Glyphosate exposure disturbs the bacterial endosymbiont community and reduces body weight of the predatory ladybird beetle Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae).
Sci Total Environ · 2021 · 790:147847 · PMID 34082325 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 농업과 정책 > GM 작물 · 곤충
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포식성 무당벌레인 *Harmonia axyridis*는 목화밭의 주요 해충 천적이다. 유전자 변형 작물의 상업화는 제초제 글리포세이트의 사용 증가를 촉진하였다. 본 연구에서는 목화밭 내 유익한 비표적 생물에 대한 글리포세이트의 잠재적인 부정적 영향을 평가하기 위해, 먼저 글리포세이트 노출이 *H. axyridis*의 발달 및 공생 세균 군집에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 낮은 농도와 높은 농도의 글리포세이트 노출 하에서 *H. axyridis*의 생존율, 발달 기간, 번데기화율 및 출현율은 유의미한 변화가 없었으나, 글리포세이트는 *H. axyridis*의 체중을 유의하게 감소시켰다. 16S rRNA 염기서열 분석 결과, 글리포세이트 노출 전후로 *H. axyridis* 공생 세균의 다양성이나 풍부도에는 유의한 차이가 없었다. 우점하는 박테리아 문인 Firmicutes와 Proteobacteria 및 속인 Staphylococcus와 Enterobacter는 글리포세이트 처리 여부와 관계없이 동일하게 유지되었으나, 이들 박테리아의 풍부도와 복제 수에는 변화가 있었다. 글리포세이트 처리는 *Staphylococcus*의 풍부도와 유전자 복제 수를 유의하게 감소시켰고, *Enterobacter*의 풍부도와 유전자 복제 수를 증가시켰다. 이는 글리포세이트가 우점하는 박테리아의 풍부도와 유전자 복제 수에 영향을 미쳐 *H. axyridis*의 체중을 감소시키고 세균 공생체 군집을 변화시킬 수 있음을 보여주는 최초의 보고이다.ORIGINAL ABSTRACT
The predatory ladybird beetle, Harmonia axyridis, is a predominant natural enemy of pest insects in cotton fields. Commercialization of genetically modified crops has promoted the increased use of the herbicide glyphosate. In this study, to assess potential negative effects of glyphosate on beneficial non-target organisms in cotton fields, we first examined how glyphosate exposure affected the development and endosymbiotic bacterial community of H. axyridis. The results showed that the survival rate, development duration, pupation rate and emergence rate of H. axyridis under low and high concentrations of glyphosate exposure were not significantly changed, but glyphosate did significantly reduce the body weight of H. axyridis. Based on 16S rRNA sequencing, there were no significant differences in the diversity or richness of the endosymbiotic bacteria of H. axyridis before and after glyphosate exposure. The dominant bacterial phyla Firmicutes and Proteobacteria and genera Staphylococcus and Enterobacter remained the same regardless of treatment with glyphosate, however the abundance and copy number of these bacteria were altered. Glyphosate treatment significantly reduced the abundance and gene copy number of Staphylococcus and increased the abundance and gene copy number of Enterobacter. This is the first report demonstrating that glyphosate can reduce the body weight H. axyridis and alter the bacterial endosymbiont community by affecting the abundance and gene copy number of dominant bacteria.| 저자 | Gao, X.; Hu, F.; Zhang, S.; Luo, J.; Zhu, X.; Wang, L.; Zhang, K.; Li, D.; Ji, J.; Niu, L.; Wu, C.; Cui, J. |
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| 저널 | The Science of the total environment |
| 권·호·쪽 | 790, 147847 |
| PMID | 34082325 |
| DOI | 10.1016/j.scitotenv.2021.147847 |
| MeSH | Animals; Bacteria; Body Weight; Coleoptera; Crops, Agricultural; Glycine; Larva; Plants, Genetically Modified; Predatory Behavior; RNA, Ribosomal, 16S; Glyphosate |