التجريبية ومواد وتقنيات حسابية إلقاء الضوء على الآليات "مبيدات الفطريات وسط النحل الصحية"

إدارتها وأنواع النحل البرية تعاني من انخفاضات على نطاق واسع، مع آثار كبيرة على النظم الطبيعية والزراعية على حد سواء¹. وعلى الرغم من الجهود المتضافرة لفهم أسباب هذه المشكلة، العوامل المحركة لعسل النحل الانخفاضات لا تزال غير مفهومة جيدا^2،،من³⁴. لأنواع معينة من النحل البرية، الأصلية، أصبحت الحالة الأليمة^5،6. إذا كان لا يمكن أن يستمر السكان النحل عندما أنها تتقاطع مع الزراعة الصناعية وسكانها سوف تستمر في الانخفاض، وسوف تحمل المحاصيل التي تتطلب الملقحات (35 في المائة من الإنتاج في العالم⁷) خفض المحاصيل.

وفي حين قد تورط العديد من العوامل المحتملة كمبيد آفات التعرض، والمرض، والموئل خسارة^1،4،،من^89،10 في عسل النحل الانخفاض، يعرف إلا القليل نسبيا عن أثر هذه الضغوطات التفاعلية على صحة النحل الأصلية، داخل أو بالقرب من النظم الزراعية. الكثير من الجهود البحثية الحالية مواصلة التركيز على المبيدات الحشرية، (مثلاً، neonicotinoids^11،12)، على الرغم من أن البحوث السابقة تشير إلى أن مبيدات الفطريات قد تلعب أيضا دوراً في انخفاض النحل بعرقلة تشكيل الذاكرة، الاستقبال حاسة الشم¹³وعش الاعتراف¹⁴، نشاط إنزيم والوظائف الأيضية^15،،من¹⁶¹⁷. على الصعيد العالمي، مبيدات الفطريات الاستمرار في تطبيق للمحاصيل المزهرة خلال لوم. وقد وثقت الدراسات الأخيرة أن النحل عادة إعادة بقايا مبيد للفطريات إلى خلية¹⁸، في الواقع، وقد أظهرت الدراسات أن نسبة كبيرة من خلايا تم اختبارها الواردة مبيد المخلفات^19،20. مزيد من العمل قد كشفت عن أن بقايا مبيد للفطريات يترافق مع معدلات عالية من عسل النحل وفيات اليرقات^21،،من²²²³ ، ووجود “حبوب اللقاح مدفون” داخل المستعمرات، التي على الرغم من أن غير سامة، تخلو من النشاط الميكروبي وهو الخطر غذائياً²⁴. على الرغم من حقيقة أن مبيدات الفطريات طالما اعتبرت “النحل الآمنة”، هناك الآن أدلة على أن التعرض لمبيد للفطريات وحدها يمكن أن تسبب الخسائر مستعمرة شديدة في أنواع نحلة تلعثم أصلية، impatiens بومبوس²⁵.

لإقامة علاقة سببية بين التعرض لمبيد للفطريات ومستعمرة وفيات، أسلوب عمل هذه المواد الكيميائية تحتاج إلى يتحدد. كما تدل على ذلك في²⁶من التربة والرواسب²⁷²⁸من البيئات المائية، باستهداف الفطريات، مبيدات الفطريات الأكثر احتمالاً يغير وفرة الفطرية وتحول التنوع داخل حبوب اللقاح-الأحكام، وبالتالي الاحتجاج مجتمع رئيسية التي قد بقوة لصالح البكتيريا. دون الفطرية المنافسين أو الخصوم، يمكن أن تنتشر بعض البكتيريا المسببة للأمراض دون رادع نسبيا، تيسير تلف حبوب اللقاح-الأحكام. الماضي البحوث قد أثبتت أن الكائنات الحية الدقيقة، وبخاصة الخمائر والفطريات الخيطية، بمثابة سيمبيونتس الغذائية للنحل^29،،من³⁰³¹، حماية ضد الطفيليات والعوامل الممرضة^{32 ،33}، وتقدم المحافظة على المدى الطويل من مخازن حبوب اللقاح. مبيدات الفطريات، لذلك، قد غير مباشر يضر بالنحل غير ناضجة بتعطيل المجتمع الميكروبية اللازمة لتوفير هذه الخدمات و/أو بزيادة التعرض ل مسببات الأمراض والطفيليات الانتهازية¹². ومع تزايد الطلب على إنتاج الأغذية، المحاصيل في جميع أنحاء العالم هي يجري رش كل سنة مع مبيدات الفطريات خلال لوم، مؤكدا الحاجة إلى فهم حجم هذه الآثار الناجمة عن مبيد للفطريات.

حتى الآن، الثغرات المعرفية الأولية المتعلقة بالنحل الأصلية الميكروبية علم البيئة يمكن أن يمثله في المسائل التالية: وإلى أي مدى يتغير فطريات المجتمع الميكروبي داخل النحل حبوب اللقاح-الأحكام؟ ما هي آثار المصب تستهلك حبوب اللقاح مع مجتمع الميكروبية عميقة غيرت؟ تمشيا مع هذه الأسئلة وثيقة الصلة إيكولوجيا، وضعت تجارب مع الأهداف الرئيسية لكشف 1) أن بقايا مبيد للفطريات وحدها يمكن أن يسبب انخفاض حاد مستعمرة في أنواع أصلية النحل؛ 2) الدرجة التي يتم تغيير المجتمعات الميكروبية في حبوب اللقاح-الأحكام بمبيدات الفطريات، و 3) كيف تتأثر صحة النحل مجتمع الميكروبية غيرت شديدة. وقد حددت أهداف تجريبية لمعالجة المسائل المذكورة أعلاه باستخدام مزيج من التجارب المختبرية والميدانية. استخدام الجينومية الدولة للفنون والتقنيات الجزيئية جنبا إلى جنب مع الأساليب التقليدية للمراقبة الميدانية، يهدف هذا البحث إلى قطعة معا من الآثار المحتملة للفطريات على صحة النحل.

الهدف الأول من هذه الدراسة إثبات أن التعرض مبيد للفطريات وحدها يمكن أن تسبب الخسائر مستعمرة كبيرة بين أنواع النحل الأصلي. واستخدمت دراسة شملت أقفاص ميدانية كبيرة للتحقيق في آثار التعرض لمبيد للفطريات على نمو مستعمرة impatiens بومبوس، النحل أصلية في كل مكان، ووفرة في الولايات المتحدة (الشكل 1و الشكل 2، الشكل 3). كان الافتراض بأن المعالجة بمبيد للفطريات خلايا سيقدم انخفاض اللياقة البدنية، والديموغرافيا شاذة بالمقارنة مع خلايا غير مكشوف. البيانات التي تم الحصول عليها من هذه التجربة تؤيد هذه الفرضية، مما يدل على أن بقايا مبيد للفطريات داخل حبوب اللقاح يمكن أن تكون السبب الوحيد للخسائر مستعمرة عميقة في أنواع أصلية تلعثم نحلة²⁵. والهدف الثاني من هذه الدراسة هو التحقيق في استجابة ميكروبيومي حبوب اللقاح للتعرض لمبيد للفطريات. هو الافتراض بأن تكوين المجتمع للميكروبات داخل حبوب اللقاح-أحكام يتعرضون لمبيدات الفطريات يختلف عن حبوب اللقاح غير المعالجة. البكتيريا و/أو أنواع فطرية مهيمنة واحدة في حين يتوقع أن تنخفض إلى حد كبير وفرة الفطرية والتنوع، سوف يرجح أن تنمو دون رادع في حالة عدم وجود الفطريات الأخرى المتنافسة. من خلال سلسلة من المحاكمات في فيفو ، سيتم تحليل هذه التحولات في تركيبة المجتمع الميكروبية باستخدام ميتاجينوميكس.