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Les fongicides sont souvent utilisés pendant la floraison des arbres fruitiers et peuvent menacer les insectes pollinisateurs. Cependant, on sait peu de choses sur la façon dont les pollinisateurs autres que les abeilles (p. ex., les abeilles solitaires, Osmia cornifrons) réagissent aux fongicides de contact et systémiques couramment utilisés sur les pommiers pendant la floraison. Ce manque de connaissances limite les décisions réglementaires déterminant les concentrations sécuritaires et le moment opportun pour la pulvérisation de fongicides. Nous avons évalué les effets de deux fongicides de contact (captane et mancozèbe) et de quatre fongicides interfoliaires/phytosystémiques (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobine et trifloxystrobine). Les effets sur le gain de poids des larves, leur survie, le sex-ratio et la diversité bactérienne ont été évalués. L'évaluation a été réalisée à l'aide d'un bio-essai oral chronique dans lequel le pollen a été traité en trois doses basées sur la dose actuellement recommandée pour une utilisation au champ (1X), une demi-dose (0,5X) et une faible dose (0,1X). Toutes les doses de mancozèbe et de pyritisoline ont significativement réduit le poids corporel et la survie des larves. Nous avons ensuite séquencé le gène 16S afin de caractériser le bactériome larvaire du mancozèbe, le fongicide responsable de la mortalité la plus élevée. Nous avons constaté une réduction significative de la diversité et de l'abondance bactériennes chez les larves nourries avec du pollen traité au mancozèbe. Nos résultats de laboratoire indiquent que la pulvérisation de certains de ces fongicides pendant la floraison est particulièrement néfaste pour la santé d'O. cornifrons. Ces informations sont pertinentes pour les futures décisions de gestion concernant l'utilisation durable des produits de protection des arbres fruitiers et servent de base aux processus réglementaires visant à protéger les pollinisateurs.
L'abeille maçonne solitaire Osmia cornifrons (Hymenoptera : Megachilidae) a été introduite aux États-Unis depuis le Japon à la fin des années 1970 et au début des années 1980. Depuis, cette espèce joue un rôle important de pollinisateur dans les écosystèmes aménagés. Les populations naturalisées de cette abeille font partie d'une cinquantaine d'espèces d'abeilles sauvages qui complètent les abeilles qui pollinisent les vergers d'amandiers et de pommiers aux États-Unis2,3. Les abeilles maçonnes sont confrontées à de nombreux défis, notamment la fragmentation de leur habitat, les agents pathogènes et les pesticides3,4. Parmi les insecticides, les fongicides réduisent le gain énergétique, la recherche de nourriture5 et la condition physique6,7. Bien que des recherches récentes suggèrent que la santé des abeilles maçonnes est directement influencée par les micro-organismes commensaux et ectobactiques8,9, car les bactéries et les champignons peuvent influencer la nutrition et les réponses immunitaires, les effets de l'exposition aux fongicides sur la diversité microbienne des abeilles maçonnes commencent tout juste à être étudiés.
Des fongicides à effets divers (de contact et systémiques) sont pulvérisés dans les vergers avant et pendant la floraison pour traiter des maladies telles que la tavelure du pommier, la pourriture amère, la pourriture brune et l'oïdium10,11. Considérés comme inoffensifs pour les pollinisateurs, les fongicides sont recommandés aux jardiniers pendant la période de floraison. L'exposition et l'ingestion de ces fongicides par les abeilles sont relativement bien connues, car elles font partie du processus d'homologation des pesticides par l'Agence américaine de protection de l'environnement et de nombreuses autres agences nationales de réglementation12,13,14. Cependant, les effets des fongicides sur les non-abeilles sont moins connus, car ils ne sont pas requis par les accords d'autorisation de mise sur le marché aux États-Unis15. De plus, il n'existe généralement pas de protocoles normalisés pour tester des abeilles individuelles16,17, et le maintien de colonies fournissant des abeilles pour les tests est difficile18. Des essais sur différentes abeilles domestiques sont de plus en plus menés en Europe et aux États-Unis pour étudier les effets des pesticides sur les abeilles sauvages, et des protocoles normalisés ont récemment été développés pour O. cornifrons19.
Les abeilles cornues sont des monocytes et sont utilisées commercialement dans les élevages de carpes comme complément ou substitut aux abeilles mellifères. Ces abeilles émergent entre mars et avril, les mâles précoces émergeant trois à quatre jours avant les femelles. Après l'accouplement, la femelle collecte activement le pollen et le nectar afin de fournir une série de cellules à couvain dans la cavité tubulaire du nid (naturelle ou artificielle)1,20. Les œufs sont pondus sur le pollen à l'intérieur des cellules ; la femelle construit ensuite un mur d'argile avant de préparer la cellule suivante. Les larves du premier stade sont enfermées dans le chorion et se nourrissent de liquides embryonnaires. Du deuxième au cinquième stade (prénymphe), les larves se nourrissent de pollen22. Une fois les réserves de pollen complètement épuisées, les larves forment des cocons, se nymphosent et émergent à l'état adulte dans la même chambre à couvain, généralement à la fin de l'été20,23. Les adultes émergent au printemps suivant. La survie des adultes est associée au gain énergétique net (gain de poids) basé sur l'apport alimentaire. Ainsi, la qualité nutritionnelle du pollen, ainsi que d’autres facteurs tels que la météo ou l’exposition aux pesticides, sont des déterminants de la survie et de la santé24.
Les insecticides et les fongicides appliqués avant la floraison sont capables de se déplacer dans le système vasculaire de la plante à des degrés divers, allant de la voie translaminaire (par exemple, capables de se déplacer de la surface supérieure des feuilles vers la surface inférieure, comme certains fongicides) 25 à des effets véritablement systémiques. , qui peuvent pénétrer la couronne à partir des racines, peuvent pénétrer dans le nectar des fleurs de pommier 26, où ils peuvent tuer les adultes d'O. cornifrons 27. Certains pesticides s'infiltrent également dans le pollen, affectant le développement des larves de maïs et provoquant leur mort 19. D'autres études ont montré que certains fongicides peuvent modifier considérablement le comportement de nidification de l'espèce apparentée O. lignaria 28. De plus, des études en laboratoire et sur le terrain simulant des scénarios d'exposition aux pesticides (y compris les fongicides) ont montré que les pesticides affectent négativement la physiologie 22 la morphologie 29 et la survie des abeilles mellifères et de certaines abeilles solitaires. Diverses pulvérisations fongicides appliquées directement sur les fleurs ouvertes pendant la floraison peuvent contaminer le pollen collecté par les adultes pour le développement larvaire, dont les effets restent à étudier 30.
Il est de plus en plus reconnu que le développement larvaire est influencé par le pollen et les communautés microbiennes du système digestif. Le microbiome de l'abeille influence des paramètres tels que la masse corporelle31, les changements métaboliques22 et la sensibilité aux agents pathogènes32. Des études antérieures ont examiné l'influence du stade de développement, des nutriments et de l'environnement sur le microbiome des abeilles solitaires. Ces études ont révélé des similitudes dans la structure et l'abondance des microbiomes larvaire et pollinique33, ainsi que des genres bactériens les plus courants, Pseudomonas et Delftia, parmi les espèces d'abeilles solitaires. Cependant, bien que les fongicides aient été associés à des stratégies visant à protéger la santé des abeilles, leurs effets sur le microbiote larvaire par exposition orale directe restent inexplorés.
Cette étude a testé les effets de doses réelles de six fongicides couramment utilisés et homologués pour une utilisation sur les arbres fruitiers aux États-Unis, notamment des fongicides de contact et systémiques administrés par voie orale à des larves de sphinx du maïs provenant d'aliments contaminés. Nous avons constaté que les fongicides de contact et systémiques réduisaient la prise de poids des abeilles et augmentaient la mortalité, les effets les plus graves étant associés au mancozèbe et au pyrithiopide. Nous avons ensuite comparé la diversité microbienne des larves nourries avec le régime pollinique traité au mancozèbe à celle des larves nourries avec le régime témoin. Nous discutons des mécanismes potentiels à l'origine de la mortalité et de leurs implications pour les programmes de lutte intégrée contre les ravageurs et les pollinisateurs (GIPP)36.
Français Les adultes d'O. cornifrons hivernant dans des cocons ont été obtenus auprès du Fruit Research Center, Biglerville, PA, et stockés entre −3 et 2 °C (± 0,3 °C). Avant l'expérience (600 cocons au total). En mai 2022, 100 cocons d'O. cornifrons ont été transférés quotidiennement dans des coupelles en plastique (50 cocons par coupelle, DI 5 cm × 15 cm de long) et des lingettes ont été placées à l'intérieur des coupelles pour favoriser l'ouverture et fournir un substrat à mâcher, réduisant ainsi le stress des abeilles pierreuses37. Placez deux coupelles en plastique contenant des cocons dans une cage à insectes (30 × 30 × 30 cm, BugDorm MegaView Science Co. Ltd., Taiwan) avec des mangeoires de 10 ml contenant une solution de saccharose à 50 % et stockez-les pendant quatre jours pour assurer la fermeture et l'accouplement. 23 °C, humidité relative 60 %, photopériode 10 l (faible intensité) : 14 jours. 100 femelles et mâles accouplés ont été relâchés chaque matin pendant six jours (100 par jour) dans deux nids artificiels pendant le pic de floraison des pommiers (nid piège : largeur 33,66 × hauteur 30,48 × longueur 46,99 cm ; Figure supplémentaire 1). Placé au Pennsylvania State Arboretum, près du cerisier (Prunus cerasus 'Eubank' Sweet Cherry Pie™), du pêcher (Prunus persica 'Contender'), du Prunus persica 'PF 27A' Flamin Fury®), du poirier (Pyrus perifolia 'Olympic', Pyrus perifolia 'Shinko', Pyrus perifolia 'Shinseiki'), du pommier coronaria (Malus coronaria) et de nombreuses variétés de pommiers (Malus coronaria, Malus), du pommier domestique 'Co-op 30' Enterprise™, du pommier Malus 'Co-Op 31' Winecrisp™, du bégonia 'Freedom', du bégonia 'Golden Delicious', du bégonia 'Nova Spy'). Chaque nichoir en plastique bleu s'installe sur deux boîtes en bois. Chaque nichoir contenait 800 tubes de papier kraft vides (ouverts en spirale, 0,8 cm de diamètre intérieur × 15 cm de longueur) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) insérés dans des tubes de cellophane opaques (0,7 de diamètre extérieur, voir Les bouchons en plastique (bouchons T-1X) fournissent des sites de nidification.
Français Les deux nichoirs étaient orientés à l'est et étaient recouverts d'une clôture de jardin en plastique vert (modèle Everbilt n° 889250EB12, ouverture de 5 × 5 cm, 0,95 m × 100 m) pour empêcher l'accès des rongeurs et des oiseaux et placés à la surface du sol à côté des boîtes de terre du nichoir. Nichoir (Figure supplémentaire 1a). Les œufs de pyrale du maïs ont été collectés quotidiennement en prélevant 30 tubes dans les nids et en les transportant au laboratoire. À l'aide de ciseaux, faites une incision à l'extrémité du tube, puis démontez le tube en spirale pour exposer les cellules du couvain. Les œufs individuels et leur pollen ont été retirés à l'aide d'une spatule courbée (kit d'outils pour microlames, BioQuip Products Inc., Californie). Les œufs ont été incubés sur du papier filtre humide et placés dans une boîte de Petri pendant 2 heures avant d'être utilisés dans nos expériences (Figure supplémentaire 1b-d).
Français En laboratoire, nous avons évalué la toxicité orale de six fongicides appliqués avant et pendant la floraison du pommier à trois concentrations (0,1X, 0,5X et 1X, où 1X est la marque appliquée par 100 gallons d'eau/acre. Dose élevée au champ = concentration dans le champ). , Tableau 1). Chaque concentration a été répétée 16 fois (n = 16). Deux fongicides de contact (Tableau S1 : mancozèbe 2696,14 ppm et captane 2875,88 ppm) et quatre fongicides systémiques (Tableau S1 : pyrithiostrobine 250,14 ppm ; trifloxystrobine 110,06 ppm ; myclobutanil azole 75,12 ppm ; cyprodinil 280,845 ppm) toxicité pour les fruits, les légumes et les cultures ornementales. Nous avons homogénéisé le pollen à l'aide d'un broyeur, transféré 0,20 g dans un puits (plaque Falcon 24 puits), puis ajouté et mélangé 1 μL de solution fongicide pour former du pollen pyramidal avec des puits de 1 mm de profondeur dans lesquels les œufs ont été placés. Placer à l'aide d'une mini-spatule (Figure supplémentaire 1c, d). Les plaques Falcon ont été conservées à température ambiante (25 °C) et à 70 % d'humidité relative. Nous les avons comparées à des larves témoins nourries avec un régime de pollen homogène traité à l'eau pure. Nous avons enregistré la mortalité et mesuré le poids des larves tous les deux jours jusqu'à ce qu'elles atteignent l'âge prénymphal à l'aide d'une balance analytique (Fisher Scientific, précision = 0,0001 g). Enfin, le sex-ratio a été évalué en ouvrant le cocon après 2,5 mois.
Français L'ADN a été extrait de larves entières d'O. cornifrons (n = 3 par condition de traitement, pollen traité et non traité au mancozèbe) et nous avons effectué des analyses de diversité microbienne sur ces échantillons, en particulier parce que dans le cas du mancozèbe, la mortalité la plus élevée a été observée chez les larves recevant du MnZn. L'ADN a été amplifié, purifié à l'aide du kit DNAZymoBIOMICS®-96 MagBead DNA (Zymo Research, Irvine, CA), et séquencé (600 cycles) sur un Illumina® MiSeq™ à l'aide du kit v3. Le séquençage ciblé des gènes d'ARN ribosomique 16S bactériens a été réalisé à l'aide du kit Quick-16S™ NGS Library Prep (Zymo Research, Irvine, CA) en utilisant des amorces ciblant la région V3-V4 du gène d'ARNr 16S. De plus, le séquençage 18S a été réalisé en utilisant une inclusion PhiX à 10 %, et l'amplification a été réalisée en utilisant la paire d'amorces 18S001 et NS4.
Importez et traitez les lectures appariées39 à l'aide du pipeline QIIME2 (v2022.11.1). Ces lectures ont été découpées et fusionnées, et les séquences chimériques ont été supprimées à l'aide du plugin DADA2 de QIIME2 (appariement de bruit qiime dada2)40. Les attributions de classes 16S et 18S ont été réalisées à l'aide du plugin de classification d'objets Classify-sklearn et de l'artefact pré-entraîné silva-138-99-nb-classifier.
Français Toutes les données expérimentales ont été vérifiées pour la normalité (test de Shapiro-Wilks) et l'homogénéité des variances (test de Levene). Étant donné que l'ensemble de données ne répondait pas aux hypothèses de l'analyse paramétrique et que la transformation n'a pas réussi à normaliser les résidus, nous avons effectué une ANOVA non paramétrique à deux facteurs (Kruskal-Wallis) avec deux facteurs [temps (trois points de temps de 2, 5 et 8 jours) et fongicide] pour évaluer l'effet du traitement sur le poids frais des larves, puis des comparaisons non paramétriques post hoc par paires ont été effectuées en utilisant le test de Wilcoxon. Nous avons utilisé un modèle linéaire généralisé (GLM) avec une distribution de Poisson pour comparer les effets des fongicides sur la survie à travers trois concentrations de fongicides41,42. Pour l'analyse d'abondance différentielle, le nombre de variants de séquence d'amplicon (ASV) a été réduit au niveau du genre. Français Les comparaisons de l'abondance différentielle entre les groupes utilisant l'abondance relative 16S (au niveau du genre) et 18S ont été réalisées à l'aide d'un modèle additif généralisé pour la position, l'échelle et la forme (GAMLSS) avec des distributions familiales à inflation bêta zéro (BEZI), qui ont été modélisées sur une macro . dans Microbiome R43 (v1.1). 1). Supprimer les espèces mitochondriales et chloroplastiques avant l'analyse différentielle. En raison des différents niveaux taxonomiques de 18S, seul le niveau le plus bas de chaque taxon a été utilisé pour les analyses différentielles. Toutes les analyses statistiques ont été réalisées à l'aide de R (v. 3.4.3., projet CRAN) (équipe 2013).
L'exposition au mancozèbe, à la pyrithiostrobine et à la trifloxystrobine a significativement réduit la prise de poids corporel chez O. cornifrons (Fig. 1). Ces effets ont été observés de manière constante pour les trois doses évaluées (Fig. 1a–c). La cyclostrobine et le myclobutanil n'ont pas significativement réduit le poids des larves.
Poids frais moyen des larves de foreurs de tiges mesuré à trois moments précis dans le cadre de quatre traitements alimentaires (alimentation homogène en pollen + fongicide : témoin, doses 0,1X, 0,5X et 1X). (a) Faible dose (0,1X) : premier moment précis (jour 1) : χ2 : 30,99, DF = 6 ; P < 0,0001, deuxième moment précis (jour 5) : 22,83, DF = 0,0009 ; troisième moment précis (jour 8) : χ2 : 28,39, DF = 6 ; (b) demi-dose (0,5X) : premier moment précis (jour 1) : χ2 : 35,67, DF = 6 ; P < 0,0001, deuxième moment précis (jour un). ): χ2 : 15,98, DF = 6 ; P = 0,0090 ; troisième point dans le temps (jour 8) χ2 : 16,47, DF = 6 ; (c) Site ou dose complète (1X) : premier point dans le temps (jour 1) χ2 : 20,64, P = 6 ; P = 0,0326, deuxième point dans le temps (jour 5) : χ2 : 22,83, DF = 6 ; P = 0,0009 ; troisième point dans le temps (jour 8) : χ2 : 28,39, DF = 6 ; analyse de variance non paramétrique. Les barres représentent la moyenne ± ET des comparaisons par paires (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
Français À la dose la plus faible (0,1X), le poids corporel des larves a été réduit de 60 % avec la trifloxystrobine, de 49 % avec le mancozèbe, de 48 % avec le myclobutanil et de 46 % avec la pyrithistrobine (Fig. 1a). Après exposition à la moitié de la dose sur le terrain (0,5X), le poids corporel des larves de mancozèbe a été réduit de 86 %, celui de la pyrithiostrobine de 52 % et celui de la trifloxystrobine de 50 % (Fig. 1b). Une dose complète sur le terrain (1X) de mancozèbe a réduit le poids des larves de 82 %, celui de la pyrithiostrobine de 70 %, et celui de la trifloxystrobine, du myclobutanil et du sangard d'environ 30 % (Fig. 1c).
La mortalité était la plus élevée chez les larves nourries avec du pollen traité au mancozèbe, suivi de la pyrithiostrobine et de la trifloxystrobine. La mortalité augmentait avec les doses de mancozèbe et de pyritisoline (Fig. 2 ; Tableau 2). Cependant, la mortalité de la pyrale du maïs n'augmentait que légèrement avec l'augmentation des concentrations de trifloxystrobine ; le cyprodinil et le captane n'ont pas augmenté significativement la mortalité par rapport aux traitements témoins.
La mortalité des larves de mouches foreuses a été comparée après ingestion de pollen traité individuellement avec six fongicides différents. Le mancozèbe et le pentopyramide étaient plus sensibles à l'exposition orale aux asticots du maïs (GLM : χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (ligne, pente = 0,29, P < 0,001 ; pente = 0,24, P < 0,00)).
Français En moyenne, pour tous les traitements, 39,05 % des patients étaient des femmes et 60,95 % étaient des hommes. Parmi les traitements témoins, la proportion de femmes était de 40 % dans les études à faible dose (0,1X) et à demi-dose (0,5X), et de 30 % dans les études à dose sur le terrain (1X). À la dose de 0,1X, parmi les larves nourries au pollen traitées avec du mancozèbe et du myclobutanil, 33,33 % des adultes étaient des femmes, 22 % des adultes étaient des femmes, 44 % des larves adultes étaient des femmes, 44 % des larves adultes étaient des femmes, 41 % des larves adultes étaient des femmes et les témoins étaient de 31 % (Fig. 3a). Français À 0,5 fois la dose, 33 % des vers adultes du groupe mancozèbe et pyrithiostrobine étaient des femelles, 36 % dans le groupe trifloxystrobine, 41 % dans le groupe myclobutanil et 46 % dans le groupe cyprostrobine. Ce chiffre était de 53 % dans le groupe captane et de 38 % dans le groupe témoin (Fig. 3b). À une dose 1X, 30 % du groupe mancozèbe étaient des femmes, 36 % du groupe pyrithiostrobine, 44 % du groupe trifloxystrobine, 38 % du groupe myclobutanil, 50 % du groupe témoin étaient des femmes – 38,5 % (Fig. 3c).
Pourcentage de foreurs femelles et mâles après exposition au fongicide au stade larvaire. (a) Faible dose (0,1X). (b) Demi-dose (0,5X). (c) Dose sur le terrain ou dose complète (1X).
Français L'analyse de la séquence 16S a montré que le groupe bactérien différait entre les larves nourries avec du pollen traité au mancozèbe et les larves nourries avec du pollen non traité (Fig. 4a). L'indice microbien des larves non traitées nourries avec du pollen était plus élevé que celui des larves nourries avec du pollen traité au mancozèbe (Fig. 4b). Bien que la différence de richesse observée entre les groupes ne soit pas statistiquement significative, elle était significativement inférieure à celle observée pour les larves se nourrissant de pollen non traité (Fig. 4c). L'abondance relative a montré que le microbiote des larves nourries avec du pollen témoin était plus diversifié que celui des larves nourries avec des larves traitées au mancozèbe (Fig. 5a). L'analyse descriptive a révélé la présence de 28 genres dans les échantillons témoins et traités au mancozèbe (Fig. 5b). c L'analyse utilisant le séquençage 18S n'a révélé aucune différence significative (Figure supplémentaire 2).
Français Les profils SAV basés sur les séquences 16S ont été comparés à la richesse de Shannon et à la richesse observée au niveau du phylum. (a) Analyse des coordonnées principales (PCoA) basée sur la structure globale de la communauté microbienne chez les larves nourries au pollen non traitées ou témoins (bleu) et nourries au mancozèbe (orange). Chaque point de données représente un échantillon distinct. La PCoA a été calculée à l'aide de la distance de Bray-Curtis de la distribution t multivariée. Les ovales représentent le niveau de confiance de 80 %. (b) Boxplot, données brutes de richesse de Shannon (points) et c. Richesse observable. Les boxplots montrent les boîtes pour la ligne médiane, l'écart interquartile (IQR) et 1,5 × IQR (n = 3).
Composition des communautés microbiennes de larves nourries de pollen traité et non traité au mancozèbe. (a) Abondance relative des lectures de genres microbiens chez les larves. (b) Carte thermique des communautés microbiennes identifiées. Delftia (rapport de cotes (OR) = 0,67, P = 0,0030) et Pseudomonas (OR = 0,3, P = 0,0074), Microbacterium (OR = 0,75, P = 0,0617) (OR = 1,5, P = 0,0060) ; Les lignes de la carte thermique sont regroupées en utilisant la distance de corrélation et la connectivité moyenne.
Nos résultats montrent que l'exposition orale aux fongicides de contact (mancozèbe) et systémiques (pyrostrobine et trifloxystrobine), largement appliqués pendant la floraison, a significativement réduit la prise de poids et augmenté la mortalité des larves de maïs. De plus, le mancozèbe a significativement réduit la diversité et la richesse du microbiome au stade prénymphal. Le myclobutanil, un autre fongicide systémique, a significativement réduit la prise de poids des larves aux trois doses. Cet effet était évident aux deuxième (jour 5) et troisième (jour 8) points temporels. En revanche, le cyprodinil et le captane n'ont pas significativement réduit la prise de poids ou la survie par rapport au groupe témoin. À notre connaissance, ce travail est le premier à déterminer les effets des doses au champ de différents fongicides utilisés pour protéger les cultures de maïs par exposition directe au pollen.
Tous les traitements fongicides ont significativement réduit la prise de poids corporel par rapport aux traitements témoins. Le mancozèbe a eu l'effet le plus important sur la prise de poids corporel des larves, avec une réduction moyenne de 51 %, suivi par la pyrithiostrobine. Cependant, d'autres études n'ont pas rapporté d'effets indésirables des doses de fongicides sur le terrain sur les stades larvaires44. Bien que les biocides à base de dithiocarbamates aient montré une faible toxicité aiguë45, les éthylène bisdithiocarbamates (EBDCS) tels que le mancozèbe peuvent se dégrader en urée sulfure d'éthylène. Compte tenu de ses effets mutagènes chez d'autres animaux, ce produit de dégradation pourrait être responsable des effets observés46,47. Des études antérieures ont montré que la formation d'éthylène thiourée est influencée par des facteurs tels que la température élevée48, les niveaux d'humidité49 et la durée de stockage du produit50. Des conditions de stockage appropriées pour les biocides peuvent atténuer ces effets secondaires. De plus, l'Autorité européenne de sécurité des aliments a exprimé des inquiétudes quant à la toxicité du pyrithiopide, qui s'est avéré cancérigène pour le système digestif d'autres animaux51.
Français L'administration orale de mancozèbe, de pyrithiostrobine et de trifloxystrobine augmente la mortalité des larves de pyrale du maïs. En revanche, le myclobutanil, la ciprocycline et le captane n'ont eu aucun effet sur la mortalité. Ces résultats diffèrent de ceux de Ladurner et al.52, qui ont montré que le captane réduisait significativement la survie des adultes d'O. lignaria et d'Apis mellifera L. (Hyménoptères, Apisidae). De plus, il a été constaté que des fongicides tels que le captane et le boscalide causaient la mortalité des larves52,53,54 ou modifiaient le comportement alimentaire55. Ces changements, à leur tour, peuvent affecter la qualité nutritionnelle du pollen et, en fin de compte, le gain énergétique du stade larvaire. La mortalité observée dans le groupe témoin était cohérente avec d'autres études56,57.
Le sex-ratio favorable aux mâles observé dans nos travaux pourrait s'expliquer par des facteurs tels qu'un accouplement insuffisant et de mauvaises conditions météorologiques pendant la floraison, comme l'avaient précédemment suggéré Vicens et Bosch pour O. cornuta. Bien que les femelles et les mâles de notre étude aient eu quatre jours pour s'accoupler (une période généralement considérée comme suffisante pour un accouplement réussi), nous avons volontairement réduit l'intensité lumineuse afin de minimiser le stress. Cependant, cette modification peut involontairement interférer avec le processus d'accouplement61. De plus, les abeilles subissent plusieurs jours de conditions météorologiques défavorables, notamment de la pluie et des températures basses (< 5 °C), ce qui peut également avoir un impact négatif sur le succès de l'accouplement4,23.
Bien que notre étude se soit concentrée sur l'ensemble du microbiome larvaire, nos résultats apportent un éclairage sur les relations potentielles entre les communautés bactériennes, potentiellement essentielles à la nutrition des abeilles et à leur exposition aux fongicides. Par exemple, les larves nourries avec du pollen traité au mancozèbe présentaient une structure et une abondance de communautés microbiennes significativement réduites par rapport aux larves nourries avec du pollen non traité. Chez les larves consommant du pollen non traité, les groupes bactériens Proteobacteria et Actinobacteria étaient dominants et étaient principalement aérobies ou facultativement aérobies. Les bactéries de Delft, généralement associées aux espèces d'abeilles solitaires, sont connues pour leur activité antibiotique, indiquant un potentiel rôle protecteur contre les agents pathogènes. Une autre espèce bactérienne, Pseudomonas, était abondante chez les larves nourries avec du pollen non traité, mais était significativement réduite chez les larves traitées au mancozèbe. Nos résultats corroborent des études antérieures identifiant Pseudomonas comme l'un des genres les plus abondants chez O. bicornis35 et d'autres guêpes solitaires34. Français Bien que les preuves expérimentales du rôle de Pseudomonas dans la santé d'O. cornifrons n'aient pas été étudiées, il a été démontré que cette bactérie favorise la synthèse de toxines protectrices chez le coléoptère Paederus fuscipes et favorise le métabolisme de l'arginine in vitro 35, 65. Ces observations suggèrent un rôle potentiel dans la défense virale et bactérienne pendant le développement des larves d'O. cornifrons. Microbacterium est un autre genre identifié dans notre étude qui serait présent en grand nombre chez les larves de mouche soldat noire dans des conditions de famine66. Chez les larves d'O. cornifrons, les microbactéries pourraient contribuer à l'équilibre et à la résilience du microbiome intestinal dans des conditions de stress. De plus, Rhodococcus est présent chez les larves d'O. cornifrons et est connu pour ses capacités de détoxification67. Ce genre est également présent dans l'intestin d'A. florea, mais en très faible abondance68. Nos résultats démontrent la présence de multiples variations génétiques chez de nombreux taxons microbiens, susceptibles d'altérer les processus métaboliques chez les larves. Cependant, une meilleure compréhension de la diversité fonctionnelle d'O. cornifrons est nécessaire.
Français En résumé, les résultats indiquent que le mancozèbe, la pyrithiostrobine et la trifloxystrobine ont réduit la prise de poids corporel et augmenté la mortalité des larves de pyrale du maïs. Bien que les effets des fongicides sur les pollinisateurs suscitent des inquiétudes croissantes, il est nécessaire de mieux comprendre les effets des métabolites résiduels de ces composés. Ces résultats peuvent être intégrés aux recommandations pour les programmes de gestion intégrée des pollinisateurs qui aident les agriculteurs à éviter l'utilisation de certains fongicides avant et pendant la floraison des arbres fruitiers en sélectionnant les fongicides et en variant le moment d'application, ou en encourageant l'utilisation d'alternatives moins nocives 36. Ces informations sont importantes pour l'élaboration de recommandations sur l'utilisation des pesticides, comme l'ajustement des programmes de pulvérisation existants et la modification du moment de pulvérisation lors du choix des fongicides ou la promotion de l'utilisation d'alternatives moins dangereuses. Des recherches supplémentaires sont nécessaires sur les effets néfastes des fongicides sur le sex-ratio, le comportement alimentaire, le microbiome intestinal et les mécanismes moléculaires sous-jacents à la perte de poids et à la mortalité de la pyrale du maïs.
Les données sources 1, 2 et 3 des figures 1 et 2 ont été déposées dans le référentiel de données figshare DOI : https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996245 et https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24996233. Les séquences analysées dans la présente étude (Fig. 4, 5) sont disponibles dans le référentiel NCBI SRA sous le numéro d'accès PRJNA1023565.
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Date de publication : 14 mai 2024