ลำดับอ่าน39 โดยใช้ไปป์ไลน์ QIIME2 (v2022.11.1) ลำดับอ่านเหล่านี้ถูกตัดแต่งและรวมเข้าด้วยกัน และลำดับไคเมอริกถูกลบออกโดยใช้ปลั๊กอิน DADA2 ใน QIIME2 (qiime dada2 noise pairing)40 การกำหนดคลาส 16S และ 18S ดำเนินการโดยใช้ปลั๊กอินตัวจำแนกวัตถุ Classify-sklearn และอาร์ติแฟกต์ที่ฝึกฝนล่วงหน้า silva-138-99-nb-classifier
ข้อมูลการทดลองทั้งหมดได้รับการตรวจสอบความปกติ (Shapiro-Wilks) และความเป็นเอกรูปของความแปรปรวน (การทดสอบของ Levene) เนื่องจากชุดข้อมูลไม่ตรงตามข้อสมมติของการวิเคราะห์แบบพาราเมตริก และการแปลงล้มเหลวในการทำให้ค่าตกค้างเป็นมาตรฐาน เราจึงทำการวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทางที่ไม่ใช้พาราเมตริก (Kruskal-Wallis) โดยมีสองปัจจัย [เวลา (สามช่วงเวลา 2, 5 และ 8 วัน) และสารฆ่าเชื้อรา] เพื่อประเมินผลของการรักษาต่อน้ำหนักสดของตัวอ่อน จากนั้นจึงทำการเปรียบเทียบแบบจับคู่ที่ไม่ใช้พาราเมตริกหลังการทดสอบโดยใช้การทดสอบ Wilcoxon เราใช้แบบจำลองเชิงเส้นทั่วไป (GLM) ที่มีการกระจายแบบปัวซงเพื่อเปรียบเทียบผลของสารฆ่าเชื้อราต่อการอยู่รอดในความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้อราสามระดับ41,42 สำหรับการวิเคราะห์ความอุดมสมบูรณ์ที่แตกต่างกัน จำนวนของตัวแปรลำดับแอมพลิคอน (ASVs) ถูกยุบรวมที่ระดับสกุล การเปรียบเทียบความอุดมสมบูรณ์ที่แตกต่างกันระหว่างกลุ่มโดยใช้ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของ 16S (ระดับสกุล) และ 18S ดำเนินการโดยใช้แบบจำลองเสริมทั่วไปสำหรับตำแหน่ง ขนาด และรูปร่าง (GAMLSS) พร้อมการกระจายตระกูลเบต้าศูนย์พอง (BEZI) ซึ่งจำลองบนมาโครใน Microbiome R43 (v1.1) 1) ลบสปีชีส์ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ออกก่อนการวิเคราะห์ความแตกต่าง เนื่องจากระดับอนุกรมวิธานที่แตกต่างกันของ 18S จึงใช้เฉพาะระดับต่ำสุดของแต่ละอนุกรมวิธานสำหรับการวิเคราะห์ความแตกต่าง การวิเคราะห์ทางสถิติทั้งหมดดำเนินการโดยใช้ R (v. 3.4.3 โครงการ CRAN) (Team 2013)
การได้รับสารแมนโคเซบ ไพริธิโอสโทรบิน และไตรฟลอกซิสโทรบิน ส่งผลให้การเพิ่มน้ำหนักตัวของ O. cornifrons ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 1) ผลกระทบเหล่านี้พบได้อย่างสม่ำเสมอในทุกขนาดที่ประเมิน (รูปที่ 1a–c) ส่วนไซโคลสโทรบินและไมโคลบูทานิลไม่ทำให้น้ำหนักของตัวอ่อนลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
น้ำหนักสดเฉลี่ยของตัวอ่อนหนอนเจาะลำต้นที่วัดได้สามช่วงเวลาภายใต้การทดลองอาหารสี่แบบ (อาหารเกสรดอกไม้แบบเดียวกัน + สารฆ่าเชื้อรา: กลุ่มควบคุม, 0.1X, 0.5X และ 1X) (ก) ปริมาณต่ำ (0.1X): ช่วงเวลาแรก (วันที่ 1): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, ช่วงเวลาที่สอง (วันที่ 5): 22.83, DF = 0.0009; ช่วงเวลาที่สาม (วันที่ 8): χ2: 28.39, DF = 6; (ข) ปริมาณครึ่งหนึ่ง (0.5X): ช่วงเวลาแรก (วันที่ 1): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, ช่วงเวลาที่สอง (วันที่ 1): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; จุดเวลาที่สาม (วันที่ 8) χ2: 16.47, DF = 6; (c) ตำแหน่งหรือขนาดยาเต็ม (1X): จุดเวลาแรก (วันที่ 1) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, จุดเวลาที่สอง (วันที่ 5): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; จุดเวลาที่สาม (วันที่ 8): χ2: 28.39, DF = 6; การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบไม่พาราเมตริก แท่งกราฟแสดงค่าเฉลี่ย ± ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของการเปรียบเทียบแบบคู่ (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001
ที่ปริมาณต่ำสุด (0.1X) น้ำหนักตัวของตัวอ่อนลดลง 60% เมื่อใช้ไตรฟลอกซิสโทรบิน 49% เมื่อใช้แมนโคเซบ 48% เมื่อใช้ไมโคลบูทานิล และ 46% เมื่อใช้ไพริธิสโทรบิน (รูปที่ 1a) เมื่อได้รับสารพิษในปริมาณครึ่งหนึ่งของปริมาณที่พบในธรรมชาติ (0.5X) น้ำหนักตัวของตัวอ่อนที่ได้รับแมนโคเซบจะลดลง 86% ตัวอ่อนที่ได้รับไพริธิสโทรบินลดลง 52% และตัวอ่อนที่ได้รับไตรฟลอกซิสโทรบินลดลง 50% (รูปที่ 1b) ปริมาณสารพิษเต็มที่ที่พบในธรรมชาติ (1X) ของแมนโคเซบทำให้น้ำหนักตัวของตัวอ่อนลดลง 82% ตัวอ่อนที่ได้รับไพริธิสโทรบินลดลง 70% และตัวอ่อนที่ได้รับไตรฟลอกซิสโทรบิน ไมโคลบูทานิล และแซงการ์ดลดลงประมาณ 30% (รูปที่ 1c)
อัตราการตายสูงสุดพบในตัวอ่อนที่กินละอองเกสรที่ผ่านการบำบัดด้วยแมนโคเซบ รองลงมาคือไพริธิโอสโทรบิน และไตรฟลอกซิสโทรบิน อัตราการตายเพิ่มขึ้นตามปริมาณของแมนโคเซบและไพริธิโอลีนที่เพิ่มขึ้น (รูปที่ 2; ตารางที่ 2) อย่างไรก็ตาม อัตราการตายของหนอนเจาะลำต้นข้าวโพดเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเมื่อความเข้มข้นของไตรฟลอกซิสโทรบินเพิ่มขึ้น ส่วนไซโปรดินิลและแคปแทนไม่ได้ทำให้อัตราการตายเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม
มีการเปรียบเทียบอัตราการตายของตัวอ่อนแมลงวันเจาะลำต้นหลังจากกินละอองเกสรที่ได้รับการบำบัดด้วยสารฆ่าเชื้อรา 6 ชนิดที่แตกต่างกัน พบว่าแมนโคเซบและเพนโทไพราไมด์มีความไวต่อการสัมผัสทางปากของหนอนแมลงวันข้าวโพดมากกว่า (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (เส้นตรง, ความชัน = 0.29, P < 0.001; ความชัน = 0.24, P < 0.00))
โดยเฉลี่ยแล้ว ในการรักษาทุกรูปแบบ ผู้ป่วย 39.05% เป็นเพศหญิง และ 60.95% เป็นเพศชาย ในกลุ่มควบคุม สัดส่วนของผู้หญิงอยู่ที่ 40% ทั้งในการศึกษาที่ใช้ยาขนาดต่ำ (0.1X) และขนาดครึ่งหนึ่ง (0.5X) และ 30% ในการศึกษาที่ใช้ยาขนาดปกติ (1X) ที่ขนาด 0.1X ในตัวอ่อนที่กินละอองเกสรดอกไม้และได้รับการรักษาด้วยแมนโคเซบและไมโคลบูทานิล พบว่าตัวเต็มวัย 33.33% เป็นเพศหญิง ตัวเต็มวัย 22% เป็นเพศหญิง ตัวอ่อนตัวเต็มวัย 44% เป็นเพศหญิง และตัวอ่อนตัวเต็มวัย 41% เป็นเพศหญิง ในกลุ่มควบคุมมีสัดส่วน 31% (รูปที่ 3a) ที่ขนาดยา 0.5 เท่า พบว่า 33% ของพยาธิตัวเต็มวัยในกลุ่มแมนโคเซบและไพริธิโอสโทรบินเป็นเพศเมีย 36% ในกลุ่มไตรฟลอกซิสโทรบิน 41% ในกลุ่มไมโคลบูทานิล และ 46% ในกลุ่มไซโปรสโทรบิน ตัวเลขนี้อยู่ที่ 53% ในกลุ่มแคปแทน และ 38% ในกลุ่มควบคุม (รูปที่ 3b) ที่ขนาดยา 1 เท่า พบว่า 30% ของกลุ่มแมนโคเซบเป็นเพศเมีย 36% ในกลุ่มไพริธิโอสโทรบิน 44% ในกลุ่มไตรฟลอกซิสโทรบิน 38% ในกลุ่มไมโคลบูทานิล และ 50% ในกลุ่มควบคุมเป็นเพศเมีย – 38.5% (รูปที่ 3c)
เปอร์เซ็นต์ของหนอนเจาะลำต้นเพศเมียและเพศผู้หลังจากได้รับสารฆ่าเชื้อราในระยะตัวอ่อน (ก) ปริมาณต่ำ (0.1 เท่า) (ข) ปริมาณครึ่งหนึ่ง (0.5 เท่า) (ค) ปริมาณที่ใช้ในแปลงปลูกหรือปริมาณเต็มที่ (1 เท่า)
การวิเคราะห์ลำดับ 16S แสดงให้เห็นว่ากลุ่มแบคทีเรียแตกต่างกันระหว่างตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ที่ผ่านการบำบัดด้วยแมนโคเซบและตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ที่ไม่ผ่านการบำบัด (รูปที่ 4a) ดัชนีจุลินทรีย์ของตัวอ่อนที่ไม่ผ่านการบำบัดที่กินเกสรดอกไม้มีค่าสูงกว่าตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ที่ผ่านการบำบัดด้วยแมนโคเซบ (รูปที่ 4b) แม้ว่าความแตกต่างของความหลากหลายระหว่างกลุ่มจะไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ก็ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ที่ไม่ผ่านการบำบัด (รูปที่ 4c) ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ของตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ควบคุมมีความหลากหลายมากกว่าตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ที่ผ่านการบำบัดด้วยแมนโคเซบ (รูปที่ 5a) การวิเคราะห์เชิงพรรณนาเผยให้เห็นการมีอยู่ของ 28 สกุลในตัวอย่างควบคุมและตัวอย่างที่ผ่านการบำบัดด้วยแมนโคเซบ (รูปที่ 5b) การวิเคราะห์โดยใช้การจัดลำดับ 18S ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (รูปภาพเสริม 2)
โปรไฟล์ SAV ที่สร้างขึ้นจากลำดับ 16S ถูกนำมาเปรียบเทียบกับความหลากหลายของ Shannon และความหลากหลายที่สังเกตได้ในระดับไฟลัม (a) การวิเคราะห์พิกัดหลัก (PCoA) โดยพิจารณาจากโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์โดยรวมในตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้โดยไม่ได้รับการรักษาหรือกลุ่มควบคุม (สีน้ำเงิน) และตัวอ่อนที่กินแมนโคเซบ (สีส้ม) จุดข้อมูลแต่ละจุดแสดงถึงตัวอย่างที่แยกจากกัน การคำนวณ PCoA ใช้ระยะทาง Bray-Curtis ของการแจกแจง t แบบหลายตัวแปร วงรีแสดงถึงระดับความเชื่อมั่น 80% (b) แผนภาพกล่อง ข้อมูลความมั่งคั่งของ Shannon ดิบ (จุด) และ c. ความมั่งคั่งที่สังเกตได้ แผนภาพกล่องแสดงกล่องสำหรับเส้นค่ามัธยฐาน ช่วงควาร์ไทล์ (IQR) และ 1.5 × IQR (n = 3)
องค์ประกอบของชุมชนจุลินทรีย์ในตัวอ่อนที่กินละอองเกสรที่ผ่านการบำบัดด้วยแมนโคเซบและละอองเกสรที่ไม่ผ่านการบำบัด (ก) ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของสกุลจุลินทรีย์ในตัวอ่อน (ข) แผนภูมิความร้อนของชุมชนจุลินทรีย์ที่ระบุ 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); แถวในแผนภูมิความร้อนถูกจัดกลุ่มโดยใช้ระยะทางสหสัมพันธ์และการเชื่อมต่อเฉลี่ย
ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่า การได้รับสารฆ่าเชื้อราทางปาก ทั้งแบบสัมผัส (แมนโคเซบ) และแบบดูดซึม (ไพโรสโทรบินและไตรฟลอกซิสโทรบิน) ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงออกดอก ส่งผลให้การเพิ่มน้ำหนักลดลงและอัตราการตายของตัวอ่อนข้าวโพดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ แมนโคเซบยังลดความหลากหลายและความอุดมสมบูรณ์ของจุลินทรีย์ในระยะก่อนเข้าดักแด้อย่างมีนัยสำคัญ ไมโคลบูทานิล ซึ่งเป็นสารฆ่าเชื้อราแบบดูดซึมอีกชนิดหนึ่ง ลดการเพิ่มน้ำหนักตัวของตัวอ่อนอย่างมีนัยสำคัญในทุกขนาดความเข้มข้น โดยผลกระทบนี้เห็นได้ชัดเจนในช่วงเวลาที่สอง (วันที่ 5) และช่วงเวลาที่สาม (วันที่ 8) ในทางตรงกันข้าม ไซโปรดินิลและแคปแทนไม่ได้ลดการเพิ่มน้ำหนักหรืออัตราการรอดชีวิตอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม เท่าที่เราทราบ งานวิจัยนี้เป็นงานแรกที่ศึกษาผลกระทบของอัตราการใช้ในแปลงของสารฆ่าเชื้อราชนิดต่างๆ ที่ใช้ในการปกป้องพืชข้าวโพดผ่านการสัมผัสละอองเกสรโดยตรง
การรักษาด้วยสารฆ่าเชื้อราทุกชนิดช่วยลดการเพิ่มน้ำหนักตัวของตัวอ่อนได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม แมนโคเซบมีผลต่อการเพิ่มน้ำหนักตัวของตัวอ่อนมากที่สุด โดยลดลงเฉลี่ย 51% รองลงมาคือไพริธิโอสโทรบิน อย่างไรก็ตาม การศึกษาอื่นๆ ไม่ได้รายงานผลกระทบเชิงลบของปริมาณสารฆ่าเชื้อราที่ใช้ในภาคสนามต่อตัวอ่อน44 แม้ว่าสารฆ่าเชื้อกลุ่มไดไทโอคาร์บาเมตจะแสดงให้เห็นว่ามีความเป็นพิษเฉียบพลันต่ำ45 แต่เอทิลีนบิสไดไทโอคาร์บาเมต (EBDCS) เช่น แมนโคเซบ สามารถสลายตัวเป็นยูเรียเอทิลีนซัลไฟด์ได้ เนื่องจากมีฤทธิ์ก่อกลายพันธุ์ในสัตว์อื่นๆ ผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวนี้อาจเป็นสาเหตุของผลกระทบที่สังเกตได้46,47 การศึกษาในอดีตแสดงให้เห็นว่าการก่อตัวของเอทิลีนไทโอยูเรียได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิที่สูงขึ้น48 ระดับความชื้น49 และระยะเวลาการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์50 สภาวะการเก็บรักษาสารฆ่าเชื้ออย่างเหมาะสมสามารถลดผลข้างเคียงเหล่านี้ได้ นอกจากนี้ หน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรปยังแสดงความกังวลเกี่ยวกับความเป็นพิษของไพริไทโอไพด์ ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นสารก่อมะเร็งต่อระบบย่อยอาหารของสัตว์ชนิดอื่น51
การให้แมนโคเซบ ไพริธิโอสโทรบิน และไตรฟลอกซิสโทรบินทางปากเพิ่มอัตราการตายของตัวอ่อนหนอนเจาะข้าวโพด ในทางตรงกันข้าม ไมโคลบูทานิล ซิโปรไซคลิน และแคปแทนไม่มีผลต่ออัตราการตาย ผลลัพธ์เหล่านี้แตกต่างจากผลการศึกษาของ Ladurner et al.52 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแคปแทนลดอัตราการรอดชีวิตของ O. lignaria และ Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae) ตัวเต็มวัยอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ ยังพบว่าสารฆ่าเชื้อรา เช่น แคปแทนและบอสคาลิด ทำให้เกิดการตายของตัวอ่อน52,53,54 หรือเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการกินอาหาร55 การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่งผลต่อคุณภาพทางโภชนาการของละอองเกสรและท้ายที่สุดก็ส่งผลต่อการได้รับพลังงานของตัวอ่อน อัตราการตายที่พบในกลุ่มควบคุมสอดคล้องกับการศึกษาอื่นๆ 56,57
อัตราส่วนเพศที่เอื้อต่อเพศผู้ที่พบในงานวิจัยของเราอาจอธิบายได้ด้วยปัจจัยต่างๆ เช่น การผสมพันธุ์ที่ไม่เพียงพอและสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยในช่วงออกดอก ดังที่ Vicens และ Bosch เคยเสนอไว้สำหรับ O. cornuta ก่อนหน้านี้ แม้ว่าเพศเมียและเพศผู้ในงานวิจัยของเราจะมีเวลาผสมพันธุ์กันสี่วัน (ซึ่งโดยทั่วไปถือว่าเพียงพอสำหรับการผสมพันธุ์ที่ประสบความสำเร็จ) แต่เราจงใจลดความเข้มของแสงเพื่อลดความเครียด อย่างไรก็ตาม การปรับเปลี่ยนนี้อาจรบกวนกระบวนการผสมพันธุ์โดยไม่ตั้งใจ61 นอกจากนี้ ผึ้งยังต้องเผชิญกับสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยหลายวัน รวมถึงฝนและอุณหภูมิต่ำ (<5°C) ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อความสำเร็จในการผสมพันธุ์ได้เช่นกัน4,23
แม้ว่าการศึกษาของเราจะมุ่งเน้นไปที่ไมโครไบโอมของตัวอ่อนทั้งหมด แต่ผลลัพธ์ของเราให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ระหว่างชุมชนแบคทีเรียซึ่งอาจมีความสำคัญต่อโภชนาการของผึ้งและการสัมผัสสารฆ่าเชื้อรา ตัวอย่างเช่น ตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ที่ผ่านการบำบัดด้วยแมนโคเซบมีโครงสร้างและความอุดมสมบูรณ์ของชุมชนจุลินทรีย์ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ที่ไม่ผ่านการบำบัด ในตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ที่ไม่ผ่านการบำบัด กลุ่มแบคทีเรีย Proteobacteria และ Actinobacteria เป็นกลุ่มที่เด่นและส่วนใหญ่เป็นแอโรบิกหรือแอโรบิกแบบไม่บังคับ แบคทีเรีย Delft ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับผึ้งเดี่ยว มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย ซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทในการป้องกันเชื้อโรค อีกสายพันธุ์หนึ่งของแบคทีเรียคือ Pseudomonas มีจำนวนมากในตัวอ่อนที่กินเกสรดอกไม้ที่ไม่ผ่านการบำบัด แต่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในตัวอ่อนที่ได้รับการบำบัดด้วยแมนโคเซบ ผลลัพธ์ของเราสนับสนุนการศึกษาครั้งก่อนๆ ที่ระบุว่า Pseudomonas เป็นหนึ่งในสกุลที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดใน O. bicornis35 และแตนเดี่ยวอื่นๆ34 แม้ว่าหลักฐานเชิงทดลองเกี่ยวกับบทบาทของ Pseudomonas ในสุขภาพของ O. cornifrons จะยังไม่ได้รับการศึกษา แต่แบคทีเรียชนิดนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าส่งเสริมการสังเคราะห์สารพิษป้องกันในด้วง Paederus fuscipes และส่งเสริมการเผาผลาญอาร์จินีนในหลอดทดลอง 35, 65 ข้อสังเกตเหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงบทบาทที่เป็นไปได้ในการป้องกันไวรัสและแบคทีเรียในช่วงเวลาการพัฒนาของตัวอ่อน O. cornifrons Microbacterium เป็นอีกสกุลหนึ่งที่ระบุในงานวิจัยของเรา ซึ่งมีรายงานว่ามีจำนวนมากในตัวอ่อนแมลงวันทหารดำภายใต้สภาวะอดอาหาร66 ในตัวอ่อน O. cornifrons ไมโครแบคทีเรียอาจมีส่วนช่วยในการรักษาสมดุลและความยืดหยุ่นของจุลินทรีย์ในลำไส้ภายใต้สภาวะความเครียด นอกจากนี้ Rhodococcus ยังพบในตัวอ่อน O. cornifrons และเป็นที่รู้จักในด้านความสามารถในการล้างพิษ67 สกุลนี้ยังพบในลำไส้ของ A. florea แต่มีปริมาณน้อยมาก68 ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของความแปรผันทางพันธุกรรมหลายรูปแบบในกลุ่มจุลินทรีย์จำนวนมาก ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงกระบวนการเผาผลาญในตัวอ่อนได้ อย่างไรก็ตาม ยังจำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ดียิ่งขึ้นเกี่ยวกับความหลากหลายทางหน้าที่ของ O. cornifrons
โดยสรุป ผลการวิจัยบ่งชี้ว่า แมนโคเซบ ไพริธิโอสโทรบิน และไตรฟลอกซิสโทรบิน ลดการเพิ่มน้ำหนักตัวและเพิ่มอัตราการตายของตัวอ่อนหนอนเจาะข้าวโพด แม้ว่าจะมีความกังวลเพิ่มมากขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบของสารฆ่าเชื้อราต่อแมลงผสมเกสร แต่ก็ยังมีความจำเป็นที่จะต้องทำความเข้าใจผลกระทบของสารตกค้างของสารประกอบเหล่านี้ให้ดียิ่งขึ้น ผลลัพธ์เหล่านี้สามารถนำไปรวมไว้ในคำแนะนำสำหรับโปรแกรมการจัดการแมลงผสมเกสรแบบบูรณาการ ซึ่งช่วยให้เกษตรกรหลีกเลี่ยงการใช้สารฆ่าเชื้อราบางชนิดก่อนและระหว่างการออกดอกของไม้ผล โดยการเลือกใช้สารฆ่าเชื้อราและปรับเปลี่ยนช่วงเวลาการใช้ หรือโดยการส่งเสริมการใช้ทางเลือกที่มีอันตรายน้อยกว่า 36 ข้อมูลนี้มีความสำคัญสำหรับการพัฒนาคำแนะนำเกี่ยวกับการใช้สารกำจัดศัตรูพืช เช่น การปรับโปรแกรมการฉีดพ่นที่มีอยู่และการเปลี่ยนช่วงเวลาการฉีดพ่นเมื่อเลือกใช้สารฆ่าเชื้อรา หรือการส่งเสริมการใช้ทางเลือกที่มีอันตรายน้อยกว่า จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบด้านลบของสารฆ่าเชื้อราต่ออัตราส่วนเพศ พฤติกรรมการกินอาหาร จุลินทรีย์ในลำไส้ และกลไกทางโมเลกุลที่อยู่เบื้องหลังการลดน้ำหนักและการตายของหนอนเจาะข้าวโพด
ข้อมูลต้นฉบับ 1, 2 และ 3 ในรูปที่ 1 และ 2 ได้ถูกฝากไว้ในคลังข้อมูล figshare DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 และ https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233 ตามลำดับ ลำดับที่วิเคราะห์ในงานวิจัยนี้ (รูปที่ 4, 5) สามารถเข้าถึงได้ในคลังข้อมูล NCBI SRA ภายใต้หมายเลขการเข้าถึง PRJNA1023565
Bosch, J. และ Kemp, WP การพัฒนาและการตั้งถิ่นฐานของผึ้งชนิดต่างๆ ในฐานะผู้ผสมเกสรพืชผลทางการเกษตร: ตัวอย่างของสกุล Osmia (Hymenoptera: Megachilidae) และไม้ผล วารสารทรัพยากรธรรมชาติ 92, 3–16 (2002)
Parker, MG และคณะ แนวทางการผสมเกสรและการรับรู้เกี่ยวกับแมลงผสมเกสรทางเลือกในกลุ่มผู้ปลูกแอปเปิลในนิวยอร์กและเพนซิลเวเนีย ฉบับปรับปรุง เกษตรกรรม ระบบอาหาร 35, 1–14 (2020)
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL และ Ricketts TH นิเวศวิทยาและเศรษฐศาสตร์ของการผสมเกสรดอกอัลมอนด์โดยใช้ผึ้งพื้นเมือง J. Economics. Ntomore. 111, 16–25 (2018)
Lee, E., He, Y., และ Park, Y.-L. ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของนกไก่ฟ้า: นัยสำคัญสำหรับการจัดการประชากร Climb. Change 150, 305–317 (2018)
Artz, DR และ Pitts-Singer, TL ผลของสเปรย์ฆ่าเชื้อราและสารเสริมฤทธิ์ต่อพฤติกรรมการทำรังของผึ้งเดี่ยวสองชนิดที่ได้รับการจัดการ (Osmia lignaria และ Megachile rotundata) PloS One 10, e0135688 (2015)
Beauvais, S. และคณะ สารฆ่าเชื้อราพืชที่มีความเป็นพิษต่ำ (เฟนบูโคนาโซล) รบกวนสัญญาณคุณภาพการสืบพันธุ์ของตัวผู้ ส่งผลให้ความสำเร็จในการผสมพันธุ์ลดลงในผึ้งเดี่ยวป่า วารสารนิเวศวิทยาประยุกต์ 59, 1596–1607 (2022)
Sgolastra F. และคณะ สารฆ่าแมลงกลุ่มนีโอนิโคตินอยด์และการสังเคราะห์เออร์โกสเตอรอลช่วยยับยั้งการตายจากสารฆ่าเชื้อราแบบเสริมฤทธิ์ในผึ้ง 3 สายพันธุ์ การควบคุมศัตรูพืช วิทยาศาสตร์ 73, 1236–1243 (2017)
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF และ Danforth BN ตัวอ่อนแตนเดี่ยวเปลี่ยนแปลงความหลากหลายของแบคทีเรียที่ส่งมาจากละอองเกสรไปยังผึ้งที่ทำรังบนลำต้น Osmia cornifrons (Megachilidae) front. microorganism. 13, 1057626 (2023)
Dharampal PS, Danforth BN และ Steffan SA จุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ภายนอกในละอองเกสรที่ผ่านการหมักมีความสำคัญต่อการพัฒนาของผึ้งเดี่ยวพอๆ กับละอองเกสรเอง นิเวศวิทยา วิวัฒนาการ 12. e8788 (2022)
Kelderer M, Manici LM, Caputo F และ Thalheimer M. การปลูกพืชระหว่างแถวในสวนแอปเปิลเพื่อควบคุมโรคที่แพร่พันธุ์โดยการงอกใหม่: การศึกษาประสิทธิผลเชิงปฏิบัติโดยใช้ตัวชี้วัดจุลินทรีย์ Plant Soil 357, 381–393 (2012)
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG และ Peter KA โรคเน่าขมของแอปเปิลในแถบมิดแอตแลนติกของสหรัฐอเมริกา: การประเมินชนิดของเชื้อก่อโรคและอิทธิพลของสภาพอากาศในภูมิภาคและความอ่อนแอของพันธุ์พืช 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 และสารฆ่าแมลงไพรีทรอยด์ต่อผึ้ง (Apis mellifera) ศัตรูพืช วิทยาศาสตร์ 39, 293–297 (1993)
Mussen, EC, Lopez, JE และ Peng, CY ผลของสารฆ่าเชื้อราที่คัดเลือกต่อการเจริญเติบโตและพัฒนาการของตัวอ่อนผึ้ง Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) Wednesday. Ntomore. 33, 1151-1154 (2004)
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D. และ McArt, S. คู่มือการตัดสินใจเกี่ยวกับการใช้ยาฆ่าแมลงเพื่อปกป้องแมลงผสมเกสรในสวนผลไม้ (มหาวิทยาลัยคอร์เนล, 2018)
Iwasaki, JM และ Hogendoorn, K. การสัมผัสสารที่ไม่ใช่ยาฆ่าแมลงของผึ้ง: การทบทวนวิธีการและผลลัพธ์ที่รายงานไว้ การเกษตร ระบบนิเวศ วันพุธ 314, 107423 (2021)
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA และ Pitts-Singer TL ผลกระทบของประเภทการจัดหาและการสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืชต่อการพัฒนาตัวอ่อนของ Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae) Wednesday. Ntomore. 51, 240–251 (2022)
Kopit AM และ Pitts-Singer TL เส้นทางการสัมผัสสารกำจัดศัตรูพืชของผึ้งเดี่ยวในรังว่างเปล่า วันพุธ Ntomore. 47, 499–510 (2018)
Pan, NT และคณะ โปรโตคอลการทดสอบทางชีวภาพแบบใหม่สำหรับการประเมินความเป็นพิษของยาฆ่าแมลงในผึ้งสวนญี่ปุ่นตัวเต็มวัย (Osmia cornifrons) The Science Reports 10, 9517 (2020)