ફૂગનાશક પૂરક એકાંત મેસન મધમાખીઓમાં ચોખ્ખી ઉર્જા લાભ અને માઇક્રોબાયોમ વિવિધતા ઘટાડે છે.

Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર. તમે જે બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છો તેના વર્ઝનમાં મર્યાદિત CSS સપોર્ટ છે. શ્રેષ્ઠ પરિણામો માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે તમારા બ્રાઉઝરના નવા વર્ઝનનો ઉપયોગ કરો (અથવા ઇન્ટરનેટ એક્સપ્લોરરમાં સુસંગતતા મોડને અક્ષમ કરો). આ દરમિયાન, ચાલુ સપોર્ટ સુનિશ્ચિત કરવા માટે, અમે સ્ટાઇલિંગ અથવા JavaScript વિના સાઇટ પ્રદર્શિત કરી રહ્યા છીએ.
ફૂગનાશકોનો ઉપયોગ ઘણીવાર ઝાડના ફળના ફૂલો દરમિયાન થાય છે અને તે જંતુના પરાગ રજકોને ધમકી આપી શકે છે. જોકે, બિન-મધમાખી પરાગ રજકો (દા.ત., એકાંત મધમાખીઓ, ઓસ્મિયા કોર્નિફ્રોન્સ) ફૂલો દરમિયાન સફરજન પર સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા સંપર્ક અને પ્રણાલીગત ફૂગનાશકો પ્રત્યે કેવી પ્રતિક્રિયા આપે છે તે વિશે બહુ ઓછું જાણીતું છે. આ જ્ઞાન અંતર સલામત સાંદ્રતા અને ફૂગનાશક છંટકાવના સમયને નક્કી કરતા નિયમનકારી નિર્ણયોને મર્યાદિત કરે છે. અમે બે સંપર્ક ફૂગનાશકો (કેપ્ટન અને મેન્કોઝેબ) અને ચાર ઇન્ટરલેયર/ફાઇટોસિસ્ટમ ફૂગનાશકો (સિપ્રોસાયક્લિન, માયક્લોબ્યુટેનિલ, પાયરોસ્ટ્રોબિન અને ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિન) ની અસરોનું મૂલ્યાંકન કર્યું. લાર્વાના વજનમાં વધારો, અસ્તિત્વ, લિંગ ગુણોત્તર અને બેક્ટેરિયલ વિવિધતા પર અસરો. મૂલ્યાંકન ક્રોનિક ઓરલ બાયોસેનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું જેમાં પરાગની સારવાર હાલમાં ખેતરના ઉપયોગ માટે ભલામણ કરેલ માત્રા (1X), અડધી માત્રા (0.5X) અને ઓછી માત્રા (0.1X) ના આધારે ત્રણ ડોઝમાં કરવામાં આવી હતી. મેન્કોઝેબ અને પાયરિટિસોલિનના તમામ ડોઝથી શરીરના વજન અને લાર્વાના અસ્તિત્વમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો હતો. ત્યારબાદ અમે 16S જનીનનું અનુક્રમણ કર્યું જેથી મેન્કોઝેબના લાર્વા બેક્ટેરિયમ, જે સૌથી વધુ મૃત્યુદર માટે જવાબદાર ફૂગનાશક છે, તેનું લક્ષણ દર્શાવી શકાય. અમને જાણવા મળ્યું કે મેન્કોઝેબ-ટ્રીટેડ પરાગ પર ખવડાવવામાં આવેલા લાર્વામાં બેક્ટેરિયલ વિવિધતા અને વિપુલતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે. અમારા પ્રયોગશાળાના પરિણામો સૂચવે છે કે ફૂલો દરમિયાન આમાંના કેટલાક ફૂગનાશકોનો છંટકાવ ખાસ કરીને ઓ. કોર્નિફ્રોનના સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકારક છે. આ માહિતી ફળ વૃક્ષ સંરક્ષણ ઉત્પાદનોના ટકાઉ ઉપયોગ અંગે ભવિષ્યના સંચાલન નિર્ણયો માટે સુસંગત છે અને પરાગ રજકોને સુરક્ષિત રાખવાના હેતુથી નિયમનકારી પ્રક્રિયાઓ માટે આધાર તરીકે સેવા આપે છે.
એકાંત મેસન મધમાખી ઓસ્મિયા કોર્નિફ્રોન્સ (હાયમેનોપ્ટેરા: મેગાચિલિડે) 1970 ના દાયકાના અંતમાં અને 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં જાપાનથી યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં રજૂ કરવામાં આવી હતી, અને ત્યારથી આ પ્રજાતિએ સંચાલિત ઇકોસિસ્ટમમાં મહત્વપૂર્ણ પરાગ રજકણ ભૂમિકા ભજવી છે. આ મધમાખીની કુદરતી વસ્તી જંગલી મધમાખીઓની લગભગ 50 પ્રજાતિઓનો ભાગ છે જે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં બદામ અને સફરજનના બગીચાઓનું પરાગનયન કરતી મધમાખીઓને પૂરક બનાવે છે2,3. મેસન મધમાખીઓ ઘણા પડકારોનો સામનો કરે છે, જેમાં રહેઠાણના વિભાજન, રોગકારક જીવાણુઓ અને જંતુનાશકો3,4નો સમાવેશ થાય છે. જંતુનાશકોમાં, ફૂગનાશકો ઊર્જા લાભ, ચારો5 અને શરીરની સ્થિતિસ્થાપકતા6,7 ઘટાડે છે. જોકે તાજેતરના સંશોધનો સૂચવે છે કે મેસન મધમાખીઓનું સ્વાસ્થ્ય કોમેન્સલ અને એક્ટોબેક્ટિક સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા સીધું પ્રભાવિત થાય છે, 8,9 કારણ કે બેક્ટેરિયા અને ફૂગ પોષણ અને રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવોને પ્રભાવિત કરી શકે છે, મેસન મધમાખીઓની માઇક્રોબાયલ વિવિધતા પર ફૂગનાશકના સંપર્કની અસરોનો અભ્યાસ શરૂ થયો છે.
સફરજનના સ્કેબ, કડવો સડો, ભૂરા સડો અને પાવડરી માઇલ્ડ્યુ જેવા રોગોની સારવાર માટે ફૂલો પહેલાં અને તે દરમિયાન બગીચાઓમાં વિવિધ અસરો (સંપર્ક અને પ્રણાલીગત) ના ફૂગનાશકોનો છંટકાવ કરવામાં આવે છે10,11. ફૂગનાશકો પરાગ રજકો માટે હાનિકારક માનવામાં આવે છે, તેથી ફૂલોના સમયગાળા દરમિયાન માળીઓને તેમની ભલામણ કરવામાં આવે છે; મધમાખીઓ દ્વારા આ ફૂગનાશકોનો સંપર્ક અને ઇન્જેશન પ્રમાણમાં જાણીતું છે, કારણ કે તે યુએસ પર્યાવરણીય સંરક્ષણ એજન્સી અને ઘણી અન્ય રાષ્ટ્રીય નિયમનકારી એજન્સીઓ દ્વારા જંતુનાશક નોંધણી પ્રક્રિયાનો એક ભાગ છે12,13,14. જો કે, બિન-મધમાખીઓ પર ફૂગનાશકોની અસરો ઓછી જાણીતી છે કારણ કે તે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં માર્કેટિંગ અધિકૃતતા કરારો હેઠળ જરૂરી નથી15. વધુમાં, એકલ મધમાખીઓનું પરીક્ષણ કરવા માટે સામાન્ય રીતે કોઈ પ્રમાણિત પ્રોટોકોલ નથી16,17, અને પરીક્ષણ માટે મધમાખીઓ પૂરી પાડતી વસાહતોની જાળવણી પડકારજનક છે18. જંગલી મધમાખીઓ પર જંતુનાશકોની અસરોનો અભ્યાસ કરવા માટે યુરોપ અને યુએસએમાં વિવિધ સંચાલિત મધમાખીઓના પરીક્ષણો વધુને વધુ હાથ ધરવામાં આવી રહ્યા છે, અને તાજેતરમાં O. cornifrons19 માટે પ્રમાણિત પ્રોટોકોલ વિકસાવવામાં આવ્યા છે.
શિંગડાવાળી મધમાખીઓ મોનોસાઇટ્સ હોય છે અને મધમાખીઓના પૂરક અથવા રિપ્લેસમેન્ટ તરીકે કાર્પ પાકમાં વ્યાપારી રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ મધમાખીઓ માર્ચ અને એપ્રિલ વચ્ચે ઉભરી આવે છે, જેમાં અકાળ નર મધમાખીઓ માદા મધમાખીઓ કરતાં ત્રણથી ચાર દિવસ પહેલા ઉભરી આવે છે. સમાગમ પછી, માદા ટ્યુબ્યુલર માળાના પોલાણ (કુદરતી અથવા કૃત્રિમ) માં બ્રુડ કોષોની શ્રેણી પૂરી પાડવા માટે સક્રિયપણે પરાગ અને અમૃત એકત્રિત કરે છે. ઇંડા કોષોની અંદર પરાગ પર મૂકવામાં આવે છે; પછી માદા આગામી કોષ તૈયાર કરતા પહેલા માટીની દિવાલ બનાવે છે. પ્રથમ ઇન્સ્ટાર લાર્વા કોરિયનમાં બંધ હોય છે અને ગર્ભ પ્રવાહી ખાય છે. બીજાથી પાંચમા ઇન્સ્ટાર (પ્રીપ્યુપા) સુધી, લાર્વા પરાગ ખાય છે22. એકવાર પરાગ પુરવઠો સંપૂર્ણપણે ખાલી થઈ જાય, પછી લાર્વા કોકૂન બનાવે છે, પ્યુપેટ કરે છે અને તે જ બ્રુડ ચેમ્બરમાં પુખ્ત વયના લોકો તરીકે ઉભરી આવે છે, સામાન્ય રીતે ઉનાળાના અંતમાં20,23. પુખ્ત વયના લોકો આગામી વસંતમાં ઉભરી આવે છે. પુખ્ત વયના લોકો ખોરાકના સેવનના આધારે ચોખ્ખી ઉર્જા વધારો (વજન વધારો) સાથે સંકળાયેલા છે. આમ, પરાગની પોષણ ગુણવત્તા, તેમજ હવામાન અથવા જંતુનાશકોના સંપર્ક જેવા અન્ય પરિબળો અસ્તિત્વ અને આરોગ્યના નિર્ણાયક છે24.
ફૂલો પહેલાં લાગુ કરાયેલા જંતુનાશકો અને ફૂગનાશકો છોડના વાહિનીઓમાં વિવિધ ડિગ્રી સુધી ખસેડવામાં સક્ષમ છે, ટ્રાન્સલેમિનાર (દા.ત., પાંદડાની ઉપરની સપાટીથી નીચેની સપાટી પર જવા માટે સક્ષમ, કેટલાક ફૂગનાશકોની જેમ) 25 થી ખરેખર પ્રણાલીગત અસરો સુધી. , જે મૂળમાંથી તાજમાં પ્રવેશ કરી શકે છે, સફરજનના ફૂલોના અમૃતમાં પ્રવેશ કરી શકે છે26, જ્યાં તેઓ પુખ્ત O. કોર્નિફ્રોન્સ27 ને મારી શકે છે. કેટલાક જંતુનાશકો પરાગમાં પણ પ્રવેશ કરે છે, જે મકાઈના લાર્વાના વિકાસને અસર કરે છે અને તેમના મૃત્યુનું કારણ બને છે19. અન્ય અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે કેટલાક ફૂગનાશકો સંબંધિત પ્રજાતિઓ O. લિગ્નારિયા28 ના માળાના વર્તનમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરી શકે છે. વધુમાં, જંતુનાશકોના સંપર્કના દૃશ્યો (ફૂગનાશકો સહિત) નું અનુકરણ કરતા પ્રયોગશાળા અને ક્ષેત્ર અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે જંતુનાશકો શરીરવિજ્ઞાન 22 મોર્ફોલોજી 29 અને મધમાખીઓ અને કેટલીક એકલી મધમાખીઓના અસ્તિત્વને નકારાત્મક અસર કરે છે. ફૂલો દરમિયાન ખુલ્લા ફૂલો પર સીધા લાગુ કરાયેલા વિવિધ ફૂગનાશક સ્પ્રે પુખ્ત વયના લોકો દ્વારા લાર્વાના વિકાસ માટે એકત્રિત કરાયેલા પરાગને દૂષિત કરી શકે છે, જેની અસરોનો અભ્યાસ કરવાનો બાકી છે30.
તે વધુને વધુ માન્યતા પ્રાપ્ત થઈ છે કે લાર્વાનો વિકાસ પાચનતંત્રના પરાગ અને સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે. મધમાખીનો માઇક્રોબાયોમ શરીરના વજન31, ચયાપચયમાં ફેરફાર22 અને રોગકારક જીવાણુઓ પ્રત્યે સંવેદનશીલતા32 જેવા પરિમાણોને પ્રભાવિત કરે છે. અગાઉના અભ્યાસોમાં એકાંત મધમાખીઓના માઇક્રોબાયોમ પર વિકાસના તબક્કા, પોષક તત્વો અને પર્યાવરણના પ્રભાવની તપાસ કરવામાં આવી છે. આ અભ્યાસોમાં એકાંત મધમાખી પ્રજાતિઓમાં લાર્વા અને પરાગ માઇક્રોબાયોમ33, તેમજ સૌથી સામાન્ય બેક્ટેરિયલ જાતિ સ્યુડોમોનાસ અને ડેલ્ફિયાની રચના અને વિપુલતામાં સમાનતાઓ જાહેર થઈ છે. જો કે, ફૂગનાશકોને મધમાખીના સ્વાસ્થ્યને સુરક્ષિત રાખવા માટેની વ્યૂહરચના સાથે સાંકળવામાં આવ્યા હોવા છતાં, સીધા મૌખિક સંપર્ક દ્વારા લાર્વા માઇક્રોબાયોટા પર ફૂગનાશકોની અસરો અન્વેષિત રહે છે.
આ અભ્યાસમાં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ઝાડના ફળ પર ઉપયોગ માટે નોંધાયેલા છ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ફૂગનાશકોના વાસ્તવિક-વિશ્વના ડોઝની અસરોનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું, જેમાં દૂષિત ખોરાકમાંથી મકાઈના શિંગડાના કીડાના લાર્વાને મૌખિક રીતે આપવામાં આવતા સંપર્ક અને પ્રણાલીગત ફૂગનાશકોનો સમાવેશ થાય છે. અમને જાણવા મળ્યું કે સંપર્ક અને પ્રણાલીગત ફૂગનાશકોએ મધમાખીના શરીરના વજનમાં વધારો અને મૃત્યુદરમાં વધારો કર્યો, જેમાં મેન્કોઝેબ અને પાયરિથિઓપાઇડ સાથે સંકળાયેલી સૌથી ગંભીર અસરો હતી. ત્યારબાદ અમે મેન્કોઝેબ-સારવાર કરાયેલા પરાગ આહાર પર ખવડાવવામાં આવેલા લાર્વાની માઇક્રોબાયલ વિવિધતાની તુલના નિયંત્રણ આહાર પર ખવડાવવામાં આવેલા લોકો સાથે કરી. અમે સંકલિત જંતુ અને પરાગ રજક વ્યવસ્થાપન (IPPM)36 કાર્યક્રમો માટે મૃત્યુદર અને અસરો અંતર્ગત સંભવિત પદ્ધતિઓની ચર્ચા કરીએ છીએ.
કોકૂનમાં શિયાળા દરમિયાન રહેતા પુખ્ત ઓ. કોર્નિફ્રોન, બિગલરવિલે, પીએમાંથી મેળવવામાં આવ્યા હતા અને −3 થી 2°C (±0.3°C) તાપમાને સંગ્રહિત કરવામાં આવ્યા હતા. પ્રયોગ પહેલાં (કુલ 600 કોકૂન). મે 2022 માં, 100 ઓ. કોર્નિફ્રોન કોકૂનને દરરોજ પ્લાસ્ટિકના કપમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવ્યા હતા (કપ દીઠ 50 કોકૂન, DI 5 સેમી × 15 સેમી લાંબા) અને કપની અંદર વાઇપ્સ મૂકવામાં આવ્યા હતા જેથી ખોલવાને પ્રોત્સાહન મળે અને ચાવવા યોગ્ય સબસ્ટ્રેટ મળે, જેનાથી પથ્થરની મધમાખીઓ પર તણાવ ઓછો થાય. કોકૂન ધરાવતા બે પ્લાસ્ટિક કપને જંતુના પાંજરામાં (30 × 30 × 30 સેમી, બગડોર્મ મેગાવ્યૂ સાયન્સ કંપની લિમિટેડ, તાઇવાન) 50% સુક્રોઝ સોલ્યુશન ધરાવતા 10 મિલી ફીડર સાથે મૂકો અને બંધ અને સમાગમ સુનિશ્ચિત કરવા માટે ચાર દિવસ માટે સ્ટોર કરો. 23°C, સંબંધિત ભેજ 60%, ફોટોપીરિયડ 10 l (ઓછી તીવ્રતા): 14 દિવસ. સફરજનના ફૂલોના સમયગાળા દરમિયાન છ દિવસ (દિવસ દીઠ 100) માટે દરરોજ સવારે 100 સંવનન પામેલા માદા અને નર છોડવામાં આવ્યા હતા (ફાંદોનો માળો: પહોળાઈ 33.66 × ઊંચાઈ 30.48 × લંબાઈ 46.99 સેમી; પૂરક આકૃતિ 1). પેન્સિલવેનિયા સ્ટેટ આર્બોરેટમ ખાતે ચેરી (પ્રુનસ સેરાસસ 'યુબેંક' સ્વીટ ચેરી પાઇ™), પીચ (પ્રુનસ પર્સિકા 'કોન્ટેન્ડર'), પ્રુનસ પર્સિકા 'પીએફ 27એ' ફ્લેમિન ફ્યુરી®), પિઅર (પાયરસ પેરીફોલિયા 'ઓલિમ્પિક', પાયરસ પેરીફોલિયા 'શિંકો', પાયરસ પેરીફોલિયા 'શિંસેકી'), કોરોનારિયા એપલ ટ્રી (માલુસ કોરોનારિયા) અને સફરજનના વૃક્ષોની અસંખ્ય જાતો (માલુસ કોરોનારિયા, માલુસ), ઘરેલું એપલ ટ્રી 'કો-ઓપ 30′ એન્ટરપ્રાઇઝ™, માલુસ એપલ ટ્રી 'કો-ઓપ 31′ વાઇનક્રિસ્પ™, બેગોનિયા 'ફ્રીડમ', બેગોનિયા 'ગોલ્ડન ડેલિશિયસ', બેગોનિયા 'નોવા સ્પાય') ની નજીક મૂકવામાં આવે છે. દરેક વાદળી પ્લાસ્ટિક બર્ડહાઉસ બે લાકડાના બોક્સની ટોચ પર ફિટ થાય છે. દરેક નેસ્ટ બોક્સમાં 800 ખાલી ક્રાફ્ટ પેપર ટ્યુબ (સર્પાકાર ખુલ્લી, 0.8 સેમી ID × 15 સેમી L) (જોન્સવિલે પેપર ટ્યુબ કંપની, મિશિગન) અપારદર્શક સેલોફેન ટ્યુબમાં દાખલ કરવામાં આવતી હતી (0.7 OD જુઓ પ્લાસ્ટિક પ્લગ (T-1X પ્લગ) નેસ્ટિંગ સાઇટ્સ પ્રદાન કરે છે.
બંને માળાના બોક્સ પૂર્વ તરફ હતા અને ઉંદરો અને પક્ષીઓના પ્રવેશને રોકવા માટે લીલા પ્લાસ્ટિકના બગીચાના વાડ (એવરબિલ્ટ મોડેલ #889250EB12, ખુલવાનું કદ 5 × 5 સેમી, 0.95 મીટર × 100 મીટર) થી ઢંકાયેલા હતા અને માળાના બોક્સ માટીના બોક્સની બાજુમાં માટીની સપાટી પર મૂકવામાં આવ્યા હતા. માળાના બોક્સ (પૂરક આકૃતિ 1a). માળાઓમાંથી 30 નળીઓ એકત્રિત કરીને અને તેમને પ્રયોગશાળામાં લઈ જઈને દરરોજ કોર્ન બોરર ઇંડા એકત્રિત કરવામાં આવતા હતા. કાતરનો ઉપયોગ કરીને, નળીના છેડે એક કટ બનાવો, પછી બ્રુડ કોષોને ખુલ્લા પાડવા માટે સર્પાકાર નળીને ડિસએસેમ્બલ કરો. વક્ર સ્પેટુલા (માઈક્રોસ્લાઈડ ટૂલ કીટ, બાયોક્વિપ પ્રોડક્ટ્સ ઇન્ક., કેલિફોર્નિયા) નો ઉપયોગ કરીને વ્યક્તિગત ઇંડા અને તેમના પરાગ દૂર કરવામાં આવ્યા હતા. ઇંડાને ભીના ફિલ્ટર કાગળ પર ઉકાળવામાં આવ્યા હતા અને અમારા પ્રયોગોમાં ઉપયોગ કરતા પહેલા 2 કલાક માટે પેટ્રી ડીશમાં મૂકવામાં આવ્યા હતા (પૂરક આકૃતિ 1b-d).
પ્રયોગશાળામાં, અમે સફરજનના ફૂલ પહેલાં અને તે દરમિયાન ત્રણ સાંદ્રતા (0.1X, 0.5X, અને 1X, જ્યાં 1X એ 100 ગેલન પાણી/એકર દીઠ લાગુ કરાયેલ ગુણ છે) પર છ ફૂગનાશકોની મૌખિક ઝેરીતાનું મૂલ્યાંકન કર્યું. ઉચ્ચ ક્ષેત્ર માત્રા = ખેતરમાં સાંદ્રતા). , કોષ્ટક 1). દરેક સાંદ્રતા 16 વખત પુનરાવર્તિત કરવામાં આવી હતી (n = 16). બે સંપર્ક ફૂગનાશકો (કોષ્ટક S1: મેન્કોઝેબ 2696.14 ppm અને કેપ્ટન 2875.88 ppm) અને ચાર પ્રણાલીગત ફૂગનાશકો (કોષ્ટક S1: પાયરિથિઓસ્ટ્રોબિન 250.14 ppm; ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિન 110.06 ppm; માયક્લોબ્યુટાનિલ એઝોલ 75 .12 ppm; સાયપ્રોડિનીલ 280.845 ppm) ફળો, શાકભાજી અને સુશોભન પાક માટે ઝેરી. અમે ગ્રાઇન્ડરનો ઉપયોગ કરીને પરાગને એકરૂપ બનાવ્યો, 0.20 ગ્રામને કૂવામાં (24-કુવા ફાલ્કન પ્લેટ) સ્થાનાંતરિત કર્યો, અને 1 μL ફૂગનાશક દ્રાવણ ઉમેરીને 1 મીમી ઊંડા કુવાઓ સાથે પિરામિડલ પરાગ બનાવવા માટે મિશ્રિત કર્યું જેમાં ઇંડા મૂકવામાં આવ્યા હતા. એક નાના સ્પેટુલાનો ઉપયોગ કરીને મૂકો (પૂરક આકૃતિ 1c,d). ફાલ્કન પ્લેટોને ઓરડાના તાપમાને (25°C) અને 70% સંબંધિત ભેજ પર સંગ્રહિત કરવામાં આવી હતી. અમે તેમની સરખામણી શુદ્ધ પાણીથી સારવાર કરાયેલ એકરૂપ પરાગ આહાર ખવડાવતા નિયંત્રણ લાર્વા સાથે કરી. અમે વિશ્લેષણાત્મક સંતુલનનો ઉપયોગ કરીને મૃત્યુદર રેકોર્ડ કર્યો અને લાર્વા પ્રીપ્યુપલ ઉંમર સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી દર બીજા દિવસે લાર્વાનું વજન માપ્યું (ફિશર સાયન્ટિફિક, ચોકસાઈ = 0.0001 ગ્રામ). અંતે, 2.5 મહિના પછી કોકૂન ખોલીને લિંગ ગુણોત્તરનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું.
આખા O. કોર્નિફ્રોન્સ લાર્વામાંથી DNA કાઢવામાં આવ્યું હતું (સારવારની સ્થિતિ દીઠ n = 3, મેન્કોઝેબ-સારવાર કરાયેલ અને સારવાર ન કરાયેલ પરાગ) અને અમે આ નમૂનાઓ પર માઇક્રોબાયલ વિવિધતા વિશ્લેષણ કર્યું, ખાસ કરીને કારણ કે મેન્કોઝેબમાં લાર્વામાં સૌથી વધુ મૃત્યુદર જોવા મળ્યો હતો. MnZn પ્રાપ્ત કરીને. DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA કીટ (Zymo Research, Irvine, CA) નો ઉપયોગ કરીને DNA ને વિસ્તૃત, શુદ્ધ કરવામાં આવ્યું હતું, અને v3 કીટનો ઉપયોગ કરીને Illumina® MiSeq™ પર સિક્વન્સ (600 ચક્ર) કરવામાં આવ્યું હતું. 16S rRNA જનીનના V3-V4 પ્રદેશને લક્ષ્ય બનાવતા પ્રાઇમર્સનો ઉપયોગ કરીને Quick-16S™ NGS લાઇબ્રેરી પ્રેપ કીટ (Zymo Research, Irvine, CA) નો ઉપયોગ કરીને બેક્ટેરિયલ 16S રિબોસોમલ RNA જનીનોનું લક્ષિત ક્રમ કરવામાં આવ્યું હતું. વધુમાં, 18S સિક્વન્સિંગ 10% PhiX સમાવેશનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું, અને પ્રાઇમર જોડી 18S001 અને NS4 નો ઉપયોગ કરીને એમ્પ્લીફિકેશન કરવામાં આવ્યું હતું.
QIIME2 પાઇપલાઇન (v2022.11.1) નો ઉપયોગ કરીને જોડીવાળા વાંચનો આયાત કરો અને પ્રક્રિયા કરો. આ વાંચનોને સુવ્યવસ્થિત અને મર્જ કરવામાં આવ્યા હતા, અને QIIME2 (qiime dada2 noise pairing)40 માં DADA2 પ્લગઇનનો ઉપયોગ કરીને કાઇમરિક સિક્વન્સ દૂર કરવામાં આવ્યા હતા. 16S અને 18S ક્લાસ અસાઇનમેન્ટ ઑબ્જેક્ટ ક્લાસિફાયર પ્લગઇન Classify-sklearn અને પૂર્વ-પ્રશિક્ષિત આર્ટિફેક્ટ silva-138-99-nb-classifier નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યા હતા.
બધા પ્રાયોગિક ડેટાની સામાન્યતા (શાપિરો-વિલ્ક્સ) અને ભિન્નતાઓની એકરૂપતા (લેવેનનો ટેસ્ટ) માટે તપાસ કરવામાં આવી હતી. ડેટા સેટ પેરામેટ્રિક વિશ્લેષણની ધારણાઓને પૂર્ણ કરતો ન હોવાથી અને રૂપાંતર અવશેષોને પ્રમાણિત કરવામાં નિષ્ફળ ગયું હોવાથી, અમે લાર્વા તાજા વજન પર સારવારની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે બે પરિબળો [સમય (ત્રણ-તબક્કો 2, 5, અને 8 દિવસના સમય બિંદુઓ) અને ફૂગનાશક] સાથે નોનપેરામેટ્રિક ટુ-વે ANOVA (ક્રુસ્કલ-વોલિસ) કર્યું, પછી વિલ્કોક્સન ટેસ્ટનો ઉપયોગ કરીને પોસ્ટ હોક નોનપેરામેટ્રિક જોડીવાઇઝ સરખામણીઓ કરવામાં આવી. અમે ત્રણ ફૂગનાશક સાંદ્રતામાં અસ્તિત્વ પર ફૂગનાશકોની અસરોની તુલના કરવા માટે પોઈસન વિતરણ સાથે સામાન્યકૃત રેખીય મોડેલ (GLM) નો ઉપયોગ કર્યો41,42. વિભેદક વિપુલતા વિશ્લેષણ માટે, એમ્પ્લીકોન સિક્વન્સ વેરિઅન્ટ્સ (ASVs) ની સંખ્યા જીનસ સ્તરે સંકુચિત કરવામાં આવી હતી. 16S (જીનસ લેવલ) અને 18S રિલેટિવ એમ્બ્યુલન્સનો ઉપયોગ કરતા જૂથો વચ્ચે વિભેદક વિપુલતાની તુલના બીટા શૂન્ય-ફુલાયેલ (BEZI) ફેમિલી ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સાથે પોઝિશન, સ્કેલ અને આકાર (GAMLSS) માટે સામાન્યકૃત એડિટિવ મોડેલનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવી હતી, જે માઇક્રોબાયોમ R43 (v1.1) માં મેક્રો પર મોડેલ કરવામાં આવી હતી. 1). વિભેદક વિશ્લેષણ પહેલાં મિટોકોન્ડ્રીયલ અને ક્લોરોપ્લાસ્ટ પ્રજાતિઓ દૂર કરો. 18S ના વિવિધ વર્ગીકરણ સ્તરોને કારણે, વિભેદક વિશ્લેષણ માટે દરેક ટેક્સનનો ફક્ત સૌથી નીચો સ્તરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. બધા આંકડાકીય વિશ્લેષણ R (v. 3.4.3., CRAN પ્રોજેક્ટ) (ટીમ 2013) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યા હતા.
મેન્કોઝેબ, પાયરિથિઓસ્ટ્રોબિન અને ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિનના સંપર્કમાં આવવાથી ઓ. કોર્નિફ્રોન્સમાં શરીરના વજનમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો (આકૃતિ 1). આ અસરો મૂલ્યાંકન કરાયેલા ત્રણેય ડોઝ માટે સતત જોવા મળી હતી (આકૃતિ 1a–c). સાયક્લોસ્ટ્રોબિન અને માયક્લોબ્યુટેનિલથી લાર્વાનું વજન નોંધપાત્ર રીતે ઓછું થયું ન હતું.
ચાર આહાર સારવાર (સમાન પરાગ ખોરાક + ફૂગનાશક: નિયંત્રણ, 0.1X, 0.5X અને 1X ડોઝ) હેઠળ ત્રણ સમય બિંદુઓ પર માપવામાં આવેલા સ્ટેમ બોરર લાર્વાના સરેરાશ તાજા વજન. (a) ઓછી માત્રા (0.1X): પ્રથમ સમય બિંદુ (દિવસ 1): χ2: 30.99, DF = 6; P < 0.0001, બીજો સમય બિંદુ (દિવસ 5): 22.83, DF = 0.0009; ત્રીજી વખત; બિંદુ (દિવસ 8): χ2: 28.39, DF = 6; (b) અડધી માત્રા (0.5X): પ્રથમ સમય બિંદુ (દિવસ 1): χ2: 35.67, DF = 6; P < 0.0001, બીજો સમય બિંદુ (દિવસ 1). ): χ2: 15.98, DF = 6; P = 0.0090; ત્રીજો સમય બિંદુ (દિવસ 8) χ2: 16.47, DF = 6; (c) સ્થળ અથવા સંપૂર્ણ માત્રા (1X): પ્રથમ સમય બિંદુ (દિવસ 1) χ2: 20.64, P = 6; P = 0.0326, બીજો સમય બિંદુ (દિવસ 5): χ2: 22.83, DF = 6; P = 0.0009; ત્રીજો સમય બિંદુ (દિવસ 8): χ2: 28.39, DF = 6; ભિન્નતાનું બિન-પેરામેટ્રિક વિશ્લેષણ. બાર જોડીવાર સરખામણીના સરેરાશ ± SE (α = 0.05) (n = 16) *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.001, ***P ≤ 0.0001 દર્શાવે છે.
સૌથી ઓછી માત્રા (0.1X) પર, ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિનથી લાર્વાના શરીરના વજનમાં 60%, મેન્કોઝેબથી 49%, માયક્લોબ્યુટાનિલથી 48% અને પાયરિથિસ્ટ્રોબિનથી 46% ઘટાડો થયો (આકૃતિ 1a). ફિલ્ડ ડોઝના અડધા (0.5X) સંપર્કમાં આવવાથી, મેન્કોઝેબ લાર્વાના શરીરના વજનમાં 86%, પાયરિથિઓસ્ટ્રોબિનથી 52% અને ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિનથી 50% ઘટાડો થયો (આકૃતિ 1b). મેન્કોઝેબના સંપૂર્ણ ફિલ્ડ ડોઝ (1X) થી લાર્વાના વજનમાં 82%, પાયરિથિઓસ્ટ્રોબિનથી 70% અને ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિન, માયક્લોબ્યુટાનિલ અને સેંગાર્ડથી લગભગ 30% ઘટાડો થયો (આકૃતિ 1c).
મેન્કોઝેબ-સારવાર કરાયેલા પરાગ ખવડાવેલા લાર્વામાં મૃત્યુદર સૌથી વધુ હતો, ત્યારબાદ પાયરિથિઓસ્ટ્રોબિન અને ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિનનો ક્રમ આવે છે. મેન્કોઝેબ અને પાયરિટિસોલિનના વધતા ડોઝ સાથે મૃત્યુદરમાં વધારો થયો (આકૃતિ 2; કોષ્ટક 2). જોકે, ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિનની સાંદ્રતામાં વધારો થતાં મકાઈના બોરર મૃત્યુદરમાં થોડો વધારો થયો; નિયંત્રણ સારવારની તુલનામાં સાયપ્રોડિનીલ અને કેપ્ટને મૃત્યુદરમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો ન હતો.
છ અલગ અલગ ફૂગનાશકો સાથે વ્યક્તિગત રીતે સારવાર કરાયેલા પરાગના ઇન્જેશન પછી બોરર ફ્લાય લાર્વાના મૃત્યુદરની તુલના કરવામાં આવી હતી. મેન્કોઝેબ અને પેન્ટોપાયરામાઇડ મકાઈના કીડાના મૌખિક સંપર્કમાં વધુ સંવેદનશીલ હતા (GLM: χ = 29.45, DF = 20, P = 0.0059) (રેખા, ઢાળ = 0.29, P < 0.001; ઢાળ = 0.24, P < 0.00)).
સરેરાશ, બધી સારવારોમાં, 39.05% દર્દીઓ સ્ત્રીઓ અને 60.95% પુરુષો હતા. નિયંત્રણ સારવારમાં, ઓછી માત્રા (0.1X) અને અડધી માત્રા (0.5X) બંને અભ્યાસોમાં સ્ત્રીઓનું પ્રમાણ 40% હતું, અને ફિલ્ડ-ડોઝ (1X) અભ્યાસમાં 30% હતું. 0.1X ડોઝ પર, મેન્કોઝેબ અને માયક્લોબ્યુટેનિલથી સારવાર કરાયેલા પરાગ-પીવડાવેલા લાર્વામાં, 33.33% પુખ્ત વયના લોકો માદા હતા, 22% પુખ્ત વયના લોકો માદા હતા, 44% પુખ્ત લાર્વામાં માદા હતા, 44% પુખ્ત લાર્વામાં માદા હતા. માદા, 41% પુખ્ત લાર્વામાં માદા હતા, અને નિયંત્રણો 31% હતા (આકૃતિ 3a). 0.5 ગણા ડોઝ પર, મેન્કોઝેબ અને પાયરિથિઓસ્ટ્રોબિન જૂથમાં 33% પુખ્ત કૃમિ સ્ત્રીઓ હતી, ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિન જૂથમાં 36%, માયક્લોબ્યુટેનિલ જૂથમાં 41% અને સાયપ્રોસ્ટ્રોબિન જૂથમાં 46%. આ આંકડો જૂથમાં 53% હતો. કેપ્ટન જૂથમાં અને નિયંત્રણ જૂથમાં 38% (આકૃતિ 3b). 1X ડોઝ પર, મેન્કોઝેબ જૂથમાં 30% સ્ત્રીઓ હતી, પાયરિથિઓસ્ટ્રોબિન જૂથમાં 36%, ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિન જૂથમાં 44%, માયક્લોબ્યુટેનિલ જૂથમાં 38%, નિયંત્રણ જૂથમાં 50% સ્ત્રીઓ હતી - 38.5% (આકૃતિ 3c).
લાર્વા તબક્કાના ફૂગનાશકના સંપર્ક પછી માદા અને નર બોરર્સની ટકાવારી. (a) ઓછી માત્રા (0.1X). ​​(b) અડધી માત્રા (0.5X). (c) ખેતરમાં માત્રા અથવા સંપૂર્ણ માત્રા (1X).
16S ક્રમ વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે બેક્ટેરિયલ જૂથ મેન્કોઝેબ-સારવાર કરાયેલા પરાગથી ખવડાવાયેલા લાર્વા અને સારવાર ન કરાયેલા પરાગથી ખવડાવાયેલા લાર્વા વચ્ચે અલગ હતું (આકૃતિ 4a). પરાગથી ખવડાવાયેલા સારવાર ન કરાયેલા લાર્વાનો માઇક્રોબાયલ ઇન્ડેક્સ મેન્કોઝેબ-સારવાર કરાયેલા પરાગથી ખવડાવાયેલા લાર્વા કરતા વધારે હતો (આકૃતિ 4b). જૂથો વચ્ચે સમૃદ્ધિમાં જોવા મળેલો તફાવત આંકડાકીય રીતે મહત્વપૂર્ણ ન હોવા છતાં, તે સારવાર ન કરાયેલા પરાગથી ખવડાવાયેલા લાર્વા કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછો હતો (આકૃતિ 4c). સંબંધિત વિપુલતા દર્શાવે છે કે નિયંત્રણ પરાગથી ખવડાવાયેલા લાર્વાનો માઇક્રોબાયોટા મેન્કોઝેબ-સારવાર કરાયેલા લાર્વા (આકૃતિ 5a) કરતાં વધુ વૈવિધ્યસભર હતો. વર્ણનાત્મક વિશ્લેષણમાં નિયંત્રણ અને મેન્કોઝેબ-સારવાર કરાયેલા નમૂનાઓમાં 28 જાતિઓની હાજરી જાહેર થઈ (આકૃતિ 5b). c 18S ક્રમનો ઉપયોગ કરીને વિશ્લેષણ કરવાથી કોઈ નોંધપાત્ર તફાવત જોવા મળ્યો નથી (પૂરક આકૃતિ 2).
16S સિક્વન્સ પર આધારિત SAV પ્રોફાઇલ્સની સરખામણી શેનોન રિચનેસ સાથે કરવામાં આવી હતી અને ફિલમ સ્તરે અવલોકન કરાયેલી રિચનેસ જોવા મળી હતી. (a) સારવાર ન કરાયેલ પરાગ-પોષિત અથવા નિયંત્રણ (વાદળી) અને મેન્કોઝેબ-પોષિત લાર્વા (નારંગી) માં એકંદર માઇક્રોબાયલ સમુદાય માળખા પર આધારિત મુખ્ય સંકલન વિશ્લેષણ (PCoA). દરેક ડેટા પોઇન્ટ એક અલગ નમૂનાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. મલ્ટિવેરિયેટ ટી વિતરણના બ્રે-કર્ટિસ અંતરનો ઉપયોગ કરીને PCoA ની ગણતરી કરવામાં આવી હતી. અંડાકાર 80% વિશ્વાસ સ્તરનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. (b) બોક્સપ્લોટ, કાચા શેનોન સંપત્તિ ડેટા (પોઇન્ટ) અને c. અવલોકનક્ષમ સંપત્તિ. બોક્સપ્લોટ્સ મધ્ય રેખા, ઇન્ટરક્વાર્ટાઇલ રેન્જ (IQR) અને 1.5 × IQR (n = 3) માટે બોક્સ દર્શાવે છે.
મેન્કોઝેબ-ટ્રીટેડ અને સારવાર ન કરાયેલ પરાગ પર ખવડાવાયેલા લાર્વાના માઇક્રોબાયલ સમુદાયોની રચના. (a) લાર્વામાં માઇક્રોબાયલ જાતિની સંબંધિત વિપુલતા વાંચવામાં આવે છે. (b) ઓળખાયેલ માઇક્રોબાયલ સમુદાયોનો હીટ મેપ. ડેલ્ફિયા (ઓડ્સ રેશિયો (OR) = 0.67, P = 0.0030) અને સ્યુડોમોનાસ (OR = 0.3, P = 0.0074), માઇક્રોબેક્ટેરિયમ (OR = 0.75, P = 0.0617) (OR = 1.5, P = 0.0060); હીટ મેપ પંક્તિઓ સહસંબંધ અંતર અને સરેરાશ કનેક્ટિવિટીનો ઉપયોગ કરીને ક્લસ્ટર કરવામાં આવે છે.
અમારા પરિણામો દર્શાવે છે કે ફૂલો દરમિયાન વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા સંપર્ક (મેનકોઝેબ) અને પ્રણાલીગત (પાયરોસ્ટ્રોબિન અને ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિન) ફૂગનાશકોના મૌખિક સંપર્કથી વજનમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો અને મકાઈના લાર્વાના મૃત્યુદરમાં વધારો થયો. વધુમાં, મેન્કોઝેબે પ્રિપ્યુપલ તબક્કા દરમિયાન માઇક્રોબાયોમની વિવિધતા અને સમૃદ્ધિમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કર્યો. માયક્લોબ્યુટેનિલ, અન્ય પ્રણાલીગત ફૂગનાશક, ત્રણેય ડોઝ પર લાર્વાના શરીરના વજનમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કર્યો. આ અસર બીજા (દિવસ 5) અને ત્રીજા (દિવસ 8) સમય બિંદુઓ પર સ્પષ્ટ હતી. તેનાથી વિપરીત, સાયપ્રોડિનીલ અને કેપ્ટને નિયંત્રણ જૂથની તુલનામાં વજનમાં વધારો અથવા અસ્તિત્વમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કર્યો નથી. અમારા જ્ઞાન મુજબ, આ કાર્ય પરાગના સીધા સંપર્ક દ્વારા મકાઈના પાકને સુરક્ષિત કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા વિવિધ ફૂગનાશકોના ક્ષેત્ર દરની અસરો નક્કી કરવા માટેનું પ્રથમ કાર્ય છે.
નિયંત્રણ સારવારની તુલનામાં તમામ ફૂગનાશક સારવારથી શરીરના વજનમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો. મેન્કોઝેબનો લાર્વાના શરીરના વજનમાં સરેરાશ 51% ઘટાડો સાથે સૌથી વધુ અસર થઈ, ત્યારબાદ પાયરિથિઓસ્ટ્રોબિનનો સમાવેશ થાય છે. જો કે, અન્ય અભ્યાસોએ લાર્વાના તબક્કાઓ પર ફૂગનાશકોના ક્ષેત્રીય ડોઝની પ્રતિકૂળ અસરોની જાણ કરી નથી44. જોકે ડાયથિઓકાર્બામેટ બાયોસાઇડ્સમાં ઓછી તીવ્ર ઝેરીતા હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે45, ઇથિલિન બિસ્ડિથિઓકાર્બામેટ્સ (EBDCS) જેમ કે મેન્કોઝેબ યુરિયા ઇથિલિન સલ્ફાઇડમાં ક્ષીણ થઈ શકે છે. અન્ય પ્રાણીઓમાં તેની મ્યુટેજેનિક અસરોને જોતાં, આ અધોગતિ ઉત્પાદન અવલોકન કરાયેલ અસરો માટે જવાબદાર હોઈ શકે છે46,47. અગાઉના અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ઇથિલિન થિયોરિયાની રચના એલિવેટેડ તાપમાન48, ભેજનું સ્તર49 અને ઉત્પાદન સંગ્રહની લંબાઈ50 જેવા પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે. બાયોસાઇડ્સ માટે યોગ્ય સંગ્રહ પરિસ્થિતિઓ આ આડઅસરોને ઘટાડી શકે છે. વધુમાં, યુરોપિયન ફૂડ સેફ્ટી ઓથોરિટીએ પાયરિથિઓપાઇડની ઝેરીતા અંગે ચિંતા વ્યક્ત કરી છે, જે અન્ય પ્રાણીઓની પાચન તંત્ર માટે કાર્સિનોજેનિક હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે51.
મેન્કોઝેબ, પાયરિથિઓસ્ટ્રોબિન અને ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિનના મૌખિક વહીવટથી મકાઈના બોરર લાર્વાના મૃત્યુદરમાં વધારો થાય છે. તેનાથી વિપરીત, માયક્લોબ્યુટેનિલ, સિપ્રોસાયક્લાઇન અને કેપ્ટનનો મૃત્યુદર પર કોઈ અસર થઈ નથી. આ પરિણામો લેડર્નર એટ અલ.52 ના પરિણામોથી અલગ છે, જેમણે દર્શાવ્યું હતું કે કેપ્ટને પુખ્ત ઓ. લિગ્નારિયા અને એપિસ મેલીફેરા એલ. (હાયમેનોપ્ટેરા, એપિસિડે) ના અસ્તિત્વમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કર્યો છે. વધુમાં, કેપ્ટન અને બોસ્કાલિડ જેવા ફૂગનાશકો લાર્વાના મૃત્યુદરનું કારણ બને છે52,53,54 અથવા ખોરાક આપવાની વર્તણૂકમાં ફેરફાર કરે છે55. આ ફેરફારો, બદલામાં, પરાગની પોષણ ગુણવત્તા અને આખરે લાર્વાના તબક્કાના ઉર્જા લાભને અસર કરી શકે છે. નિયંત્રણ જૂથમાં જોવા મળેલ મૃત્યુદર અન્ય અભ્યાસો 56,57 સાથે સુસંગત હતો.
અમારા કાર્યમાં જોવા મળેલ પુરુષ-પ્રેમી લિંગ ગુણોત્તર ફૂલો દરમિયાન અપૂરતા સમાગમ અને ખરાબ હવામાન પરિસ્થિતિઓ જેવા પરિબળો દ્વારા સમજાવી શકાય છે, જેમ કે અગાઉ વિસેન્સ અને બોશ દ્વારા ઓ. કોર્નુટા માટે સૂચવવામાં આવ્યું હતું. જોકે અમારા અભ્યાસમાં માદા અને નરનો સમાગમ માટે ચાર દિવસ હતા (સામાન્ય રીતે સફળ સમાગમ માટે પૂરતો સમયગાળો માનવામાં આવે છે), અમે તણાવ ઘટાડવા માટે જાણી જોઈને પ્રકાશની તીવ્રતા ઘટાડી. જો કે, આ ફેરફાર અજાણતાં સમાગમ પ્રક્રિયામાં દખલ કરી શકે છે61. વધુમાં, મધમાખીઓ વરસાદ અને નીચા તાપમાન (<5°C) સહિત ઘણા દિવસો પ્રતિકૂળ હવામાનનો અનુભવ કરે છે, જે સમાગમ સફળતા પર પણ નકારાત્મક અસર કરી શકે છે4,23.
જોકે અમારો અભ્યાસ સમગ્ર લાર્વા માઇક્રોબાયોમ પર કેન્દ્રિત હતો, અમારા પરિણામો બેક્ટેરિયલ સમુદાયો વચ્ચેના સંભવિત સંબંધોમાં સમજ આપે છે જે મધમાખી પોષણ અને ફૂગનાશકના સંપર્ક માટે મહત્વપૂર્ણ હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, લાર્વાને મેન્કોઝેબ-સારવાર કરાયેલ પરાગ ખવડાવવામાં આવ્યો હતો, જેમાં લાર્વાને સારવાર ન કરાયેલ પરાગ ખવડાવવામાં આવ્યો હતો તેની તુલનામાં માઇક્રોબાયલ સમુદાય માળખું અને વિપુલતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો હતો. સારવાર ન કરાયેલ પરાગ ખાતા લાર્વામાં, બેક્ટેરિયલ જૂથો પ્રોટીઓબેક્ટેરિયા અને એક્ટિનોબેક્ટેરિયા પ્રબળ હતા અને મુખ્યત્વે એરોબિક અથવા ફેકલ્ટેટિવલી એરોબિક હતા. ડેલ્ફ્ટ બેક્ટેરિયા, જે સામાન્ય રીતે એકાંત મધમાખી પ્રજાતિઓ સાથે સંકળાયેલા હોય છે, તે એન્ટિબાયોટિક પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે, જે રોગકારક જીવાણુઓ સામે સંભવિત રક્ષણાત્મક ભૂમિકા દર્શાવે છે. બીજી બેક્ટેરિયલ પ્રજાતિ, સ્યુડોમોનાસ, સારવાર ન કરાયેલ પરાગ ખવડાવવામાં આવેલા લાર્વામાં વિપુલ પ્રમાણમાં હતી, પરંતુ મેન્કોઝેબ-સારવાર કરાયેલ લાર્વામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો હતો. અમારા પરિણામો સ્યુડોમોનાસને O. bicornis35 અને અન્ય એકાંત ભમરી34 માં સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં જાતિઓમાંની એક તરીકે ઓળખાવતા અગાઉના અભ્યાસોને સમર્થન આપે છે. O. કોર્નિફ્રોન્સના સ્વાસ્થ્યમાં સ્યુડોમોનાસની ભૂમિકા માટેના પ્રાયોગિક પુરાવાઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી, તેમ છતાં આ બેક્ટેરિયમ ભમરા પેડેરસ ફ્યુસિપ્સમાં રક્ષણાત્મક ઝેરના સંશ્લેષણને પ્રોત્સાહન આપે છે અને વિટ્રો 35, 65 માં આર્જીનાઇન ચયાપચયને પ્રોત્સાહન આપે છે. આ અવલોકનો O. કોર્નિફ્રોન્સ લાર્વાના વિકાસ સમય દરમિયાન વાયરલ અને બેક્ટેરિયલ સંરક્ષણમાં સંભવિત ભૂમિકા સૂચવે છે. માઇક્રોબેક્ટેરિયમ એ અમારા અભ્યાસમાં ઓળખાયેલ બીજી જીનસ છે જે ભૂખમરાની સ્થિતિમાં કાળા સોલ્જર ફ્લાય લાર્વામાં મોટી સંખ્યામાં હાજર હોવાનું નોંધાયું છે66. O. કોર્નિફ્રોન્સ લાર્વામાં, માઇક્રોબેક્ટેરિયા તણાવની સ્થિતિમાં આંતરડાના માઇક્રોબાયોમના સંતુલન અને સ્થિતિસ્થાપકતામાં ફાળો આપી શકે છે. વધુમાં, રોડોકોકસ O. કોર્નિફ્રોન્સ લાર્વામાં જોવા મળે છે અને તેની ડિટોક્સિફિકેશન ક્ષમતાઓ માટે જાણીતું છે67. આ જીનસ A. ફ્લોરિયાના આંતરડામાં પણ જોવા મળે છે, પરંતુ ખૂબ ઓછી માત્રામાં68. અમારા પરિણામો અસંખ્ય માઇક્રોબાયલ ટેક્સામાં બહુવિધ આનુવંશિક ભિન્નતાની હાજરી દર્શાવે છે જે લાર્વામાં મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓને બદલી શકે છે. જોકે, O. કોર્નિફ્રોન્સની કાર્યાત્મક વિવિધતાની વધુ સારી સમજ જરૂરી છે.
સારાંશમાં, પરિણામો દર્શાવે છે કે મેન્કોઝેબ, પાયરિથિઓસ્ટ્રોબિન અને ટ્રાઇફ્લોક્સીસ્ટ્રોબિન શરીરના વજનમાં વધારો ઘટાડે છે અને મકાઈના બોરર લાર્વાના મૃત્યુદરમાં વધારો કરે છે. પરાગ રજકો પર ફૂગનાશકોની અસરો અંગે ચિંતા વધી રહી છે, તેમ છતાં આ સંયોજનોના અવશેષ ચયાપચયની અસરોને વધુ સારી રીતે સમજવાની જરૂર છે. આ પરિણામોને સંકલિત પરાગ રજકો વ્યવસ્થાપન કાર્યક્રમો માટેની ભલામણોમાં સમાવિષ્ટ કરી શકાય છે જે ખેડૂતોને ફૂગનાશકો પસંદ કરીને અને ઉપયોગના સમયને બદલીને, અથવા ઓછા હાનિકારક વિકલ્પોના ઉપયોગને પ્રોત્સાહિત કરીને ફળના ઝાડના ફૂલો પહેલાં અને દરમિયાન ચોક્કસ ફૂગનાશકોનો ઉપયોગ ટાળવામાં મદદ કરે છે. 36. આ માહિતી ભલામણો વિકસાવવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. જંતુનાશકોના ઉપયોગ પર, જેમ કે હાલના સ્પ્રે કાર્યક્રમોને સમાયોજિત કરવા અને ફૂગનાશકો પસંદ કરતી વખતે સ્પ્રેનો સમય બદલવો અથવા ઓછા જોખમી વિકલ્પોના ઉપયોગને પ્રોત્સાહન આપવું. લિંગ ગુણોત્તર, ખોરાક આપવાની વર્તણૂક, આંતરડાના માઇક્રોબાયોમ અને મકાઈના બોરર વજન ઘટાડા અને મૃત્યુદર હેઠળના પરમાણુ પદ્ધતિઓ પર ફૂગનાશકોની પ્રતિકૂળ અસરોમાં વધુ સંશોધનની જરૂર છે.
આકૃતિ 1 અને 2 માં સ્ત્રોત ડેટા 1, 2 અને 3 ફિગશેર ડેટા રિપોઝીટરી DOI માં જમા કરવામાં આવ્યા છે: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 અને https://doi.org/10.6084/m9. figshare.24996233. વર્તમાન અભ્યાસમાં વિશ્લેષણ કરાયેલા ક્રમ (આકૃતિઓ 4, 5) NCBI SRA રિપોઝીટરીમાં એક્સેસન નંબર PRJNA1023565 હેઠળ ઉપલબ્ધ છે.
બોશ, જે. અને કેમ્પ, ડબલ્યુપી કૃષિ પાકોના પરાગ રજકો તરીકે મધમાખીની પ્રજાતિઓનો વિકાસ અને સ્થાપના: ઓસ્મિયા જાતિનું ઉદાહરણ. (હાયમેનોપ્ટેરા: મેગાચિલિડે) અને ફળના ઝાડ. બુલ. ન્ટોમોર. સંસાધન. 92, 3–16 (2002).
પાર્કર, એમજી અને અન્ય. ન્યુ યોર્ક અને પેન્સિલવેનિયામાં સફરજન ઉગાડનારાઓમાં વૈકલ્પિક પરાગ રજકોની પરાગનયન પદ્ધતિઓ અને ધારણાઓ. અપડેટ. કૃષિ. ખાદ્ય પ્રણાલીઓ. 35, 1–14 (2020).
કોચ આઈ., લોન્સડોર્ફ ઇડબ્લ્યુ, આર્ટ્ઝ ડીઆર, પિટ્સ-સિંગર ટીએલ અને રિકેટ્સ ટીએચ. દેશી મધમાખીઓનો ઉપયોગ કરીને બદામના પરાગનયનનું ઇકોલોજી અને અર્થશાસ્ત્ર. જે. ઇકોનોમિક્સ. એનટોમોર. 111, 16–25 (2018).
લી, ઇ., હી, વાય., અને પાર્ક, વાય.-એલ. ટ્રેગોપન ફિનોલોજી પર આબોહવા પરિવર્તનની અસરો: વસ્તી વ્યવસ્થાપન માટે અસરો. ચઢાણ. ફેરફાર 150, 305–317 (2018).
આર્ટ્ઝ, ડીઆર અને પિટ્સ-સિંગર, ટીએલ બે સંચાલિત એકાંત મધમાખીઓ (ઓસ્મિયા લિગ્નારિયા અને મેગાચિલ રોટુન્ડાટા) ના માળાના વર્તન પર ફૂગનાશક અને સહાયક સ્પ્રેની અસર. પ્લોએસ વન 10, e0135688 (2015).
બ્યુવેઇસ, એસ. એટ અલ. એક ઓછી ઝેરી પાક ફૂગનાશક (ફેનબુકોનાઝોલ) નર પ્રજનન ગુણવત્તા સંકેતોમાં દખલ કરે છે જેના પરિણામે જંગલી એકાંત મધમાખીઓમાં સંવનન સફળતા ઓછી થાય છે. જે. એપ્સ. ઇકોલોજી. 59, 1596–1607 (2022).
સ્ગોલાસ્ટ્રા એફ. એટ અલ. નિયોનિકોટીનોઇડ જંતુનાશકો અને એર્ગોસ્ટેરોલ બાયોસિન્થેસિસ ત્રણ મધમાખી પ્રજાતિઓમાં સિનર્જિસ્ટિક ફૂગનાશક મૃત્યુદરને દબાવી દે છે. જંતુ નિયંત્રણ. વિજ્ઞાન. 73, 1236–1243 (2017).
કુહનેમેન જેજી, ગિલુંગ જે, વેન ડાયક એમટી, ફોર્ડિસ આરએફ. અને ડેનફોર્થ બીએન સોલિટરી ભમરી લાર્વા સ્ટેમ-માળા બનાવતી મધમાખીઓ ઓસ્મિયા કોર્નિફ્રોન્સ (મેગાચિલિડે) ને પરાગ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી બેક્ટેરિયલ વિવિધતામાં ફેરફાર કરે છે. ફ્રન્ટ. સૂક્ષ્મજીવ. 13, 1057626 (2023).
ધરમપાલ પીએસ, ડેનફોર્થ બીએન અને સ્ટેફન એસએ આથો પરાગમાં રહેલા એક્ટોસિમ્બાયોટિક સુક્ષ્મસજીવો એકાંત મધમાખીઓના વિકાસ માટે એટલા જ મહત્વપૂર્ણ છે જેટલા પરાગ પોતે. ઇકોલોજી. ઉત્ક્રાંતિ. 12. e8788 (2022).
કેલ્ડેરર એમ, મેનિસી એલએમ, કેપુટો એફ અને થલહેઇમર એમ. સફરજનના બગીચાઓમાં પુનઃબીજ રોગોને નિયંત્રિત કરવા માટે આંતર-પંક્તિ વાવેતર: માઇક્રોબાયલ સૂચકાંકો પર આધારિત વ્યવહારુ અસરકારકતા અભ્યાસ. છોડની માટી 357, 381–393 (2012).
માર્ટિન પીએલ, ક્રાવચિક ટી., ખોદાદાદી એફ., અચિમોવિચ એસજી અને પીટર કેએ મધ્ય-એટલાન્ટિક યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં સફરજનનો કડવો સડો: કારણભૂત પ્રજાતિઓનું મૂલ્યાંકન અને પ્રાદેશિક હવામાન પરિસ્થિતિઓ અને કલ્ટીવાર સંવેદનશીલતાનો પ્રભાવ. ફાયટોપેથોલોજી 111, 966–981 (2021).
કુલેન એમજી, થોમ્પસન એલજે, કેરોલન જેકે, સ્ટાઉટ જેકે. અને સ્ટેનલી ડીએ ફૂગનાશકો, હર્બિસાઇડ્સ અને મધમાખીઓ: હાલના સંશોધન અને પદ્ધતિઓની વ્યવસ્થિત સમીક્ષા. પીએલઓએસ વન 14, e0225743 (2019).
પિલિંગ, ઇડી અને જેપ્સન, પીસી મધમાખીઓ પર ઇબીઆઇ ફૂગનાશકો અને પાયરેથ્રોઇડ જંતુનાશકોની સિનર્જિસ્ટિક અસરો (એપિસ મેલીફેરા). જંતુઓ વિજ્ઞાન. 39, 293–297 (1993).
મુસેન, ઇસી, લોપેઝ, જેઈ અને પેંગ, સીવાય મધમાખીના લાર્વાના વિકાસ અને વિકાસ પર પસંદગીના ફૂગનાશકોની અસર એપિસ મેલીફેરા એલ. (હાયમેનોપ્ટેરા: એપિડે). બુધવાર. ન્ટોમોર. 33, 1151-1154 (2004).
વાન ડાઇક, એમ., મુલેન, ઇ., વિકસ્ટેડ, ડી., અને મેકઆર્ટ, એસ. વૃક્ષોના બગીચાઓમાં પરાગ રજકોને સુરક્ષિત રાખવા માટે જંતુનાશક ઉપયોગ માટે નિર્ણય માર્ગદર્શિકા (કોર્નેલ યુનિવર્સિટી, 2018).
ઇવાસાકી, જેએમ અને હોગેન્ડૂર્ન, કે. મધમાખીઓનું બિન-જંતુનાશકોના સંપર્કમાં આવવું: પદ્ધતિઓ અને અહેવાલિત પરિણામોની સમીક્ષા. કૃષિ. ઇકોસિસ્ટમ. બુધવાર. 314, 107423 (2021).
કોપિટ એએમ, ક્લિન્જર ઇ, કોક્સ-ફોસ્ટર ડીએલ, રામિરેઝ આરએ. અને પિટ્સ-સિંગર ટીએલ ઓસ્મિયા લિગ્નરિયા (હાયમેનોપ્ટેરા: મેગાચિલિડે) ના લાર્વા વિકાસ પર પુરવઠા પ્રકાર અને જંતુનાશક સંપર્કની અસર. બુધવાર. ન્ટોમોર. 51, 240–251 (2022).
કોપિટ એએમ અને પિટ્સ-સિંગર ટીએલ ખાલી માળામાં રહેતી મધમાખીઓ માટે જંતુનાશકના સંપર્કના માર્ગો. બુધવાર. એનટોમોર. 47, 499–510 (2018).
પાન, એનટી અને અન્ય. પુખ્ત જાપાની બગીચાના મધમાખીઓ (ઓસ્મિયા કોર્નિફ્રોન્સ) માં જંતુનાશક ઝેરીતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે એક નવો ઇન્જેશન બાયોએસે પ્રોટોકોલ. વિજ્ઞાન. રિપોર્ટ્સ 10, 9517 (2020).