శిలీంద్రనాశక అనుబంధం ఏకాంత మేసన్ తేనెటీగలలో నికర శక్తి లాభాన్ని మరియు మైక్రోబయోమ్ వైవిధ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది.

Nature.comను సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్‌లో CSS మద్దతు పరిమితంగా ఉంది. ఉత్తమ ఫలితాల కోసం, మీరు మీ బ్రౌజర్ యొక్క కొత్త వెర్షన్‌ను ఉపయోగించాలని (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో కంపాటిబిలిటీ మోడ్‌ను నిలిపివేయాలని) మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము. ఈలోగా, నిరంతర మద్దతును అందించడానికి, మేము ఈ సైట్‌ను స్టైలింగ్ లేదా జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా ప్రదర్శిస్తున్నాము.
చెట్ల పండ్ల పూత సమయంలో శిలీంద్రనాశకాలను తరచుగా ఉపయోగిస్తారు మరియు ఇవి కీటక పరాగసంపర్కాలకు ముప్పు కలిగించగలవు. అయితే, పూత సమయంలో ఆపిల్ చెట్లపై సాధారణంగా ఉపయోగించే స్పర్శ మరియు వ్యవస్థాగత శిలీంద్రనాశకాలకు తేనెటీగలు కాని పరాగసంపర్కాలు (ఉదాహరణకు, ఒంటరి తేనెటీగలు, ఓస్మియా కార్నిఫ్రాన్స్) ఎలా స్పందిస్తాయనే దాని గురించి పెద్దగా తెలియదు. ఈ జ్ఞాన లోపం, శిలీంద్రనాశకాల పిచికారీకి సురక్షితమైన గాఢతలను మరియు సమయాన్ని నిర్ధారించే నియంత్రణ నిర్ణయాలను పరిమితం చేస్తుంది. మేము రెండు స్పర్శ శిలీంద్రనాశకాలు (క్యాప్టాన్ మరియు మాంకోజెబ్) మరియు నాలుగు అంతరపొర/ఫైటోసిస్టమ్ శిలీంద్రనాశకాల (సిప్రోసైక్లిన్, మైక్లోబుటానిల్, పైరోస్ట్రోబిన్ మరియు ట్రైఫ్లోక్సోస్ట్రోబిన్) ప్రభావాలను అంచనా వేశాము. లార్వా బరువు పెరుగుదల, మనుగడ, లింగ నిష్పత్తి మరియు బాక్టీరియా వైవిధ్యంపై వాటి ప్రభావాలను పరిశీలించాము. ఈ మూల్యాంకనం దీర్ఘకాలిక ఓరల్ బయోఅస్సే పద్ధతిని ఉపయోగించి నిర్వహించబడింది. ఇందులో, క్షేత్ర వినియోగానికి ప్రస్తుతం సిఫార్సు చేయబడిన మోతాదు (1X), సగం మోతాదు (0.5X) మరియు తక్కువ మోతాదు (0.1X) ఆధారంగా పుప్పొడిని మూడు మోతాదులలో శుద్ధి చేశారు. మాంకోజెబ్ మరియు పైరిటిసోలిన్ యొక్క అన్ని మోతాదులు శరీర బరువును మరియు లార్వా మనుగడను గణనీయంగా తగ్గించాయి. అత్యధిక మరణాలకు కారణమయ్యే శిలీంద్రనాశకమైన మాంకోజెబ్ యొక్క లార్వా బాక్టీరియోమ్‌ను వర్గీకరించడానికి మేము 16S జన్యువును సీక్వెన్స్ చేశాము. మాంకోజెబ్‌తో శుద్ధి చేసిన పుప్పొడిని తిన్న లార్వాలలో బాక్టీరియా వైవిధ్యం మరియు సమృద్ధి గణనీయంగా తగ్గినట్లు మేము కనుగొన్నాము. పూత సమయంలో ఈ శిలీంద్రనాశకాలలో కొన్నింటిని పిచికారీ చేయడం ఓ. కార్నిఫ్రాన్స్ ఆరోగ్యానికి ప్రత్యేకంగా హానికరం అని మా ప్రయోగశాల ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి. పండ్ల చెట్ల రక్షణ ఉత్పత్తుల సుస్థిర వినియోగానికి సంబంధించిన భవిష్యత్ నిర్వహణ నిర్ణయాలకు ఈ సమాచారం సంబంధితమైనది మరియు పరాగసంపర్క కారకాలను రక్షించే లక్ష్యంతో కూడిన నియంత్రణ ప్రక్రియలకు ఇది ఆధారంగా పనిచేస్తుంది.
ఒంటరి మేసన్ తేనెటీగ ఓస్మియా కార్నిఫ్రాన్స్ (హైమెనోప్టెరా: మెగాచిలిడే) 1970ల చివరలో మరియు 1980ల ప్రారంభంలో జపాన్ నుండి యునైటెడ్ స్టేట్స్‌కు పరిచయం చేయబడింది, మరియు అప్పటి నుండి ఈ జాతి నిర్వహించబడుతున్న పర్యావరణ వ్యవస్థలలో ఒక ముఖ్యమైన పరాగ సంపర్క పాత్రను పోషిస్తోంది. సహజసిద్ధంగా స్థిరపడిన ఈ తేనెటీగల జనాభా, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని బాదం మరియు ఆపిల్ తోటలలో పరాగ సంపర్కం చేసే తేనెటీగలకు తోడుగా ఉండే సుమారు 50 జాతుల అడవి తేనెటీగలలో ఒక భాగం2,3. మేసన్ తేనెటీగలు ఆవాసాల విచ్ఛిన్నం, వ్యాధికారకాలు మరియు పురుగుమందులతో సహా అనేక సవాళ్లను ఎదుర్కొంటాయి3,4. కీటకనాశకాలలో, శిలీంధ్రనాశకాలు శక్తిని గ్రహించడం, ఆహారం కోసం వెతకడం5 మరియు శరీర స్థితిని మెరుగుపరచడం6,7 తగ్గిస్తాయి. బ్యాక్టీరియా మరియు శిలీంధ్రాలు పోషణ మరియు రోగనిరోధక ప్రతిస్పందనలను ప్రభావితం చేయగలవు కాబట్టి, మేసన్ తేనెటీగల ఆరోగ్యం సహజీవన మరియు బాహ్య సూక్ష్మజీవులచే నేరుగా ప్రభావితమవుతుందని ఇటీవలి పరిశోధనలు సూచిస్తున్నప్పటికీ8,9, మేసన్ తేనెటీగల సూక్ష్మజీవుల వైవిధ్యంపై శిలీంధ్రనాశకాల ప్రభావాలను అధ్యయనం చేయడం ఇప్పుడిప్పుడే ప్రారంభమవుతోంది.
ఆపిల్ స్కాబ్, బిట్టర్ రాట్, బ్రౌన్ రాట్ మరియు పౌడరీ మిల్డ్యూ వంటి వ్యాధులకు చికిత్స చేయడానికి, పండ్ల తోటలలో పూతకు ముందు మరియు పూత సమయంలో వివిధ ప్రభావాలు గల (కాంటాక్ట్ మరియు సిస్టమిక్) శిలీంధ్రనాశకాలను పిచికారీ చేస్తారు¹⁰,¹¹. శిలీంధ్రనాశకాలు పరాగసంపర్క కారకాలకు హానికరమైనవి కావు, కాబట్టి పూత కాలంలో తోటమాలికి వీటిని సిఫార్సు చేస్తారు; తేనెటీగలు ఈ శిలీంధ్రనాశకాలకు గురికావడం మరియు వాటిని తినడం గురించి చాలా వరకు బాగా తెలుసు, ఎందుకంటే ఇది US ఎన్విరాన్‌మెంటల్ ప్రొటెక్షన్ ఏజెన్సీ మరియు అనేక ఇతర జాతీయ నియంత్రణ సంస్థల ద్వారా పురుగుమందుల నమోదు ప్రక్రియలో ఒక భాగం¹²,¹³,¹⁴. అయితే, తేనెటీగలు కాని వాటిపై శిలీంధ్రనాశకాల ప్రభావాల గురించి తక్కువగా తెలుసు, ఎందుకంటే యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో మార్కెటింగ్ ఆథరైజేషన్ ఒప్పందాల ప్రకారం అవి అవసరం లేదు¹⁵. అదనంగా, ఒక్కో తేనెటీగను పరీక్షించడానికి సాధారణంగా ప్రామాణిక ప్రోటోకాల్‌లు లేవు¹⁶,¹⁷, మరియు పరీక్ష కోసం తేనెటీగలను అందించే కాలనీలను నిర్వహించడం సవాలుతో కూడుకున్నది¹⁸. అడవి తేనెటీగలపై పురుగుమందుల ప్రభావాలను అధ్యయనం చేయడానికి యూరప్ మరియు USAలో వివిధ పెంపకపు తేనెటీగల ప్రయోగాలు ఎక్కువగా నిర్వహించబడుతున్నాయి, మరియు ఇటీవల O. cornifrons కోసం ప్రామాణిక ప్రోటోకాల్‌లు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి¹⁹.
కొమ్ముల తేనెటీగలు మోనోసైట్‌లు మరియు వాణిజ్యపరంగా కార్ప్ పంటలలో తేనెటీగలకు అనుబంధంగా లేదా ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగించబడతాయి. ఈ తేనెటీగలు మార్చి మరియు ఏప్రిల్ మధ్య బయటకు వస్తాయి, వీటిలో ముందుగా పరిణతి చెందిన మగ తేనెటీగలు ఆడవాటి కంటే మూడు నుండి నాలుగు రోజుల ముందుగా బయటకు వస్తాయి. సంభోగం తర్వాత, ఆడ తేనెటీగ గొట్టం వంటి గూడు కుహరంలో (సహజమైన లేదా కృత్రిమమైన)¹²⁰ వరుసగా సంతాన గదులను ఏర్పాటు చేయడానికి పుప్పొడి మరియు మకరందాన్ని చురుకుగా సేకరిస్తుంది. గుడ్లను గదుల లోపల ఉన్న పుప్పొడిపై పెడతాయి; ఆ తర్వాత ఆడ తేనెటీగ తదుపరి గదిని సిద్ధం చేయడానికి ముందు మట్టి గోడను నిర్మిస్తుంది. మొదటి దశ లార్వాలు కోరియాన్‌లో బంధించబడి, పిండ ద్రవాలను ఆహారంగా తీసుకుంటాయి. రెండవ నుండి ఐదవ దశ (ప్రీప్యూపా) వరకు, లార్వాలు పుప్పొడిని ఆహారంగా తీసుకుంటాయి²². పుప్పొడి సరఫరా పూర్తిగా అయిపోయిన తర్వాత, లార్వాలు గూళ్లను ఏర్పరుచుకుని, ప్యూపాగా మారి, సాధారణంగా వేసవి చివరలో²⁰,²³ అదే సంతాన గదిలో వయోజన తేనెటీగలుగా బయటకు వస్తాయి. వయోజన తేనెటీగలు మరుసటి వసంతకాలంలో బయటకు వస్తాయి. వయోజన తేనెటీగల మనుగడ అనేది ఆహార వినియోగం ఆధారంగా నికర శక్తి పెరుగుదల (బరువు పెరుగుదల)తో ముడిపడి ఉంటుంది. అందువల్ల, పుప్పొడి యొక్క పోషక నాణ్యతతో పాటు, వాతావరణం లేదా పురుగుమందులకు గురికావడం వంటి ఇతర కారకాలు కూడా మనుగడ మరియు ఆరోగ్యానికి నిర్ణయాత్మకమైనవి24.
పూతకు ముందు వాడే పురుగుమందులు మరియు శిలీంధ్రనాశకాలు మొక్క యొక్క నాళికా వ్యవస్థలో వివిధ స్థాయిలలో కదలగలవు, అవి ట్రాన్స్‌లామినార్ (ఉదాహరణకు, కొన్ని శిలీంధ్రనాశకాల వలె ఆకుల పైభాగం నుండి కింది భాగానికి కదలగలగడం) 25 నుండి నిజమైన సిస్టమిక్ ప్రభావాల వరకు ఉంటాయి. ఇవి వేర్ల నుండి కాండం పైభాగాన్ని (క్రౌన్) చొచ్చుకుపోయి, ఆపిల్ పువ్వుల మకరందంలోకి ప్రవేశించగలవు26, అక్కడ అవి వయోజన ఓ. కార్నిఫ్రాన్స్‌ను చంపగలవు27. కొన్ని పురుగుమందులు పుప్పొడిలోకి కూడా ఇంకి, మొక్కజొన్న లార్వాల అభివృద్ధిని ప్రభావితం చేసి, వాటి మరణానికి కారణమవుతాయి19. కొన్ని శిలీంధ్రనాశకాలు సంబంధిత జాతి అయిన ఓ. లిగ్నారియా28 యొక్క గూడు కట్టే ప్రవర్తనను గణనీయంగా మార్చగలవని ఇతర అధ్యయనాలు చూపించాయి. అదనంగా, పురుగుమందుల (శిలీంధ్రనాశకాలతో సహా) ప్రభావ దృశ్యాలను అనుకరించే ప్రయోగశాల మరియు క్షేత్ర అధ్యయనాలు, పురుగుమందులు తేనెటీగలు మరియు కొన్ని ఒంటరి తేనెటీగల శరీరధర్మశాస్త్రం 22, స్వరూపం 29 మరియు మనుగడను ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తాయని చూపించాయి. పుష్పించే సమయంలో వికసించిన పువ్వులపై నేరుగా పిచికారీ చేసే వివిధ శిలీంధ్రనాశక స్ప్రేలు, లార్వా అభివృద్ధి కోసం వయోజన కీటకాలు సేకరించే పుప్పొడిని కలుషితం చేయవచ్చు, దీని ప్రభావాలను ఇంకా అధ్యయనం చేయాల్సి ఉంది30.
లార్వా అభివృద్ధిపై పుప్పొడి మరియు జీర్ణవ్యవస్థలోని సూక్ష్మజీవుల సముదాయాలు ప్రభావం చూపుతాయని ఎక్కువగా గుర్తిస్తున్నారు. తేనెటీగ మైక్రోబయోమ్ శరీర ద్రవ్యరాశి31, జీవక్రియ మార్పులు22 మరియు వ్యాధికారకాలకు గురయ్యే అవకాశం32 వంటి పారామితులను ప్రభావితం చేస్తుంది. గత అధ్యయనాలు ఒంటరి తేనెటీగల మైక్రోబయోమ్‌పై అభివృద్ధి దశ, పోషకాలు మరియు పర్యావరణం యొక్క ప్రభావాన్ని పరిశీలించాయి. ఈ అధ్యయనాలు ఒంటరి తేనెటీగల జాతులలో లార్వా మరియు పుప్పొడి మైక్రోబయోమ్‌ల నిర్మాణం మరియు సమృద్ధిలో33, అలాగే అత్యంత సాధారణ బ్యాక్టీరియా ప్రజాతులైన సూడోమోనాస్ మరియు డెల్ఫ్టియాలలో సారూప్యతలను వెల్లడించాయి. అయితే, తేనెటీగల ఆరోగ్యాన్ని పరిరక్షించే వ్యూహాలలో శిలీంద్రనాశకాలను చేర్చినప్పటికీ, ప్రత్యక్షంగా నోటి ద్వారా వాటికి గురికావడం వల్ల లార్వా మైక్రోబయోటాపై కలిగే ప్రభావాలు ఇంకా అన్వేషించబడలేదు.
ఈ అధ్యయనం, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో చెట్ల పండ్లపై ఉపయోగం కోసం నమోదు చేయబడిన, సాధారణంగా వాడే ఆరు శిలీంధ్రనాశకాల వాస్తవ-ప్రపంచ మోతాదుల ప్రభావాలను పరీక్షించింది. వీటిలో కలుషితమైన ఆహారం నుండి మొక్కజొన్న కొమ్ము పురుగు చిమ్మట లార్వాలకు నోటి ద్వారా అందించబడిన స్పర్శ మరియు దైహిక శిలీంధ్రనాశకాలు కూడా ఉన్నాయి. స్పర్శ మరియు దైహిక శిలీంధ్రనాశకాలు తేనెటీగల శరీర బరువు పెరుగుదలను తగ్గించి, మరణాలను పెంచాయని మేము కనుగొన్నాము; వీటిలో మాంకోజెబ్ మరియు పైరిథియోపైడ్‌లతో అత్యంత తీవ్రమైన ప్రభావాలు ముడిపడి ఉన్నాయి. ఆ తర్వాత, మాంకోజెబ్‌తో శుద్ధి చేసిన పుప్పొడి ఆహారం తిన్న లార్వాల సూక్ష్మజీవుల వైవిధ్యాన్ని, నియంత్రిత ఆహారం తిన్న లార్వాలతో పోల్చాము. మరణాలకు కారణమయ్యే సంభావ్య యంత్రాంగాలను మరియు సమీకృత తెగుళ్లు మరియు పరాగసంపర్క నిర్వహణ (IPPM)36 కార్యక్రమాలపై వాటి ప్రభావాలను మేము చర్చిస్తాము.
పీఏలోని బిగ్లర్‌విల్లేలోని ఫ్రూట్ రీసెర్చ్ సెంటర్ నుండి, పట్టుగూళ్లలో శీతాకాలం గడిపే వయోజన ఓ. కార్నిఫ్రాన్స్ తేనెటీగలను సేకరించి, −3 నుండి 2°C (±0.3°C) వద్ద నిల్వ చేశారు. ప్రయోగానికి ముందు (మొత్తం 600 పట్టుగూళ్లు). మే 2022లో, ప్రతిరోజూ 100 ఓ. కార్నిఫ్రాన్స్ పట్టుగూళ్లను ప్లాస్టిక్ కప్పులలోకి (ఒక్కో కప్పుకు 50 పట్టుగూళ్లు, లోపలి వ్యాసం 5 సెం.మీ × 15 సెం.మీ పొడవు) మార్చారు మరియు పట్టుగూళ్లు తెరుచుకోవడాన్ని ప్రోత్సహించడానికి, నమలడానికి వీలైన ఆధారాన్ని అందించడానికి, తద్వారా రాతి తేనెటీగలపై ఒత్తిడిని తగ్గించడానికి కప్పుల లోపల తడి గుడ్డలను ఉంచారు37. పట్టుగూళ్లు ఉన్న రెండు ప్లాస్టిక్ కప్పులను, 50% సుక్రోజ్ ద్రావణం ఉన్న 10 మి.లీ ఫీడర్లతో కూడిన ఒక కీటకాల పంజరంలో (30 × 30 × 30 సెం.మీ, బగ్‌డార్మ్ మెగావ్యూ సైన్స్ కో. లిమిటెడ్, తైవాన్) ఉంచి, పట్టుగూళ్లు మూసుకుపోయి, సంభోగం జరిగేలా చూసుకోవడానికి నాలుగు రోజుల పాటు నిల్వ చేయండి. 23°C, సాపేక్ష ఆర్ద్రత 60%, కాంతి కాలం 10 l (తక్కువ తీవ్రత): 14 రోజులు. ఆపిల్ పూత ఉచ్ఛస్థితిలో ఉన్నప్పుడు, ఆరు రోజుల పాటు ప్రతి ఉదయం 100 జతకట్టిన ఆడ మరియు మగ కీటకాలను (రోజుకు 100) రెండు కృత్రిమ గూళ్ళలోకి విడుదల చేశారు (ట్రాప్ నెస్ట్: వెడల్పు 33.66 × ఎత్తు 30.48 × పొడవు 46.99 సెం.మీ; అనుబంధ చిత్రం 1). పెన్సిల్వేనియా స్టేట్ ఆర్బోరేటమ్‌లో, చెర్రీ (ప్రూనస్ సెరాసస్ 'యూబ్యాంక్' స్వీట్ చెర్రీ పై™), పీచ్ (ప్రూనస్ పెర్సికా 'కాంటెండర్'), ప్రూనస్ పెర్సికా 'పిఎఫ్ 27ఎ' ఫ్లేమిన్ ఫ్యూరీ®), పియర్ (పైరస్ పెరిఫోలియా 'ఒలింపిక్', పైరస్ పెరిఫోలియా 'షింకో', పైరస్ పెరిఫోలియా 'షిన్సేకి'), కొరొనారియా ఆపిల్ చెట్టు (మాలస్ కొరొనారియా) మరియు అనేక రకాల ఆపిల్ చెట్లు (మాలస్ కొరొనారియా, మాలస్), దేశీయ ఆపిల్ చెట్టు 'కో-ఆప్ 30' ఎంటర్‌ప్రైజ్™', మాలస్ ఆపిల్ చెట్టు 'కో-ఆప్ 31' వైన్‌క్రిస్ప్™', బెగోనియా 'ఫ్రీడమ్', బెగోనియా 'గోల్డెన్ డెలిషియస్', బెగోనియా 'నోవా స్పై' ల దగ్గర ఉంచబడింది. ప్రతి నీలి ప్లాస్టిక్ పక్షి గూడు రెండు చెక్క పెట్టల పైన సరిపోతుంది. ప్రతి గూడు పెట్టెలో 800 ఖాళీ క్రాఫ్ట్ పేపర్ ట్యూబ్‌లు (సర్పిలాకారంలో తెరుచుకునేవి, 0.8 సెం.మీ లోపలి వ్యాసం × 15 సెం.మీ పొడవు) (జోన్స్‌విల్ పేపర్ ట్యూబ్ కో., మిచిగాన్) ఉన్నాయి, వీటిని అపారదర్శక సెల్యులోజ్ ట్యూబ్‌లలో (0.7 బయటి వ్యాసం) ఉంచారు. ప్లాస్టిక్ ప్లగ్‌లు (T-1X ప్లగ్‌లు) గూడు కట్టుకోవడానికి స్థలాలను అందిస్తాయి.
ఎలుకలు మరియు పక్షులు ప్రవేశించకుండా నిరోధించడానికి, రెండు గూళ్ల పెట్టెలు తూర్పు వైపుకు తిరిగి ఉన్నాయి మరియు వాటిని ఆకుపచ్చ ప్లాస్టిక్ గార్డెన్ ఫెన్సింగ్ (ఎవర్‌బిల్ట్ మోడల్ #889250EB12, ఓపెనింగ్ సైజు 5 × 5 సెం.మీ, 0.95 మీ × 100 మీ)తో కప్పి, గూళ్ల పెట్టెల పక్కన నేల ఉపరితలంపై ఉంచారు. గూళ్ల పెట్టె (అనుబంధ చిత్రం 1a). గూళ్ల నుండి 30 ట్యూబ్‌లను సేకరించి, వాటిని ప్రయోగశాలకు రవాణా చేయడం ద్వారా మొక్కజొన్న తొలుచు పురుగు గుడ్లను ప్రతిరోజూ సేకరించారు. కత్తెరను ఉపయోగించి, ట్యూబ్ చివర ఒక కోత పెట్టి, ఆ తర్వాత పిల్లల గదులను బయటపెట్టడానికి సర్పిలాకార ట్యూబ్‌ను విడదీయండి. వంగిన గరిటెను (మైక్రోస్లైడ్ టూల్ కిట్, బయోక్విప్ ప్రొడక్ట్స్ ఇంక్., కాలిఫోర్నియా) ఉపయోగించి ఒక్కో గుడ్డును మరియు వాటి పుప్పొడిని తొలగించారు. గుడ్లను తడి ఫిల్టర్ పేపర్‌పై పొదిగించి, మా ప్రయోగాలలో ఉపయోగించే ముందు 2 గంటల పాటు పెట్రీ డిష్‌లో ఉంచారు (అనుబంధ చిత్రం 1b-d).
ప్రయోగశాలలో, మేము ఆపిల్ పూతకు ముందు మరియు పూత సమయంలో మూడు గాఢతలలో (0.1X, 0.5X, మరియు 1X, ఇక్కడ 1X అనేది ఎకరానికి 100 గ్యాలన్ల నీటికి వాడే మోతాదు. అధిక క్షేత్ర మోతాదు = క్షేత్రంలోని గాఢత) వాడిన ఆరు శిలీంధ్రనాశకాల యొక్క నోటి ద్వారా విషప్రభావాన్ని అంచనా వేశాము (పట్టిక 1). ప్రతి గాఢతను 16 సార్లు పునరావృతం చేశారు (n = 16). రెండు స్పర్శ శిలీంధ్రనాశకాలు (పట్టిక S1: మాంకోజెబ్ 2696.14 ppm మరియు క్యాప్టాన్ 2875.88 ppm) మరియు నాలుగు వ్యవస్థాగత శిలీంధ్రనాశకాలు (పట్టిక S1: పైరిథియోస్ట్రోబిన్ 250.14 ppm; ట్రైఫ్లోక్సీస్ట్రోబిన్ 110.06 ppm; మైక్లోబుటానిల్ అజోల్ 75.12 ppm; సైప్రోడినిల్ 280.845 ppm) పండ్లు, కూరగాయలు మరియు అలంకార పంటలపై విషప్రభావాన్ని పరిశీలించాయి. మేము గ్రైండర్‌ను ఉపయోగించి పుప్పొడిని ఏకరీతిగా చేసి, 0.20 గ్రాములను ఒక వెల్‌లోకి (24-వెల్ ఫాల్కన్ ప్లేట్) బదిలీ చేసాము. గుడ్లను ఉంచడానికి 1 మిమీ లోతు గల పిరమిడ్ ఆకారపు వెల్స్‌ను తయారు చేయడానికి, 1 μL శిలీంద్రనాశక ద్రావణాన్ని కలిపి మిశ్రమం చేసాము. ఒక చిన్న గరిటెను ఉపయోగించి వాటిని అమర్చాము (అనుబంధ చిత్రం 1c,d). ఫాల్కన్ ప్లేట్లను గది ఉష్ణోగ్రత (25°C) మరియు 70% సాపేక్ష ఆర్ద్రత వద్ద నిల్వ ఉంచాము. ఏకరీతి పుప్పొడి ఆహారం తినిపించి, స్వచ్ఛమైన నీటితో శుద్ధి చేసిన నియంత్రణ లార్వాలతో వీటిని పోల్చాము. లార్వాలు ప్రిప్యూపల్ వయస్సుకు చేరుకునే వరకు, ప్రతి రెండు రోజులకొకసారి మరణాలను నమోదు చేసి, ఒక ఎనలిటికల్ బ్యాలెన్స్ (ఫిషర్ సైంటిఫిక్, కచ్చితత్వం = 0.0001 గ్రా) ఉపయోగించి లార్వా బరువును కొలిచాము. చివరగా, 2.5 నెలల తర్వాత కోశాన్ని తెరిచి లింగ నిష్పత్తిని అంచనా వేశాము.
మొత్తం O. cornifrons లార్వాల నుండి (ప్రతి చికిత్సా పరిస్థితికి n = 3, మాంకోజెబ్-చికిత్స పొందిన మరియు చికిత్స పొందని పుప్పొడి) DNAను సంగ్రహించడం జరిగింది మరియు ఈ నమూనాలపై మేము సూక్ష్మజీవుల వైవిధ్య విశ్లేషణలను నిర్వహించాము, ప్రత్యేకించి మాంకోజెబ్‌లో MnZn పొందిన లార్వాలలో అత్యధిక మరణాలు గమనించబడ్డాయి. DNAను యాంప్లిఫై చేసి, DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA కిట్ (జైమో రీసెర్చ్, ఇర్విన్, CA) ఉపయోగించి శుద్ధి చేసి, v3 కిట్‌ను ఉపయోగించి ఇల్యూమినా® MiSeq™ పై సీక్వెన్సింగ్ (600 సైకిల్స్) చేయడం జరిగింది. 16S rRNA జన్యువు యొక్క V3-V4 ప్రాంతాన్ని లక్ష్యంగా చేసుకున్న ప్రైమర్‌లను ఉపయోగించి, క్విక్-16S™ NGS లైబ్రరీ ప్రిపరేషన్ కిట్ (జైమో రీసెర్చ్, ఇర్విన్, CA) ద్వారా బ్యాక్టీరియల్ 16S రైబోసోమల్ RNA జన్యువుల టార్గెటెడ్ సీక్వెన్సింగ్ చేయడం జరిగింది. అదనంగా, 10% PhiX ఇన్‌క్లూజన్‌ను ఉపయోగించి 18S సీక్వెన్సింగ్ చేయడం జరిగింది, మరియు 18S001 మరియు NS4 ప్రైమర్ జతను ఉపయోగించి యాంప్లిఫికేషన్ చేయడం జరిగింది.
QIIME2 పైప్‌లైన్ (v2022.11.1) ఉపయోగించి జత చేసిన రీడ్‌లను39 దిగుమతి చేసి ప్రాసెస్ చేయండి. ఈ రీడ్‌లను ట్రిమ్ చేసి, విలీనం చేశారు మరియు QIIME2లోని DADA2 ప్లగిన్ (qiime dada2 noise pairing)40 ఉపయోగించి కైమెరిక్ సీక్వెన్స్‌లను తొలగించారు. 16S మరియు 18S క్లాస్ అసైన్‌మెంట్‌లను Classify-sklearn అనే ఆబ్జెక్ట్ క్లాసిఫైయర్ ప్లగిన్ మరియు silva-138-99-nb-classifier అనే ప్రీ-ట్రెయిన్డ్ ఆర్టిఫ్యాక్ట్‌ను ఉపయోగించి నిర్వహించారు.
అన్ని ప్రయోగాత్మక డేటాను సాధారణత (షాపిరో-విల్క్స్) మరియు వైవిధ్యాల సజాతీయత (లెవెన్ పరీక్ష) కోసం తనిఖీ చేశారు. డేటా సెట్ పారామెట్రిక్ విశ్లేషణ యొక్క అంచనాలను అందుకోనందున మరియు పరివర్తన అవశేషాలను ప్రామాణీకరించడంలో విఫలమైనందున, లార్వా తాజా బరువుపై చికిత్స ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి మేము రెండు కారకాలతో [సమయం (మూడు-దశల 2, 5, మరియు 8 రోజుల సమయ బిందువులు) మరియు శిలీంద్రనాశకం] ఒక నాన్‌పారామెట్రిక్ టూ-వే ANOVA (క్రుస్కల్-వాలిస్)ను నిర్వహించాము, ఆ తర్వాత విల్కాక్సన్ పరీక్షను ఉపయోగించి పోస్ట్ హాక్ నాన్‌పారామెట్రిక్ జతవారీ పోలికలు జరిపాము. మూడు శిలీంద్రనాశక గాఢతలలో మనుగడపై శిలీంద్రనాశకాల ప్రభావాలను పోల్చడానికి మేము పాయిసన్ పంపిణీతో కూడిన సాధారణీకరించిన సరళ నమూనా (GLM)ను ఉపయోగించాము41,42. భేదాత్మక సమృద్ధి విశ్లేషణ కోసం, యాంప్లికాన్ సీక్వెన్స్ వేరియంట్‌ల (ASVలు) సంఖ్యను జీనస్ స్థాయిలో కుదించారు. మైక్రోబయోమ్ R43 (v1.1) లోని ఒక మాక్రోలో మోడల్ చేయబడిన బీటా జీరో-ఇన్‌ఫ్లేటెడ్ (BEZI) ఫ్యామిలీ డిస్ట్రిబ్యూషన్‌లతో, పొజిషన్, స్కేల్, మరియు షేప్ (GAMLSS) కోసం జనరలైజ్డ్ అడిటివ్ మోడల్‌ను ఉపయోగించి 16S (జీనస్ స్థాయి) మరియు 18S సాపేక్ష సమృద్ధి యొక్క సమూహాల మధ్య భేదాత్మక సమృద్ధి పోలికలు నిర్వహించబడ్డాయి. 1). భేదాత్మక విశ్లేషణకు ముందు మైటోకాన్డ్రియల్ మరియు క్లోరోప్లాస్ట్ జాతులను తొలగించండి. 18S యొక్క విభిన్న టాక్సోనమిక్ స్థాయిల కారణంగా, భేదాత్మక విశ్లేషణల కోసం ప్రతి టాక్సాన్ యొక్క అత్యల్ప స్థాయి మాత్రమే ఉపయోగించబడింది. అన్ని గణాంక విశ్లేషణలు R (v. 3.4.3., CRAN ప్రాజెక్ట్) (టీమ్ 2013) ఉపయోగించి నిర్వహించబడ్డాయి.
మాంకోజెబ్, పైరిథియోస్ట్రోబిన్ మరియు ట్రైఫ్లోక్సోస్ట్రోబిన్‌లకు గురికావడం వల్ల ఓ. కార్నిఫ్రాన్స్‌లో శరీర బరువు పెరుగుదల గణనీయంగా తగ్గింది (పటం 1). అంచనా వేసిన మూడు మోతాదులలోనూ ఈ ప్రభావాలు స్థిరంగా గమనించబడ్డాయి (పటం 1ఎ–సి). సైక్లోస్ట్రోబిన్ మరియు మైక్లోబుటానిల్ లార్వాల బరువును గణనీయంగా తగ్గించలేదు.
నాలుగు ఆహార చికిత్సల (సజాతీయ పుప్పొడి మేత + శిలీంద్రనాశకం: నియంత్రణ, 0.1X, 0.5X మరియు 1X ​​మోతాదులు) కింద మూడు సమయ పాయింట్ల వద్ద కొలిచిన కాండం తొలిచే పురుగు లార్వాల సగటు తాజా బరువు. (ఎ) తక్కువ మోతాదు (0.1X): మొదటి సమయ పాయింట్ (1వ రోజు): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, రెండవ సమయ పాయింట్ (5వ రోజు): 22.83, DF = 0.0009; మూడవ సమయ పాయింట్ (8వ రోజు): χ2: 28.39, DF = 6; (బి) సగం మోతాదు (0.5X): మొదటి సమయ పాయింట్ (1వ రోజు): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, రెండవ సమయ పాయింట్ (1వ రోజు): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; మూడవ సమయ బిందువు (8వ రోజు) χ2: 16.47, DF = 6; (సి) సైట్ లేదా పూర్తి మోతాదు (1X): మొదటి సమయ బిందువు (1వ రోజు) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, రెండవ సమయ బిందువు (5వ రోజు): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; మూడవ సమయ బిందువు (8వ రోజు): χ2: 28.39, DF = 6; నాన్‌పారామెట్రిక్ విశ్లేషణ. బార్‌లు జత పోలికల సగటు ± SEని సూచిస్తాయి (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001.
అత్యల్ప మోతాదులో (0.1X), లార్వా శరీర బరువు ట్రైఫ్లోక్సిస్ట్రోబిన్‌తో 60%, మాంకోజెబ్‌తో 49%, మైక్లోబుటానిల్‌తో 48%, మరియు పైరిథిస్ట్రోబిన్‌తో 46% తగ్గింది (పటం 1a). క్షేత్రస్థాయి మోతాదులో సగం (0.5X)కు గురిచేసినప్పుడు, మాంకోజెబ్ లార్వా శరీర బరువు 86%, పైరిథిస్ట్రోబిన్‌తో 52% మరియు ట్రైఫ్లోక్సిస్ట్రోబిన్‌తో 50% తగ్గింది (పటం 1b). మాంకోజెబ్ పూర్తి క్షేత్రస్థాయి మోతాదు (1X) లార్వా బరువును 82%, పైరిథిస్ట్రోబిన్‌తో 70%, మరియు ట్రైఫ్లోక్సిస్ట్రోబిన్, మైక్లోబుటానిల్ మరియు సంగార్డ్‌లతో సుమారుగా 30% తగ్గించింది (పటం 1c).
మాంకోజెబ్‌తో శుద్ధి చేసిన పుప్పొడిని తినిపించిన లార్వాలలో మరణాల రేటు అత్యధికంగా ఉంది, ఆ తర్వాతి స్థానాల్లో పైరిథియోస్ట్రోబిన్ మరియు ట్రైఫ్లోక్సోస్ట్రోబిన్ ఉన్నాయి. మాంకోజెబ్ మరియు పైరిటిసోలిన్ మోతాదులు పెరిగేకొద్దీ మరణాల రేటు పెరిగింది (పటం 2; పట్టిక 2). అయితే, ట్రైఫ్లోక్సోస్ట్రోబిన్ గాఢతలు పెరిగినప్పుడు మొక్కజొన్న కాండం తొలిచే పురుగు మరణాల రేటు స్వల్పంగా మాత్రమే పెరిగింది; నియంత్రణ చికిత్సలతో పోలిస్తే సైప్రోడినిల్ మరియు క్యాప్టాన్ మరణాల రేటును గణనీయంగా పెంచలేదు.
ఆరు వేర్వేరు శిలీంధ్రనాశకాలతో విడివిడిగా శుద్ధి చేసిన పుప్పొడిని తిన్న తర్వాత, కాండం తొలిచే ఈగ లార్వాల మరణాలను పోల్చారు. మొక్కజొన్న పురుగులకు నోటి ద్వారా గురైనప్పుడు మాంకోజెబ్ మరియు పెంటోపైరమైడ్ మరింత సున్నితంగా ఉన్నాయి (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (రేఖ, వాలు = 0.29, P < 0.001; వాలు = 0.24, P <0.00)).
సగటున, అన్ని చికిత్సలలో, 39.05% మంది రోగులు మహిళలు మరియు 60.95% మంది పురుషులు ఉన్నారు. నియంత్రణ చికిత్సలలో, తక్కువ-మోతాదు (0.1X) మరియు సగం-మోతాదు (0.5X) అధ్యయనాలలో మహిళల నిష్పత్తి 40% కాగా, ఫీల్డ్-మోతాదు (1X) అధ్యయనాలలో 30% ఉంది. 0.1X మోతాదు వద్ద, మాంకోజెబ్ మరియు మైక్లోబుటానిల్‌తో చికిత్స పొందిన పుప్పొడి-తినిపించిన లార్వాలలో, 33.33% వయోజనులు ఆడవారు, 22% వయోజనులు ఆడవారు, 44% వయోజన లార్వాలు ఆడవారు, 41% వయోజన లార్వాలు ఆడవారు, మరియు నియంత్రణలలో 31% ఉన్నారు (పటం 3ఎ). 0.5 రెట్ల మోతాదు వద్ద, మాంకోజెబ్ మరియు పైరిథియోస్ట్రోబిన్ సమూహంలో 33% వయోజన పురుగులు ఆడవి, ట్రైఫ్లోక్సోస్ట్రోబిన్ సమూహంలో 36%, మైక్లోబుటానిల్ సమూహంలో 41%, మరియు సైప్రోస్ట్రోబిన్ సమూహంలో 46% ఉన్నాయి. ఈ సంఖ్య క్యాప్టాన్ సమూహంలో 53% మరియు నియంత్రణ సమూహంలో 38%గా ఉంది (పటం 3బి). 1X మోతాదు వద్ద, మాంకోజెబ్ సమూహంలో 30%, పైరిథియోస్ట్రోబిన్ సమూహంలో 36%, ట్రైఫ్లోక్సోస్ట్రోబిన్ సమూహంలో 44%, మైక్లోబుటానిల్ సమూహంలో 38%, మరియు నియంత్రణ సమూహంలో 50% - 38.5% ఆడవి ఉన్నాయి (పటం 3సి).
లార్వా దశలో శిలీంద్రనాశకానికి గురిచేసిన తర్వాత ఆడ మరియు మగ తొలుచు పురుగుల శాతం. (ఎ) తక్కువ మోతాదు (0.1X). ​​(బి) సగం మోతాదు (0.5X). (సి) క్షేత్ర మోతాదు లేదా పూర్తి మోతాదు (1X).
16S సీక్వెన్స్ విశ్లేషణలో, మాంకోజెబ్‌తో చికిత్స చేసిన పుప్పొడిని తిన్న లార్వాలకు మరియు చికిత్స చేయని పుప్పొడిని తిన్న లార్వాలకు మధ్య బ్యాక్టీరియా సమూహం భిన్నంగా ఉందని తేలింది (పటం 4a). మాంకోజెబ్‌తో చికిత్స చేసిన పుప్పొడిని తిన్న లార్వాల కంటే, చికిత్స చేయని పుప్పొడిని తిన్న లార్వాల మైక్రోబియల్ ఇండెక్స్ ఎక్కువగా ఉంది (పటం 4b). సమూహాల మధ్య సమృద్ధిలో గమనించిన వ్యత్యాసం గణాంకపరంగా ముఖ్యమైనది కానప్పటికీ, చికిత్స చేయని పుప్పొడిని తిన్న లార్వాలలో గమనించిన దాని కంటే ఇది గణనీయంగా తక్కువగా ఉంది (పటం 4c). సాపేక్ష సమృద్ధి ప్రకారం, మాంకోజెబ్‌తో చికిత్స చేసిన లార్వాల కంటే, నియంత్రణ పుప్పొడిని తిన్న లార్వాల మైక్రోబయోటా మరింత వైవిధ్యంగా ఉందని తేలింది (పటం 5a). వర్ణనాత్మక విశ్లేషణలో నియంత్రణ మరియు మాంకోజెబ్‌తో చికిత్స చేసిన నమూనాలలో 28 జాతులు ఉన్నట్లు వెల్లడైంది (పటం 5b). c 18S సీక్వెన్సింగ్ ఉపయోగించి చేసిన విశ్లేషణలో ఎటువంటి ముఖ్యమైన తేడాలు కనుగొనబడలేదు (అనుబంధ పటం 2).
16S సీక్వెన్సుల ఆధారంగా రూపొందించిన SAV ప్రొఫైల్‌లను ఫైలమ్ స్థాయిలో షానన్ రిచ్‌నెస్ మరియు గమనించిన రిచ్‌నెస్‌తో పోల్చారు. (ఎ) చికిత్స చేయని పుప్పొడి తినిపించిన లేదా నియంత్రణ (నీలం) మరియు మాంకోజెబ్ తినిపించిన లార్వాలలో (నారింజ) మొత్తం సూక్ష్మజీవుల కమ్యూనిటీ నిర్మాణం ఆధారంగా ప్రిన్సిపల్ కోఆర్డినేట్ విశ్లేషణ (PCoA). ప్రతి డేటా పాయింట్ ఒక ప్రత్యేక నమూనాను సూచిస్తుంది. మల్టీవేరియేట్ t డిస్ట్రిబ్యూషన్ యొక్క బ్రే-కర్టిస్ దూరాన్ని ఉపయోగించి PCoAని లెక్కించారు. ఓవల్స్ 80% విశ్వాస స్థాయిని సూచిస్తాయి. (బి) బాక్స్‌ప్లాట్, ముడి షానన్ వెల్త్ డేటా (పాయింట్లు) మరియు (సి) గమనించదగిన వెల్త్. బాక్స్‌ప్లాట్‌లు మధ్యస్థ రేఖ, ఇంటర్‌క్వార్టైల్ రేంజ్ (IQR), మరియు 1.5 × IQR (n = 3) కోసం బాక్సులను చూపుతాయి.
మాంకోజెబ్‌తో చికిత్స చేసిన మరియు చికిత్స చేయని పుప్పొడిని తిన్న లార్వాల సూక్ష్మజీవుల సముదాయాల కూర్పు. (ఎ) లార్వాలలో చదివిన సూక్ష్మజీవుల జాతుల సాపేక్ష సమృద్ధి. (బి) గుర్తించబడిన సూక్ష్మజీవుల సముదాయాల హీట్ మ్యాప్. డెల్ఫ్టియా (ఆడ్స్ రేషియో (OR) = 0.67, P = 0.0030) మరియు సూడోమోనాస్ (OR = 0.3, P = 0.0074), మైక్రోబాక్టీరియం (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060); హీట్ మ్యాప్ వరుసలు సహసంబంధ దూరం మరియు సగటు కనెక్టివిటీని ఉపయోగించి క్లస్టర్ చేయబడ్డాయి.
మా ఫలితాలు చూపిస్తున్నదేమిటంటే, పూత దశలో విస్తృతంగా వాడే ప్రత్యక్ష (మాంకోజెబ్) మరియు వ్యవస్థాగత (పైరోస్ట్రోబిన్ మరియు ట్రైఫ్లోక్సోస్ట్రోబిన్) శిలీంధ్రనాశకాలకు నోటి ద్వారా గురికావడం వల్ల, మొక్కజొన్న లార్వాల బరువు పెరుగుదల గణనీయంగా తగ్గి, మరణాలు పెరిగాయి. అంతేకాకుండా, మాంకోజెబ్ ప్యూపాకు ముందు దశలో మైక్రోబయోమ్ యొక్క వైవిధ్యాన్ని మరియు సమృద్ధిని గణనీయంగా తగ్గించింది. మరొక వ్యవస్థాగత శిలీంధ్రనాశకమైన మైక్లోబుటానిల్, మూడు మోతాదులలోనూ లార్వా శరీర బరువు పెరుగుదలను గణనీయంగా తగ్గించింది. ఈ ప్రభావం రెండవ (5వ రోజు) మరియు మూడవ (8వ రోజు) సమయాలలో స్పష్టంగా కనిపించింది. దీనికి విరుద్ధంగా, నియంత్రణ సమూహంతో పోలిస్తే సైప్రోడినిల్ మరియు క్యాప్టాన్ బరువు పెరుగుదలను లేదా మనుగడను గణనీయంగా తగ్గించలేదు. మాకు తెలిసినంతవరకు, ప్రత్యక్ష పుప్పొడి ప్రభావం ద్వారా మొక్కజొన్న పంటలను రక్షించడానికి ఉపయోగించే వివిధ శిలీంధ్రనాశకాల క్షేత్ర మోతాదుల ప్రభావాలను నిర్ధారించిన మొట్టమొదటి అధ్యయనం ఇదే.
నియంత్రణ చికిత్సలతో పోలిస్తే అన్ని శిలీంద్రనాశక చికిత్సలు శరీర బరువు పెరుగుదలను గణనీయంగా తగ్గించాయి. లార్వా శరీర బరువు పెరుగుదలపై మాంకోజెబ్ అత్యధిక ప్రభావాన్ని చూపింది, సగటున 51% తగ్గింపుతో, దాని తర్వాత పైరిథియోస్ట్రోబిన్ ఉంది. అయితే, ఇతర అధ్యయనాలు లార్వా దశలపై శిలీంద్రనాశకాల క్షేత్ర మోతాదుల ప్రతికూల ప్రభావాలను నివేదించలేదు44. డైథియోకార్బమేట్ బయోసైడ్‌లు తక్కువ తీవ్ర విషాన్ని కలిగి ఉన్నాయని చూపినప్పటికీ45, మాంకోజెబ్ వంటి ఇథిలీన్ బిస్డైథియోకార్బమేట్‌లు (EBDCS) యూరియా ఇథిలీన్ సల్ఫైడ్‌గా క్షీణించగలవు. ఇతర జంతువులలో దాని మ్యుటాజెనిక్ ప్రభావాలను బట్టి, ఈ క్షీణత ఉత్పత్తి గమనించిన ప్రభావాలకు కారణం కావచ్చు46,47. ఇథిలీన్ థియోయూరియా ఏర్పడటం అనేది అధిక ఉష్ణోగ్రత48, తేమ స్థాయిలు49 మరియు ఉత్పత్తి నిల్వ వ్యవధి50 వంటి కారకాలచే ప్రభావితమవుతుందని మునుపటి అధ్యయనాలు చూపించాయి. బయోసైడ్‌ల కోసం సరైన నిల్వ పరిస్థితులు ఈ దుష్ప్రభావాలను తగ్గించగలవు. దీనికి అదనంగా, యూరోపియన్ ఫుడ్ సేఫ్టీ అథారిటీ పైరిథియోపైడ్ యొక్క విషపూరితత గురించి ఆందోళన వ్యక్తం చేసింది, ఇది ఇతర జంతువుల జీర్ణ వ్యవస్థలకు క్యాన్సర్ కారకంగా నిరూపించబడింది51.
మాంకోజెబ్, పైరిథియోస్ట్రోబిన్ మరియు ట్రైఫ్లోక్సోస్ట్రోబిన్‌లను నోటి ద్వారా ఇవ్వడం వల్ల మొక్కజొన్న కాండం తొలిచే పురుగు లార్వాల మరణాలు పెరుగుతాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, మైక్లోబుటానిల్, సిప్రోసైక్లిన్ మరియు క్యాప్టాన్ మరణాలపై ఎటువంటి ప్రభావం చూపలేదు. ఈ ఫలితాలు లాడుర్నర్ మరియు ఇతరుల ఫలితాలకు భిన్నంగా ఉన్నాయి.52, వారు క్యాప్టాన్ వయోజన ఓ. లిగ్నారియా మరియు ఏపిస్ మెల్లిఫెరా ఎల్. (హైమెనోప్టెరా, ఏపిసిడే) యొక్క మనుగడను గణనీయంగా తగ్గించిందని చూపించారు. అదనంగా, క్యాప్టాన్ మరియు బోస్కాలిడ్ వంటి శిలీంద్రనాశకాలు లార్వా మరణానికి కారణమవుతాయని52,53,54 లేదా ఆహారపు అలవాట్లను మారుస్తాయని55 కనుగొనబడింది. ఈ మార్పులు, పర్యవసానంగా, పుప్పొడి యొక్క పోషక నాణ్యతను మరియు అంతిమంగా లార్వా దశ యొక్క శక్తి గ్రహణాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి. నియంత్రణ సమూహంలో గమనించిన మరణాలు ఇతర అధ్యయనాలతో56,57 స్థిరంగా ఉన్నాయి.
మా పరిశోధనలో గమనించిన మగ ఈగలకు అనుకూలమైన లింగ నిష్పత్తిని, గతంలో విసెన్స్ మరియు బోష్‌లు ఓ. కార్నుటా విషయంలో సూచించినట్లుగా, పుష్పించే సమయంలో సంభోగం సరిపోకపోవడం మరియు ప్రతికూల వాతావరణ పరిస్థితులు వంటి కారకాల ద్వారా వివరించవచ్చు. మా అధ్యయనంలో ఆడ మరియు మగ ఈగలకు సంభోగం చేయడానికి నాలుగు రోజుల సమయం ఉన్నప్పటికీ (సాధారణంగా విజయవంతమైన సంభోగానికి ఈ సమయం సరిపోతుందని భావిస్తారు), ఒత్తిడిని తగ్గించడానికి మేము ఉద్దేశపూర్వకంగా కాంతి తీవ్రతను తగ్గించాము. అయితే, ఈ మార్పు అనుకోకుండా సంభోగ ప్రక్రియకు ఆటంకం కలిగించవచ్చు⁶¹. అదనంగా, ఈగలు వర్షం మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు (<5°C) వంటి ప్రతికూల వాతావరణాన్ని చాలా రోజులు ఎదుర్కొంటాయి, ఇది కూడా సంభోగ విజయంపై ప్రతికూల ప్రభావం చూపుతుంది⁴,²³.
మా అధ్యయనం మొత్తం లార్వా మైక్రోబయోమ్‌పై దృష్టి సారించినప్పటికీ, తేనెటీగల పోషణ మరియు శిలీంద్రనాశక ప్రభావానికి కీలకమైన బ్యాక్టీరియా సముదాయాల మధ్య సంభావ్య సంబంధాలపై మా ఫలితాలు అంతర్దృష్టిని అందిస్తాయి. ఉదాహరణకు, మాంకోజెబ్‌తో శుద్ధి చేసిన పుప్పొడిని తిన్న లార్వాలలో, శుద్ధి చేయని పుప్పొడిని తిన్న లార్వాలతో పోలిస్తే సూక్ష్మజీవుల సముదాయ నిర్మాణం మరియు సమృద్ధి గణనీయంగా తగ్గాయి. శుద్ధి చేయని పుప్పొడిని తినే లార్వాలలో, ప్రోటియోబాక్టీరియా మరియు యాక్టినోబాక్టీరియా అనే బ్యాక్టీరియా సమూహాలు ఆధిపత్యం వహించాయి మరియు అవి ప్రధానంగా ఏరోబిక్ లేదా ఫ్యాకల్టేటివ్లీ ఏరోబిక్‌గా ఉన్నాయి. సాధారణంగా ఒంటరి తేనెటీగల జాతులతో సంబంధం ఉన్న డెల్ఫ్ట్ బ్యాక్టీరియాకు యాంటీబయాటిక్ చర్య ఉందని తెలుసు, ఇది వ్యాధికారకాలకు వ్యతిరేకంగా సంభావ్య రక్షణ పాత్రను సూచిస్తుంది. మరొక బ్యాక్టీరియా జాతి అయిన సూడోమోనాస్, శుద్ధి చేయని పుప్పొడిని తిన్న లార్వాలలో సమృద్ధిగా ఉంది, కానీ మాంకోజెబ్‌తో శుద్ధి చేసిన లార్వాలలో గణనీయంగా తగ్గింది. మా ఫలితాలు O. బైకార్నిస్35 మరియు ఇతర ఒంటరి కందిరీగలలో34 అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే ప్రజాతులలో ఒకటిగా సూడోమోనాస్‌ను గుర్తించిన మునుపటి అధ్యయనాలకు మద్దతు ఇస్తున్నాయి. ఓ. కార్నిఫ్రాన్స్ ఆరోగ్యంలో సూడోమోనాస్ పాత్రకు సంబంధించిన ప్రయోగాత్మక ఆధారాలు అధ్యయనం చేయబడనప్పటికీ, ఈ బాక్టీరియా పీడెరస్ ఫస్సిపెస్ అనే బీటిల్‌లో రక్షణాత్మక విషపదార్థాల సంశ్లేషణను ప్రోత్సహిస్తుందని మరియు ఇన్ విట్రోలో ఆర్జినైన్ జీవక్రియను ప్రోత్సహిస్తుందని చూపబడింది 35, 65. ఈ పరిశీలనలు ఓ. కార్నిఫ్రాన్స్ లార్వాల అభివృద్ధి సమయంలో వైరల్ మరియు బాక్టీరియల్ రక్షణలో ఒక సంభావ్య పాత్రను సూచిస్తున్నాయి. మైక్రోబాక్టీరియం అనేది మా అధ్యయనంలో గుర్తించబడిన మరొక జాతి, ఇది ఆకలి పరిస్థితులలో బ్లాక్ సోల్జర్ ఫ్లై లార్వాలలో అధిక సంఖ్యలో ఉంటుందని నివేదించబడింది66. ఓ. కార్నిఫ్రాన్స్ లార్వాలలో, ఒత్తిడి పరిస్థితులలో గట్ మైక్రోబయోమ్ యొక్క సమతుల్యత మరియు స్థితిస్థాపకతకు మైక్రోబాక్టీరియా దోహదపడవచ్చు. అదనంగా, రోడోకోకస్ ఓ. కార్నిఫ్రాన్స్ లార్వాలలో కనుగొనబడింది మరియు దాని నిర్విషీకరణ సామర్థ్యాలకు ప్రసిద్ధి చెందింది67. ఈ జాతి ఏ. ఫ్లోరియా యొక్క గట్‌లో కూడా కనుగొనబడింది, కానీ చాలా తక్కువ పరిమాణంలో68. లార్వాలలో జీవక్రియ ప్రక్రియలను మార్చగల అనేక సూక్ష్మజీవుల వర్గాలలో బహుళ జన్యు వైవిధ్యాలు ఉన్నాయని మా ఫలితాలు నిరూపిస్తున్నాయి. అయినప్పటికీ, ఓ. కార్నిఫ్రాన్స్ యొక్క క్రియాత్మక వైవిధ్యంపై మరింత మెరుగైన అవగాహన అవసరం.
సారాంశంలో, మాంకోజెబ్, పైరిథియోస్ట్రోబిన్ మరియు ట్రైఫ్లోక్సోస్ట్రోబిన్ అనేవి మొక్కజొన్న కాండం తొలిచే పురుగు లార్వాల శరీర బరువు పెరుగుదలను తగ్గించి, మరణాలను పెంచాయని ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి. పరాగ సంపర్కాలపై శిలీంద్రనాశకాల ప్రభావాల గురించి ఆందోళన పెరుగుతున్నప్పటికీ, ఈ సమ్మేళనాల అవశేష జీవక్రియల ప్రభావాలను మరింత బాగా అర్థం చేసుకోవాల్సిన అవసరం ఉంది. ఈ ఫలితాలను సమీకృత పరాగ సంపర్క నిర్వహణ కార్యక్రమాల కోసం సిఫార్సులలో చేర్చవచ్చు. ఈ కార్యక్రమాలు, శిలీంద్రనాశకాలను ఎంచుకోవడం మరియు పిచికారీ చేసే సమయాన్ని మార్చడం ద్వారా, లేదా తక్కువ హానికరమైన ప్రత్యామ్నాయాల వాడకాన్ని ప్రోత్సహించడం ద్వారా, పండ్ల చెట్లు పూతకు ముందు మరియు పూత సమయంలో రైతులు కొన్ని శిలీంద్రనాశకాల వాడకాన్ని నివారించడంలో సహాయపడతాయి. పురుగుమందుల వాడకంపై సిఫార్సులను అభివృద్ధి చేయడానికి ఈ సమాచారం ముఖ్యం. ఉదాహరణకు, శిలీంద్రనాశకాలను ఎంచుకునేటప్పుడు ఇప్పటికే ఉన్న పిచికారీ కార్యక్రమాలను సర్దుబాటు చేయడం మరియు పిచికారీ సమయాన్ని మార్చడం లేదా తక్కువ ప్రమాదకరమైన ప్రత్యామ్నాయాల వాడకాన్ని ప్రోత్సహించడం వంటివి. లింగ నిష్పత్తి, ఆహారపు అలవాట్లు, గట్ మైక్రోబయోమ్ మరియు మొక్కజొన్న కాండం తొలిచే పురుగు బరువు తగ్గడం మరియు మరణానికి కారణమయ్యే అణు యంత్రాంగాలపై శిలీంద్రనాశకాల ప్రతికూల ప్రభావాలపై మరింత పరిశోధన అవసరం.
పటాలు 1 మరియు 2 లోని మూల డేటా 1, 2 మరియు 3, figshare డేటా రిపోజిటరీలో DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 మరియు https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233 వద్ద నిక్షిప్తం చేయబడ్డాయి. ప్రస్తుత అధ్యయనంలో విశ్లేషించబడిన సీక్వెన్సులు (పటాలు 4, 5), NCBI SRA రిపోజిటరీలో యాక్సెషన్ నంబర్ PRJNA1023565 క్రింద అందుబాటులో ఉన్నాయి.
బోష్, జె. మరియు కెంప్, డబ్ల్యుపి వ్యవసాయ పంటలకు పరాగసంపర్కాలుగా తేనెటీగ జాతుల అభివృద్ధి మరియు స్థాపన: ఓస్మియా ప్రజాతి ఉదాహరణ. (హైమెనోప్టెరా: మెగాచిలిడే) మరియు పండ్ల చెట్లు. బుల్. న్టోమోర్. రిసోర్స్. 92, 3–16 (2002).
పార్కర్, MG మరియు ఇతరులు. న్యూయార్క్ మరియు పెన్సిల్వేనియాలోని ఆపిల్ సాగుదారులలో పరాగ సంపర్క పద్ధతులు మరియు ప్రత్యామ్నాయ పరాగ సంపర్కాలపై అవగాహన. నవీకరణ. వ్యవసాయం. ఆహార వ్యవస్థలు. 35, 1–14 (2020).
కోచ్ I., లోన్స్‌డార్ఫ్ EW, ఆర్ట్జ్ DR, పిట్స్-సింగర్ TL మరియు రికెట్స్ TH స్థానిక తేనెటీగలను ఉపయోగించి బాదం పరాగసంపర్కం యొక్క జీవావరణ శాస్త్రం మరియు ఆర్థిక శాస్త్రం. J. ఎకనామిక్స్. Ntomore. 111, 16–25 (2018).
లీ, ఇ., హీ, వై., మరియు పార్క్, వై.-ఎల్. ట్రాగోపాన్ ఫినాలజీపై వాతావరణ మార్పు ప్రభావాలు: జనాభా నిర్వహణకు చిక్కులు. క్లైంబ్. చేంజ్ 150, 305–317 (2018).
ఆర్ట్జ్, డిఆర్ మరియు పిట్స్-సింగర్, టిఎల్ రెండు నిర్వహించబడే ఒంటరి తేనెటీగల (ఓస్మియా లిగ్నారియా మరియు మెగాచైల్ రొటుండాటా) గూడు కట్టే ప్రవర్తనపై శిలీంద్రనాశకం మరియు సహాయక స్ప్రేల ప్రభావం. ప్లోస్ వన్ 10, e0135688 (2015).
బ్యూవైస్, ఎస్. మరియు ఇతరులు. తక్కువ విషపూరితమైన పంట శిలీంధ్రనాశకం (ఫెన్‌బుకోనజోల్) మగ పునరుత్పత్తి నాణ్యత సంకేతాలకు అంతరాయం కలిగిస్తుంది, ఫలితంగా అడవి ఒంటరి తేనెటీగలలో సంభోగ విజయం తగ్గుతుంది. జె. యాప్స్. ఎకాలజీ. 59, 1596–1607 (2022).
స్గోలాస్ట్రా ఎఫ్. మరియు ఇతరులు. నియోనికోటినాయిడ్ పురుగుమందులు మరియు ఎర్గోస్టెరాల్ బయోసింథసిస్ మూడు తేనెటీగల జాతులలో సినర్జిస్టిక్ ఫంగిసైడ్ మరణాన్ని అణిచివేస్తాయి. పెస్ట్ కంట్రోల్. ది సైన్స్. 73, 1236–1243 (2017).
కుహ్నెమాన్ JG, గిల్లంగ్ J, వాన్ డైక్ MT, ఫోర్డైస్ RF. మరియు డాన్‌ఫోర్త్ BN ఒంటరి కందిరీగ లార్వాలు కాండంలో గూడు కట్టుకునే తేనెటీగలు ఓస్మియా కార్నిఫ్రాన్స్ (మెగాచిలిడే)కు పుప్పొడి ద్వారా సరఫరా చేయబడిన బ్యాక్టీరియా వైవిధ్యాన్ని మారుస్తాయి. ఫ్రంట్. మైక్రోఆర్గానిజం. 13, 1057626 (2023).
ధరంపాల్ పిఎస్, డాన్‌ఫోర్త్ బిఎన్ మరియు స్టెఫాన్ ఎస్ఎ పులియబెట్టిన పుప్పొడిలోని బాహ్య సహజీవన సూక్ష్మజీవులు ఒంటరి తేనెటీగల అభివృద్ధికి పుప్పొడి వలెనే ముఖ్యమైనవి. ఎకాలజీ. ఎవల్యూషన్. 12. e8788 (2022).
కెల్డెరర్ M, మానిసి LM, కాపుటో F మరియు తాల్‌హైమర్ M. ఆపిల్ తోటలలో పునఃవిత్తన వ్యాధులను నియంత్రించడానికి వరుసల మధ్య నాటడం: సూక్ష్మజీవి సూచికల ఆధారంగా ఒక ఆచరణాత్మక ప్రభావ అధ్యయనం. ప్లాంట్ సాయిల్ 357, 381–393 (2012).
మార్టిన్ పిఎల్, క్రావ్‌చిక్ టి., ఖోదాదాది ఎఫ్., అచిమోవిచ్ ఎస్‌జి మరియు పీటర్ కెఎ మిడ్-అట్లాంటిక్ యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో ఆపిల్‌ల చేదు తెగులు: కారణ జాతుల అంచనా మరియు ప్రాంతీయ వాతావరణ పరిస్థితులు మరియు సాగు రకాల సున్నితత్వం యొక్క ప్రభావం. ఫైటోపాథాలజీ 111, 966–981 (2021).
కల్లెన్ MG, థాంప్సన్ LJ, కరోలన్ JK, స్టౌట్ JK. మరియు స్టాన్లీ DA శిలీంద్రనాశకాలు, కలుపునాశకాలు మరియు తేనెటీగలు: ఇప్పటికే ఉన్న పరిశోధన మరియు పద్ధతుల యొక్క క్రమబద్ధమైన సమీక్ష. PLoS One 14, e0225743 (2019).
పిల్లింగ్, ED మరియు జెప్సన్, PC తేనెటీగలపై (Apis mellifera) EBI శిలీంధ్రనాశకాలు మరియు పైరెథ్రాయిడ్ కీటకనాశకాల సినర్జిస్టిక్ ప్రభావాలు. పెస్ట్స్ ది సైన్స్. 39, 293–297 (1993).
ముస్సెన్, EC, లోపెజ్, JE మరియు పెంగ్, CY తేనెటీగ లార్వా అపిస్ మెల్లిఫెరా L. (హైమెనోప్టెరా: అపిడే) పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిపై ఎంపిక చేసిన శిలీంధ్రనాశకాల ప్రభావం. వెడ్నెస్డే. నొటోమోర్. 33, 1151-1154 (2004).
వాన్ డైక్, ఎం., ముల్లెన్, ఇ., విక్‌స్టెడ్, డి., మరియు మెక్‌ఆర్ట్, ఎస్. చెట్ల తోటలలో పరాగ సంపర్కాలను రక్షించడానికి పురుగుమందుల వాడకం కోసం నిర్ణయ మార్గదర్శి (కార్నెల్ విశ్వవిద్యాలయం, 2018).
ఇవాసాకి, జె.ఎం. మరియు హోగెన్‌డూర్న్, కె. తేనెటీగలు పురుగుమందులు కాని వాటికి గురికావడం: పద్ధతులు మరియు నివేదించబడిన ఫలితాల సమీక్ష. వ్యవసాయం. పర్యావరణ వ్యవస్థ. బుధవారం. 314, 107423 (2021).
కోపిట్ AM, క్లింగర్ E, కాక్స్-ఫోస్టర్ DL, రామిరేజ్ RA. మరియు పిట్స్-సింగర్ TL ఓస్మియా లిగ్నారియా (హైమెనోప్టెరా: మెగాచిలిడే) యొక్క లార్వా అభివృద్ధిపై సరఫరా రకం మరియు పురుగుమందుల ప్రభావం. వెడ్నెస్డే. నొటోమోర్. 51, 240–251 (2022).
కోపిట్ AM మరియు పిట్స్-సింగర్ TL ఒంటరి ఖాళీ-గూడు తేనెటీగలకు పురుగుమందుల బహిర్గతం యొక్క మార్గాలు. వెడ్నెస్డే. న్టోమోర్. 47, 499–510 (2018).
పాన్, ఎన్.టి. మరియు ఇతరులు. వయోజన జపనీస్ తోట తేనెటీగలలో (ఓస్మియా కార్నిఫ్రాన్స్) పురుగుమందుల విషాన్ని అంచనా వేయడానికి ఒక కొత్త అంతర్గ్రహణ బయోఅస్సే ప్రోటోకాల్. ది సైన్స్. రిపోర్ట్స్ 10, 9517 (2020).