a) Medios de la acetilcolinesterasa (AChE) expresión en cuatro fechas de todas las colmenas estudiadas, situada en tratados y los campos no tratados b) Medios de expresión de AChE en cuatro fechas de colonias que habían recogido polen de maíz: (R12 y R24) en el tratado y (R2 , R8 y R26) en los campos de maíz no tratadas. RQ es la cantidad relativa de la infección por el virus en las muestras originales, y las barras de error son los errores estándar (SE) de cada grupo estudiado. Valor P es * P <0 br="">
Infección por el virus
Investigaciones RT-qPCR para tres virus (BQCV, DWV y IAPV) no revelaron IAPV en las muestras analizadas. Sin embargo, BQCV y DWV han identificado en diferentes fechas. El nivel medio más alto de infección BQCV se registró al final del período de floración del maíz (23-agosto-12) para las colonias ubicadas en los campos tratados. Además los niveles de infección BQCV fueron significativamente mayores en colonias situadas en campos de maíz tratados (t = 2,85, p = 0,007 y T = 3,13, P = 0,003) que en las colonias de los campos de maíz no tratados para las fechas 2 y 3, respectivamente 2, 3) . DWV demostró un patrón diferente de la prevalencia de la infección a BQCV y alcanzó su punto máximo durante el invierno (15 de enero-13) para ambas colonias tratadas y no tratadas 2). No se observaron diferencias significativas entre colonias colocadas en los campos de maíz tratadas y no tratadas para DWV (T = -1,34, P = 0,24) 2).
Varroa abundancia de ácaros
Infestación de Varroa fue mayor en las colmenas ubicadas en los campos de maíz tratados en todas las fechas estudiadas 4). Se observó que la media más alta de los ácaros varroa contadas en 6-Septiembre-12 en las colonias de los campos de maíz tratados con un valor de p significativo (t = 2,24, p = 0,031) 2, 4). A lo largo de las fechas, la carga varroa fue altamente significativa en las colonias de los campos de maíz tratados en comparación con las de las no tratadas (t = 2,81, P = 0,005) 2).
Los valores medios de la abundancia de ácaros varroa en las 32 colonias estudiadas, 16 colonias en cada campos de maíz tratados y no tratados en cuatro fechas diferentes.
Los análisis químicos
Residuos de plaguicidas detectables en el polen, las abejas adultas, miel y flores de maíz para cada fecha se resumen en la 3. Pesticidas neonicotinoides no se detectaron en la muestra de miel de los cuatro apiarios en el 20-Sep-12. El tiabendazol, un fungicida, se detectó en todas las muestras de miel en concentraciones muy bajas (0,0004 a 0,0008 g / g). Entre las abejas adultas, no se detectaron pesticidas en ninguna de las muestras en cualquier punto de tiempo, a excepción de las muestras procedentes de apiario 3 en 13-julio-12, en los que se detectaron bajos niveles de atrazina (herbicida). Niveles muy bajos de carbaril (un insecticida) fueron identificados en algunas muestras de polen. No se detectó tiametoxam mientras clotianidina, un neonicotinoide -que pesticida es un metabolito de tiametoxam, fue identificado en las flores de maíz de los campos de maíz N ° 3 a baja concentración (0,0037 mg / g) 3, 1).
Residuos de plaguicidas químicos analizados por (LC-MS) para la miel, abeja adulta, el polen y la flor de maíz a partir de los cuatro lugares estudiados en diferentes fechas.
Desarrollos de peso y de cría
Diferenciales significan Se calcularon los valores para ambos grupos de colonias: ubicados en campos de maíz tratados y no tratados 5a). El desarrollo total de peso fue significativamente más alto (T = 2,48, P = 0,01 y T = 2,36; p = 0,02) en las colonias de los campos de maíz tratados en dos fechas (17, 24 de octubre-12), respectivamente 5a). Ambos grupos mostraron el mismo peso durante el invierno desde el 31 de octubre-12 hasta el 15-Enero-13. A partir de 26-Marzo-13 en adelante, el grupo no tratado alcanzó un peso promedio mayor que el grupo tratado 5a). Desarrollo de la cría no mostró diferencias significativas entre los dos grupos tratados y no tratados en las cuatro fechas estudiadas 5b).
a) Diferencial peso de las colmenas significar valores de peso en los campos tratados y no tratados b) Trabajador de cría valores medios de los dos grupos estudiados (16 colonias en cada campos de maíz tratados y no tratados). Las barras de error son los errores estándar (SE) de cada grupo. ...
Correlación de patógenos tratos
El factor de tratamiento basado en el diseño de nuestro experimento refleja el contraste de las variables entre los 16 colonias de abejas colocados en dos áreas agrícolas distintos campos de maíz que contienen neonicotinoides tratados y otras 16 personas ubicadas en dos zonas campo de maíz orgánico. Las matrices de correlación generados a través de los modelos lineales mixtos, en expresiones de tiempo extra variable mostraron correlaciones significativas entre algunas variables y el factor de tratamiento, y S2 Fig.Como un par de correlación, correlaciones significativas (P = 0,02) se registraron entre el tratamiento y la expresión de AChE (r = 0,44), así como DWV (r = 0,39) y varroa (r = 0,3), 6. Además de que, una de correlación múltiple (P = 0,04) se detectó por tres patógenos (DWV, BQCV y varroa), estos patógenos correlacionaron significativamente con el factor de tratamiento (r = 0,29), y S2 Fig. No hay correlación fue grabado entre ambos cría y la evolución del peso y el factor tratamiento. Sólo correlaciones estadísticamente significativas (P <0 .05="" analizan="" el="" en="" font="" muestran="" se="" texto.="" y="">
Horas extraordinarias correlaciones significativas entre las variables estudiadas (AChE, DWV, BQCV y varroa) y el factor tratamiento.
Discusión
En los últimos 20 años, los neonicotinoides se han convertido en la clase más ampliamente utilizado de insecticida. Neonicotinoides Actualmente están permitidos en más de 120 países, en más de 1000 plantas diferentes [60]. La evidencia sugiere que la mayoría de los neonicotinoides son altamente persistentes en el agua, el suelo y los sedimentos [61]. Además, los neonicotinoides también se pueden acumular en el suelo después del uso repetido [8], lo que aumenta su absorción por los cultivos posteriores o plantas en los suelos contaminados. El estudio de la toxicidad de los plaguicidas para las abejas en el campo presenta retos importantes, especialmente cuando se trata de la toxicidad subletal.
Los cuatro apiarios que estudiamos en nuestro experimento se encuentran al suroeste de la ciudad de Quebec, en una zona dominada por el cultivo de maíz 1). En los últimos años, diferentes niveles de mortalidad de abejas fueron reportados por los apicultores locales en la región. En el primer año de nuestro experimento, entre las 32 colonias estudiadas (16 colonias por el tratamiento, y 1), 2 colonias perecieron en los campos tratados, mientras que una colonia se perdió en un campo sin tratar. Aunque la muerte colonia podría estar relacionado con numerosos factores y no sólo para el uso de plaguicidas, esto sigue siendo una observación interesante. La causa de la muerte fue diferente entre las tres colonias. Los que están en los campos de maíz tratados murieron gradualmente después de un descenso notable en el número de huevos puestos por la reina, y también se registraron síntomas de las alas deformadas. Por el contrario, la colonia se encuentra en los campos de maíz no tratadas no mostraron ningún síntoma de la enfermedad y no pudo volver a la reina y murió en el comienzo del experimento.
Las comparaciones de la actividad AChE sobre todas las colonias no reveló diferencias significativas entre las colonias de abejas situadas en campos de maíz tratadas y no tratadas 2, 2A). Análisis palinológico reveló que entre los treinta y dos colonias estudiadas, cinco colonias habían recogido polen de maíz (R2, R8, R26: campos no tratados y R12, R24: campos tratados). Aunque el polen del maíz fue en menor concentración (1%) en comparación con otro estudio reciente (que van del 2,6% al 82,7%) [62], la expresión de AChE fue significativamente mayor en las colmenas de abejas colocados en dos campos de maíz tratados replicados (T = 2,62, P = 0,01) 2, 2b). Este resultado sugiere que la expresión de AChE significativamente elevados en las colonias ubicadas en los dos campos de maíz -que tratados produjeron concomitantemente con el período de floración (julio y agosto), la disminución en octubre-2012 Aunque se estableció una correlación positiva (P = 0,02, r = 0,44) entre el aumento de la AChE y el factor de tratamiento y S2 Fig), espectrometría de cromatografía de masa líquida (LC-MS) no pudo detectar cualquier neonicotinoide en el analizado polen 3). Este resultado no es sorprendente porque en un extremo, la proporción de polen de maíz recogida por las abejas melíferas fue sólo 1%, y en las otras concentraciones, medidos de clotianidina en flores de maíz de apiario 3 fueron bajos (3,7 ng / g). Aunque no podemos excluir la probable contribución de otros factores en el aumento de la expresión de AChE, estos resultados son muy similares a los de [63] en el que sólo trace (1 ng / g) de los neonicotinoides resultantes de los tratamientos de semillas con insecticida fueron identificados en el polen recogido por las abejas.
Entre los tres virus estudiados, BQCV y DWV se identificaron a varios niveles en varias colmenas. IAPV, por otra parte, estaba ausente. La infección con BQCV fue significativamente mayor en las colmenas situadas en campos de maíz tratados inmediatamente después de la floración de maíz 2, 3). El ácaro varroa es un vector conocido del virus BQCV y otros patógenos que se encuentran en las abejas [64 - 67].Nuestros resultados mostraron niveles significativamente más altos de infección varroa en colonias situadas en campos de maíz tratados en comparación con los de los campos no tratados 2, 4). Tomados en conjunto, nuestros datos sugieren que las colonias de abejas colocados junto a los campos de maíz tratada neonicotinoides son sometidos a un mayor nivel de tanto la replicación viral y la carga de ácaros varroa.Mayor carga del ácaro varroa podría a su vez favorecer la transmisión viral de abejas [68]. El neonicotinoide activación de la replicación del patógeno viral se demostró que se produzca in vitro con dosis subletales [69].Por lo tanto, sigue siendo posible que alimentándose en campos de maíz tratados neonicotinoides deteriora la inmunidad abeja y disminuye su capacidad para controlar los patógenos de los diferentes colmena. Los agentes químicos que promueven la abeja susceptibilidad a los patógenos se han demostrado en estudios anteriores, sobre todo en un vínculo entre microsporidios (Nosema infección sp.) Y los pesticidas neonicotinoides [70]. Además, en nuestro estudio, puede-ser en gran medida el papel descontado dado fondo -que genética podría desempeñar un confusión que todas las colonias compartían similares ascendencia (Lineage C) y colmenas fueron asignados al azar entre los tratamientos. Este último parámetro se ha tenido en cuenta en todos nuestros análisis estadísticos considerando la 'ubicación apiario "como un factor aleatorio en los modelos lineales mixtos utilizados. Curiosamente, las correlaciones estadísticas realizadas en nuestro enlace conjunto de datos de nuevo el factor de tratamiento en una correlación positiva (P = 0,04, r = 0,29) con tres patógenos diferentes (DWV, BQCV y la infestación de varroa), y S2 Fig. Entonces esta correlación sugiere que la proximidad de las colonias de abejas a los campos de maíz tratados conducen a incrementos sutiles de estos patógenos. Los patógenos significativamente más altas (BQCV y de infestación de varroa), así como la expresión de AChE en las colonias de los campos de maíz tratados, evidenciado en nuestro estudio, pueden ser el resultado de un efecto de pesticidas indirecta en la salud de la abeja. Estas observaciones pueden ser el resultado de tanto una alteración del sistema higiénico de las abejas y la respuesta inmune [71, 72].
En cuanto a los dos rasgos biológicos (peso y cría) investigados en nuestro estudio, que no parecen ser claramente o directamente afectadas por el factor tratamiento in vivo. Aumento de peso Colonia (kg) reveló diferencias significativas entre las colmenas ubicadas en los campos de maíz tratados y los no tratados en dos puntos de tiempo solamente (17 y 24 de octubre, 2012) 5a). Sin embargo, el desarrollo de la cría no muestra diferencias significativas entre los grupos de las dos colmenas (tratados y no tratados), 5b.Curiosamente, el relativamente mejor ganancia de peso (17 y 24 de octubre de 2012) de las colmenas de tratamiento no se sigue con una mejor crianza (Fig y En conclusión, parece que el tratamiento de semillas neonicotinoides tenía impactos sutiles en la cría de abejas y peso en las escalas temporales tratados en nuestro estudio. Datos similares se documentó en las abejas se alimentan en los campos de maíz y canola tratadas con clotianidina [73].
Conclusión
Nuestros datos muestran que las colonias de abejas colocados en campos de maíz tratados con semillas recubiertas neonicotinoides experimentaron significativamente más altas cargas del ácaro varroa, y mayor prevalencia BQCV que las colonias que se colocaron en los campos de maíz de control. Por otra parte, para las colonias que habían recogido el polen del maíz, los niveles de AChE fueron significativamente mayores en las abejas situadas en los campos de maíz tratados que los de los campos de maíz no tratadas. Aunque la expresión de AChE, así como BQCV, DWV e infección varroa se correlacionaron significativamente con el factor de tratamiento, no se detectaron neonicotinoides en los productos de la colmena de abejas, pero en las flores de maíz. Esto sugiere un efecto indirecto de los neonicotinoides en la salud de la abeja en los campos.Basada en anticuerpos tanto el acoplamiento de métodos más sensibles, como policlonal inmunoenzimático ensayo [74], con otros biomarcadores están fuertemente necesarios para proporcionar herramientas rápidas, eficientes y rentables para el control en el campo.
información de soporte
S1 figura
Granos de polen.
Grano de polen Diver identificado bajo la microscopía incluyendo granos de polen de maíz Z. Mays.
(PDF)
S2 figura
Salida de correlación.
Matrices lineales mixtos salida del modelo que muestran las diferentes correlaciones entre las variables y el factor tratamiento.
(PDF)
Expresiones de gratitud
Estamos muy agradecidos con el Conseil pour le Développement de l'Agricuture du Québec (cDAQ) que han financiado este estudio, así como al Centro de Investigación en Ciencias Animales de Deschambauls (CRSAD) por sus apoyos logísticos de valor incalculable en el campo y la Fédération des apiculteurs du Québec (FAQ) que apoyaron el proyecto. Los autores desean dar las gracias a Aysha Rahman por su contribución en el conteo de cría. También agradecemos al Dr. Martin Llewellyn y el Dr. Aziza Rahman para la revisión de este manuscrito y comentarios valiosos.
Declaración de Financiamiento
El donante se Conseil pour le Développement de l'Agricuture du Québec (cDAQ). Los financiadores no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión de publicar, o la preparación del manuscrito.
Disponibilidad de datos
Todos nuestros datos relativos a este estudio (ubicaciones colmenar, cría y contando varroa, la producción estadística R, RT-qPCR resultados en bruto) se cargan y accesible sobre LabArchives bajo el DOI: 10.6070 /H4CC0XPS.
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