印楝素对无刺蜂NannotrigonatestaceicornisLepel熊猫体育etier1836(Insecta:Hymenoptera:Apidae:Meliponi)的毒性及形态学改变

  

印楝素对无刺蜂NannotrigonatestaceicornisLepel熊猫体育etier1836(Insecta:Hymenoptera:Apidae:Meliponi)的毒性及形态学改变(图1)

  Nannotrigona testaceicornis是维持生物多样性和农业生产的重要传粉者。然而,在农业生态系统中觅食时,它们可能暴露于用于害虫防治的生物杀虫剂残留物。因此,本研究评估了商业产品AzaMax

  Nannotrigona testaceicornis是维持生物多样性和农业生产的重要传粉者。然而,在农业生态系统中觅食时,它们可能暴露于用于害虫防治的生物杀虫剂残留物。因此,本研究评估了商业产品AzaMax

  (印楝素(azadirachtin))对无刺蜂N. testaceicornis的毒性。成年工蜂通过接触和摄入暴露于草莓作物推荐浓度的该生物杀虫剂,并在24、48和72小时后评估死亡率。研究人员对存活无刺蜂的中肠形态学改变及脑细胞染色质结构变化进行了评估。暴露导致低死亡率,因此无法估算LC

  ,但揭示了显著的亚致死效应,如中肠上皮组织紊乱、消化细胞丢失、再生细胞减少及围食膜消失。在不同暴露时间和浓度下检测到染色质凝聚增加,表明基因调控过程受到干扰。这些发现表明,尽管印楝素不会立即导致N. testaceicornis死亡,但可能损害其消化生理和基因组完整性,进而影响个体表现和长期蜂群维持。研究结果强调了在生物杀虫剂风险评估中考虑亚致死参数的重要性,因为这些参数可能揭示仅靠死亡率无法检测到的隐藏且生态相关的影响。通过整合致死和亚致死终点,本研究有助于开发更安全的农业实践,并支持无刺蜂的保护,这些无刺蜂是热带生态系统中的关键传粉者。

  无刺蜂(Meliponini)是热带和亚热带生态系统中重要的传粉昆虫,对维持生物多样性和农业生产至关重要。其中,Nannotrigona testaceicornis(Lepeletier, 1836)广泛分布于巴西及拉丁美洲,是草莓、向日葵等作物的重要传粉者。然而,在农业生态系统中觅食时,这些传粉者可能通过接触大气中悬浮的颗粒或沉积在植物上的残留物,以及摄入受污染的花蜜和花粉,暴露于合成农药。为此,生物杀虫剂(bioinsecticides)作为更可持续的替代品被广泛采用,其中印楝素(azadirachtin)来源于印楝树(Azadirachta indica)种子,具有快速降解、环境持久性低等优点。但现有研究多集中于西方蜜蜂(Apis mellifera),对无刺蜂尤其是N. testaceicornis的毒性数据极为匮乏。因此,本研究旨在评估商业产品AzaMax?(印楝素)对N. testaceicornis成虫工蜂的致死和亚致死效应,重点关注中肠形态和脑细胞染色质结构的变化,以填补这一知识空白。

  研究人员通过接触和摄入两种途径,将N. testaceicornis工蜂暴露于AzaMax?的五个浓度梯度(2.25×10-3至0.015 g a.i./mL),在24、48、72小时后记录死亡率,并对存活个体进行中肠组织学(光镜)和脑细胞染色质状态(临界电解质浓度法,CEC)分析。结果显示,接触暴露未引起显著死亡率,摄入暴露仅在高浓度(0.015 g a.i./mL)72小时后出现显著差异,整体死亡率较低,无法估算LC50熊猫体育。然而,亚致死效应显著:中肠出现上皮组织紊乱、消化细胞脱落、再生细胞巢减少、围食膜消失等损伤,且随暴露时间延长加剧;脑细胞染色质凝聚增加,CEC值从对照的0.15 M升高至0.30 M,表明基因转录活性受到抑制。这些结果说明,印楝素虽不立即致死,但可损害消化生理和基因组完整性,可能影响个体表现和长期蜂群维持。该研究发表于《Neotropical Entomology》。

  研究人员从巴西马林加州立大学(UEM)伊瓜特米实验农场的10个理性蜂箱中采集成年工蜂。主要技术方法包括:①接触与摄入暴露实验:将工蜂置于含浸有不同浓度AzaMax?溶液的滤纸(接触)或污染Candi食物(摄入)的玻璃容器中,每组3个重复,每重复15只蜂,共270只蜂用于每个暴露途径。②光镜组织学:对摄入暴露后存活工蜂的中肠进行Bouin固定、石蜡包埋、切片(5 μm)、H&E染色,观察形态变化。③临界电解质浓度(CEC)分析:对接触暴露后存活工蜂的脑细胞进行涂片、甲苯胺蓝染色,在含不同浓度MgCl2的缓冲液中测定染色质凝聚程度。

  接触暴露后,各浓度组在24、48、72小时的死亡率与对照组均无显著差异(p>

  0.05)。摄入暴露后,仅0.015 g a.i./mL浓度组在72小时死亡率显著高于对照组(Kruskal-Wallis χ2=10.18, df=5, p=0.0469),其余浓度和时间点差异不显著。

  对照组N. testaceicornis中肠呈圆柱形管状,由内环肌和外纵肌两层肌肉包裹,腔面有围食膜,上皮由柱状消化细胞和基部的再生细胞巢组成。经摄入暴露后,处理组(7.5×10-3、1.12×10-3、0.015 g a.i./mL)在24小时即出现上皮组织紊乱、消化细胞脱落入腔、基膜与肌肉层分离;48和72小时后,损伤加剧,表现为围食膜熊猫体育直播平台消失、再生细胞缺失、上皮进一步瓦解,消化细胞大量丢失。这些变化表明印楝素对中肠组织具有渐进性退行性效应。

  研究人员在讨论中指出,生物杀虫剂虽被视为低风险替代品,但其残留可能通过污染花蜜和花粉被无刺蜂带回蜂巢,导致慢性暴露。本研究中N. testaceicornis的低死亡率与Partamona helleri等物种的研究结果一致,但亚致死效应(中肠损伤和染色质凝聚)可能削弱个体消化熊猫体育直播平台能力和基因调控,进而影响蜂群长期健康。中肠损伤类似于其他物种暴露于多杀菌素(spinosad)后的表现,而染色质凝聚与暴露于噻虫嗪(thiamethoxam)或杀菌剂Locker的效应类似。研究结论部分翻译如下:虽然印楝素对N. testaceicornis的致死率较低,但在中肠和脑细胞染色质中观察到的亚致死效应揭示了该生物杀虫剂对工蜂生理、行为和基因调控的显著干扰。这些发现强调,生物杀虫剂风险评估应超越直接致死性,纳入能够检测对个体和蜂群健康潜在持久影响的细微参数。鉴于无刺蜂在热带生态系统维持和农业可持续性中的关键作用,本研究结果警示,即使是通常被认为是“天然”或低影响的植物保护产品,也需谨慎使用。

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