Merci d'avoir visité Nature.com.La version du navigateur que vous utilisez a une prise en charge CSS limitée.Pour de meilleurs résultats, nous vous recommandons d'utiliser une version plus récente de votre navigateur (ou de désactiver le mode de compatibilité dans Internet Explorer).En attendant, pour garantir un support continu, nous affichons le site sans style ni JavaScript.
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 pommes pendant la floraison.Ce manque de connaissances limite les décisions réglementaires déterminant les concentrations sûres et le calendrier de pulvérisation des fongicides.Nous avons évalué les effets de deux fongicides de contact (captane et mancozèbe) et de quatre fongicides intercalaires/phytosystèmes (ciprocycline, myclobutanil, pyrostrobine et trifloxystrobine).Effets sur le gain de poids des larves, la survie, le sex-ratio et la diversité bactérienne.L'évaluation a été réalisée à l'aide d'un essai biologique oral chronique dans lequel le pollen a été traité en trois doses basées sur la dose actuellement recommandée pour une utilisation sur le terrain (1X), une demi-dose (0,5X) et une faible dose (0,1X).Toutes les doses de mancozèbe et de pyritisoline ont réduit de manière significative le poids corporel et la survie des larves.Nous avons ensuite séquencé le gène 16S pour caractériser le bactériome larvaire du mancozèbe, le fongicide responsable de la plus forte mortalité.Nous avons constaté que la diversité et l'abondance bactériennes étaient significativement réduites 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 nocive 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, et l’espèce joue depuis lors un rôle important de pollinisateur dans les écosystèmes gérés.Les populations naturalisées de cette abeille font partie d'environ 50 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 d’énergie, la recherche de nourriture5 et le conditionnement corporel6,7.Bien que des recherches récentes suggèrent que la santé des abeilles maçonnes est directement influencée par des micro-organismes commensaux et ectobatiques8,9, parce que 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 compris. étudié.
Des fongicides à effets variés (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.Les fongicides sont considérés comme inoffensifs pour les pollinisateurs, ils sont donc 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 de réglementation nationales12,13,14.Cependant, les effets des fongicides sur les autres que les 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 standardisés pour tester les abeilles individuelles16,17, et il est difficile de maintenir des colonies qui fournissent des abeilles à tester18.Des essais sur différentes abeilles gérées 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 standardisés ont récemment été développés pour O. cornifrons19.
Les abeilles à cornes sont des monocytes et sont utilisées commercialement dans les cultures de carpes comme complément ou remplacement des 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 pour fournir une série de cellules de 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 (prépupe), les larves se nourrissent de pollen22.Une fois l’apport de pollen complètement épuisé, les larves forment des cocons, se nymphosent et émergent sous forme d’adultes 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 à un gain énergétique net (prise de poids) basé sur la prise alimentaire.Ainsi, la qualité nutritionnelle du pollen, ainsi que d’autres facteurs comme les conditions climatiques 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, depuis des effets translaminaires (par exemple, capables de se déplacer de la surface supérieure des feuilles vers la surface inférieure, comme certains fongicides) 25 jusqu'à des effets véritablement systémiques., qui peuvent pénétrer dans la couronne à partir des racines, peuvent pénétrer dans le nectar des fleurs de pommier26, où ils peuvent tuer les O. cornifrons adultes27.Certains pesticides s'infiltrent également dans le pollen, affectant le développement des larves de maïs et provoquant leur mort19.D'autres études ont montré que certains fongicides peuvent modifier de manière significative le comportement de nidification de l'espèce apparentée O. lignaria28.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 étudier30.
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 des abeilles 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 larvaires et polliniques33, ainsi que dans les 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, y compris des fongicides de contact et systémiques administrés par voie orale aux larves de la tordeuse du maïs à partir d'aliments contaminés.Nous avons constaté que les fongicides de contact et systémiques réduisaient le gain 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 avec celles nourries avec le régime témoin.Nous discutons des mécanismes potentiels sous-jacents à la mortalité et des implications pour les programmes de gestion intégrée des ravageurs et des pollinisateurs (IPPM)36.
Des O. cornifrons adultes hivernant dans des cocons ont été obtenus auprès du Fruit Research Center de Biglerville, Pennsylvanie, et stockés entre -3 et 2 °C (± 0,3 °C).Avant l'expérimentation (600 cocons au total).En mai 2022, 100 cocons d'O. cornifrons ont été transférés quotidiennement dans des gobelets en plastique (50 cocons par gobelet, DI 5 cm × 15 cm de long) et des lingettes ont été placées à l'intérieur des gobelets pour favoriser l'ouverture et fournir un substrat à mâcher, réduisant ainsi le stress sur les rocheux. les abeilles37 .Placer deux gobelets 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 conserver 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 la floraison maximale des pommes (nid piège : largeur 33,66 × hauteur 30,48 × longueur 46,99 cm ; Figure 1 supplémentaire).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'), pommier coronaria (Malus coronaria) et de nombreuses variétés de pommiers (Malus coronaria, Malus), pommier domestique 'Co-op 30′ Enterprise™, pommier Malus 'Co- Op 31′ Winecrisp™, bégonia 'Freedom', bégonia 'Golden Delicious', bégonia 'Nova Spy').Chaque nichoir en plastique bleu s'adapte sur deux caisses en bois.Chaque nichoir contenait 800 tubes de papier kraft vides (spirale ouverte, 0,8 cm ID × 15 cm L) (Jonesville Paper Tube Co., Michigan) insérés dans des tubes de cellophane opaques (0,7 OD voir Bouchons en plastique (bouchons T-1X) fournissent des sites de nidification .
Les deux nichoirs faisaient face à l'est et étaient recouverts d'une clôture de jardin en plastique vert (modèle Everbilt n° 889250EB12, taille d'ouverture 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 du sol du nichoir. des boites.Nichoir (Figure 1a supplémentaire).Les œufs de pyrale du maïs ont été collectés quotidiennement en collectant 30 tubes dans les nids et en les transportant au laboratoire.À l’aide de ciseaux, faites une coupe 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 incurvée (trousse à outils Microslide, BioQuip Products Inc., Californie).Les œufs ont été incubés sur du papier filtre humide et placés dans une boîte de Pétri pendant 2 heures avant d'être utilisés dans nos expériences (Figures supplémentaires 1b-d).
En laboratoire, nous avons évalué la toxicité orale de six fongicides appliqués avant et pendant la floraison des pommiers à trois concentrations (0,1X, 0,5X et 1X, où 1X est la marque appliquée par 100 gallons d'eau/acre. Dose élevée sur le terrain = concentration Sur le terrain)., Tableau 1).Chaque concentration a été répétée 16 fois (n = 16).Deux fongicides de contact (Tableau S1 : mancozèbe 2 696,14 ppm et captane 2 875,88 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, légumes et 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 homogène de pollen traité avec de l'eau pure.Nous avons enregistré la mortalité et mesuré le poids des larves tous les deux jours jusqu'à ce que les larves atteignent l'âge prépupal 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.
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, notamment parce que chez le mancozèbe la mortalité la plus élevée a été observée chez les larves.recevoir 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 bactériens de l'ARN ribosomal 16S a été réalisé à l'aide du kit de préparation de bibliothèque Quick-16S ™ NGS (Zymo Research, Irvine, Californie) en utilisant des amorces ciblant la région V3-V4 du gène de l'ARNr 16S.De plus, le séquençage 18S a été réalisé en utilisant une inclusion de 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 dans QIIME2 (appariement de bruit qiime dada2)40.Les affectations de classes 16S et 18S ont été effectuées à l'aide du plugin de classificateur d'objets Classify-sklearn et de l'artefact pré-entraîné silva-138-99-nb-classifier.
Toutes les données expérimentales ont été vérifiées pour la normalité (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'avait pas réussi à normaliser les résidus, nous avons effectué une ANOVA bidirectionnelle non paramétrique (Kruskal-Wallis) avec deux facteurs [temps (trois phases 2, 5 et 8 jours) points temporels) et fongicide] pour évaluer l'effet du traitement sur le poids frais des larves, puis des comparaisons par paires non paramétriques post hoc ont été effectuées à l'aide du 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 pour trois concentrations de fongicides41,42.Pour l'analyse d'abondance différentielle, le nombre de variantes de séquence d'amplicons (ASV) a été réduit au niveau du genre.Des comparaisons de l'abondance différentielle entre les groupes utilisant l'abondance relative 16S (niveau du genre) et 18S ont été effectuées à l'aide d'un modèle additif généralisé pour la position, l'échelle et la forme (GAMLSS) avec des distributions familiales bêta-gonflées à zéro (BEZI), qui ont été modélisées sur un modèle macro. .dans Microbiome R43 (v1.1).1).Supprimer les espèces mitochondriales et chloroplastiques avant l’analyse différentielle.En raison des différents niveaux taxonomiques du 18S, seul le niveau le plus bas de chaque taxon a été utilisé pour les analyses différentielles.Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide de R (v. 3.4.3., projet CRAN) (Team 2013).
L'exposition au mancozèbe, à la pyrithiostrobine et à la trifloxystrobine a réduit de manière significative le gain de poids corporel chez O. cornifrons (Fig. 1).Ces effets ont été systématiquement observés pour les trois doses évaluées (Fig. 1a – c).La cyclostrobine et le myclobutanil n’ont pas réduit de manière significative le poids des larves.
Poids frais moyen des larves du foreur de la tige mesuré à trois moments sous quatre traitements alimentaires (alimentation homogène en pollen + fongicide : contrôle, doses 0,1X, 0,5X et 1X).(a) Faible dose (0,1X) : premier instant (jour 1) : χ2 : 30,99, DF = 6 ;P < 0,0001, deuxième instant (jour 5) : 22,83, DF = 0,0009 ;troisième fois;point (jour 8) : χ2 : 28,39, DF = 6 ;(b) demi-dose (0,5X) : premier moment (jour 1) : χ2 : 35,67, DF = 6 ;P <0,0001, deuxième instant (premier jour).) : χ2 : 15,98, DF = 6 ;P = 0,0090 ;troisième instant (jour 8) χ2 : 16,47, DF = 6 ;(c) Site ou dose complète (1X) : premier moment (jour 1) χ2 : 20,64, P = 6 ;P = 0,0326, deuxième instant (jour 5) : χ2 : 22,83, DF = 6 ;P = 0,0009 ;troisième point dans le temps (jour 8) : χ2 : 28,39, DF = 6 ;analyse non paramétrique de la variance.Les barres représentent la moyenne ± SE des comparaisons par paires (α = 0,05) (n = 16) *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,001, ***P ≤ 0,0001.
À la dose la plus faible (0, 1 X), 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).Lorsqu'elles ont été exposées à la moitié de la dose de terrain (0,5 X), 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 (1X) de mancozèbe a réduit le poids des larves de 82 %, la pyrithiostrobine de 70 % et la trifloxystrobine, le myclobutanil et le sangard d'environ 30 % (Fig. 1c).
La mortalité était la plus élevée parmi les larves nourries avec du pollen traité au mancozèbe, suivies par la pyrithiostrobine et la trifloxystrobine.La mortalité augmentait avec l'augmentation des doses de mancozèbe et de pyritisoline (Fig. 2; Tableau 2).Cependant, la mortalité due à la pyrale du maïs n'a augmenté que légèrement à mesure que les concentrations de trifloxystrobine augmentaient ;le cyprodinil et le captan n’ont pas augmenté de manière significative 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 mouches du maïs (GLM : χ = 29,45, DF = 20, P = 0,0059) (ligne, pente = 0,29, P < 0,001; pente = 0,24, P <0,00)).
En moyenne, tous traitements confondus, 39,05 % des patients étaient des femmes et 60,95 % 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 de terrain (1X).À la dose de 0,1 X, parmi les larves nourries au pollen et traitées au mancozèbe et au myclobutanil, 33,33 % des adultes étaient des femelles, 22 % des adultes étaient des femelles, 44 % des larves adultes étaient des femelles et 44 % des larves adultes étaient des femelles.femelle, 41% des larves adultes étaient des femelles et les témoins 31% (Fig. 3a).À 0,5 fois la dose, 33 % des vers adultes du groupe mancozèbe et pyrithiostrobine étaient des femelles, 36 % du groupe trifloxystrobine, 41 % du groupe myclobutanil et 46 % du groupe cyprostrobine.Ce chiffre était de 53% dans le groupe.dans le groupe captane et 38 % dans le groupe témoin (Fig. 3b).À la 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 à un fongicide au stade larvaire.(a) Faible dose (0,1X).(b) Demi-dose (0,5X).(c) Dose de terrain ou dose complète (1X).
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 supérieur à 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 2 supplémentaire).
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 non traitées nourries au pollen ou témoins (bleu) et nourries au mancozèbe (orange).Chaque point de données représente un échantillon distinct.La PCoA a été calculée en utilisant la distance de Bray-Curtis de la distribution t multivariée.Les ovales représentent le niveau de confiance de 80 %.(b) Boxplot, données brutes sur la richesse de Shannon (points) et c.Une richesse observable.Les boîtes à moustaches affichent des boîtes pour la ligne médiane, l'intervalle interquartile (IQR) et 1,5 × IQR (n = 3).
Composition des communautés microbiennes de larves nourries de pollen traité et non traité au mancozèbe.(a) L'abondance relative des genres microbiens se lit chez les larves.(b) Carte thermique des communautés microbiennes identifiées.Delftia (odds ratio (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 à des fongicides de contact (mancozèbe) et systémiques (pyrostrobine et trifloxystrobine), largement appliqués pendant la floraison, réduit significativement la prise de poids et augmente la mortalité des larves de maïs.De plus, le mancozèbe réduit considérablement la diversité et la richesse du microbiome au cours de la phase prépupale.Le myclobutanil, un autre fongicide systémique, a réduit de manière significative le gain de poids des larves aux trois doses.Cet effet était évident aux deuxième (jour 5) et troisième (jour 8) moments.En revanche, le cyprodinil et le captane n’ont pas réduit de manière significative 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 réduit de manière significative le gain de poids corporel par rapport aux traitements témoins.Le mancozèbe a eu le plus grand effet sur le gain de poids des larves avec une réduction moyenne de 51 %, suivi de la pyrithiostrobine.Cependant, d’autres études n’ont pas signalé d’effets indésirables des doses de fongicides administrées sur le terrain aux stades larvaires44.Bien qu’il ait été démontré que les biocides dithiocarbamates ont une faible toxicité aiguë45, les bisdithiocarbamates d’éthylène (EBDCS) tels que le mancozèbe peuvent se dégrader en sulfure d’éthylène urée.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’éthylènethiourée est influencée par des facteurs tels qu’une température élevée48, des niveaux d’humidité49 et la durée de stockage du produit50.Des conditions de stockage appropriées pour les biocides peuvent atténuer ces effets secondaires.En outre, l'Autorité européenne de sécurité des aliments a exprimé ses inquiétudes quant à la toxicité du pyrithiopide, qui s'est révélé cancérigène pour le système digestif d'autres animaux51.
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 O. lignaria et Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apisidae).De plus, il a été constaté que des fongicides tels que le captane et le boscalid provoquent la mortalité des larves52,53,54 ou modifient leur comportement alimentaire55.Ces changements, à leur tour, peuvent affecter la qualité nutritionnelle du pollen et, à terme, le gain énergétique du stade larvaire.La mortalité observée dans le groupe témoin était conforme à celle d'autres études 56,57.
Le sex-ratio favorable aux mâles observé dans nos travaux peut s'expliquer par des facteurs tels qu'un accouplement insuffisant et de mauvaises conditions météorologiques pendant la floraison, comme suggéré précédemment pour O. cornuta par Vicens et Bosch.Bien que les femelles et les mâles de notre étude disposaient de quatre jours pour s'accoupler (une période généralement considérée comme suffisante pour un accouplement réussi), nous avons délibérément réduit l'intensité lumineuse pour 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 pluie et de températures basses (<5°C), qui peuvent 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 donnent un aperçu des relations potentielles entre les communautés bactériennes qui peuvent être essentielles à la nutrition des abeilles et à l’exposition aux fongicides.Par exemple, les larves nourries avec du pollen traité au mancozèbe présentaient une structure et une abondance de communauté microbienne considérablement réduites par rapport aux larves nourries avec du pollen non traité.Chez les larves consommant du pollen non traité, les groupes bactériens Protéobactéries et Actinobactéries étaient dominants et étaient principalement aérobies ou facultatifs.Les bactéries de Delft, généralement associées aux espèces d’abeilles solitaires, sont connues pour avoir une activité antibiotique, indiquant un rôle protecteur potentiel 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 soutiennent des études antérieures identifiant Pseudomonas comme l'un des genres les plus abondants chez O. bicornis et d'autres guêpes solitaires .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 la période de développement des larves d'O. cornifrons.La microbactérie est un autre genre identifié dans notre étude qui serait présent en grand nombre dans les larves de mouches soldats noires dans des conditions de famine66.Chez les larves d’O. cornifrons, les microbactéries peuvent contribuer à l’équilibre et à la résilience du microbiome intestinal dans des conditions de stress.De plus, Rhodococcus se trouve dans 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 parmi de nombreux taxons microbiens qui peuvent modifier les processus métaboliques chez les larves.Cependant, une meilleure compréhension de la diversité fonctionnelle d’O. cornifrons est nécessaire.
En résumé, les résultats indiquent que le mancozèbe, la pyrithiostrobine et la trifloxystrobine ont réduit le gain de poids corporel et augmenté la mortalité des larves de pyrale du maïs.Même si les effets des fongicides sur les pollinisateurs suscitent de plus en plus d’inquiétudes, il est nécessaire de mieux comprendre les effets des métabolites résiduels de ces composés.Ces résultats peuvent être intégrés dans des recommandations pour des 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 de l'application, ou en encourageant l'utilisation d'alternatives moins nocives36. est important pour élaborer des recommandations.sur l'utilisation des pesticides, comme l'ajustement des programmes de pulvérisation existants et la modification du moment de pulvérisation lors de la sélection 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.
Bosch, J. et Kemp, WP Développement et établissement d'espèces d'abeilles mellifères comme pollinisateurs des cultures agricoles : l'exemple du genre Osmia.(Hyménoptères : Megachilidae) et arbres fruitiers.taureau.Encore.Ressource.92, 3-16 (2002).
Parker, MG et coll.Pratiques de pollinisation et perceptions des pollinisateurs alternatifs chez les pomiculteurs de New York et de Pennsylvanie.mise à jour.Agriculture.systèmes alimentaires.35, 1-14 (2020).
Koch I., Lonsdorf EW, Artz DR, Pitts-Singer TL et Ricketts TH Écologie et économie de la pollinisation des amandes à l'aide d'abeilles indigènes.J. Économie.Encore.111, 16-25 (2018).
Lee, E., He, Y. et Park, Y.-L.Effets du changement climatique sur la phénologie du tragopan : implications pour la gestion de la population.Grimper.Changement 150, 305-317 (2018).
Artz, DR et Pitts-Singer, TL Effet des pulvérisations de fongicides et d'adjuvants sur le comportement de nidification de deux abeilles solitaires gérées (Osmia lignaria et Megachile rotundata).PloS One 10, e0135688 (2015).
Beauvais, S. et coll.Un fongicide agricole peu toxique (fenbuconazole) interfère avec les signaux de qualité reproductive des mâles, ce qui réduit le succès de l'accouplement chez les abeilles sauvages solitaires.J. Applications.écologie.59, 1596-1607 (2022).
Sgolastra F. et al.Les insecticides néonicotinoïdes et la biosynthèse de l'ergostérol suppriment la mortalité synergique des fongicides chez trois espèces d'abeilles.Antiparasitaire.la science.73, 1236-1243 (2017).
Kuhneman JG, Gillung J, Van Dyck MT, Fordyce RF.et Danforth BN Les larves de guêpes solitaires modifient la diversité bactérienne fournie par le pollen aux abeilles nichant sur les tiges, Osmia cornifrons (Megachilidae).devant.micro-organisme.13, 1057626 (2023).
Dharampal PS, Danforth BN et Steffan SA Les micro-organismes ectosymbiotiques présents dans le pollen fermenté sont aussi importants pour le développement des abeilles solitaires que le pollen lui-même.écologie.évolution.12. e8788 (2022).
Kelderer M, Manici LM, Caputo F et Thalheimer M. Plantation inter-rangs dans les vergers de pommiers pour lutter contre les maladies du réensemencement : une étude d'efficacité pratique basée sur des indicateurs microbiens.Sol végétal 357, 381-393 (2012).
Martin PL, Kravchik T., Khodadadi F., Achimovich SG et Peter KA Pourriture amère des pommes dans la région médio-atlantique des États-Unis : évaluation des espèces responsables et influence des conditions météorologiques régionales et de la sensibilité des cultivars.Phytopathologie 111, 966-981 (2021).
Cullen MG, Thompson LJ, Carolan JK, Stout JK.et Stanley DA Fongicides, herbicides et abeilles : une revue systématique des recherches et des méthodes existantes.PLoS One 14, e0225743 (2019).
Pilling, ED et Jepson, PC Effets synergiques des fongicides EBI et des insecticides pyréthrinoïdes sur les abeilles mellifères (Apis mellifera).ravage la science.39, 293-297 (1993).
Mussen, EC, Lopez, JE et Peng, CY Effet de fongicides sélectionnés sur la croissance et le développement des larves d'abeilles mellifères Apis mellifera L. (Hyménoptères : Apidae).Mercredi.Encore.33, 1151-1154 (2004).
Van Dyke, M., Mullen, E., Wickstead, D. et McArt, S. Guide de décision pour l'utilisation de pesticides pour protéger les pollinisateurs dans les vergers d'arbres (Université Cornell, 2018).
Iwasaki, JM et Hogendoorn, K. Exposition des abeilles à des non-pesticides : un examen des méthodes et des résultats rapportés.Agriculture.écosystème.Mercredi.314, 107423 (2021).
Kopit AM, Klinger E, Cox-Foster DL, Ramirez RA.et Pitts-Singer TL Effet du type d'approvisionnement et de l'exposition aux pesticides sur le développement larvaire d'Osmia lignaria (Hymenoptera : Megachilidae).Mercredi.Encore.51, 240-251 (2022).
Kopit AM et Pitts-Singer TL Voies d'exposition aux pesticides des abeilles solitaires à nid vide.Mercredi.Encore.47, 499-510 (2018).
Pan, NT et al.Un nouveau protocole d'essai biologique par ingestion pour évaluer la toxicité des pesticides chez les abeilles japonaises adultes (Osmia cornifrons).la science.Rapports 10, 9517 (2020).
Heure de publication : 14 mai 2024