Omics Insights Into the Effects of Highbush Blueberry and Cranberry Crop Agroecosystems on Honey Bee Health and Physiology
Notice bibliographique
Résumé
Honey bees (Apis mellifera) are vital pollinators in fruit-producing agroecosystems like highbush blueberry (HBB) and cranberry (CRA). However, their health is threatened by multiple interacting stressors, including pesticides, pathogens, and nutritional changes. We tested the hypothesis that distinct agricultural ecosystems-with different combinations of agrochemical exposure, pathogen loads, and floral resources-elicit ecosystem-specific, tissue-level molecular responses in honey bees. We conducted an integrated multi-omics analysis using RNA-sequencing (RNA-seq), proteomics, and gut microbiome profiling across three key tissue types (head, abdomen, and gut) of honey bees collected from two agroecosystems over two field seasons. Quantification was performed for pesticide residues, pathogen loads (Nosema spp., Varroa destructor, and multiple viruses), and gut microbiota. Weighted gene co-expression network analysis (WGCNA) revealed tissue-specific protein modules with ecosystem-associated patterns, which differed from RNA co-expression networks. Microbiome composition also varied, with key genera like Gilliamella, Snodgrassella, and Bartonella correlating with metabolic modules. These findings underscore the complex, environment-dependent impacts of agroecosystem conditions on bee health. Our study provides a system-level understanding of how combined pesticide, pathogen, and parasitic stressors, mediated by diet and microbiome, shape molecular phenotypes in honey bees-informing strategies for pollinator protection in managed landscapes. SUMMARY: This study provides a comprehensive multi-omics analysis of honey bees foraging in blueberry and cranberry agroecosystems, offering novel insights into the molecular mechanisms underlying pollinator health in managed crop environments. By integrating transcriptomic, proteomic, and microbiome profiling across key tissues-head, abdomen, and gut-we reveal how environmental stressors, including pesticide exposure, pathogen infections, and parasitic infestations (e.g., Varroa destructor), differentially impact bee physiology and microbiome composition. Our findings highlight tissue-specific responses to these stressors, with distinct metabolic pathway alterations observed in each tissue. Proteomic and transcriptomic analyses uncovered dysregulated pathways linked to oxidative phosphorylation and protein synthesis, while microbiome analysis revealed crop-dependent shifts in gut bacterial communities, suggesting potential roles in pesticide detoxification and immune modulation. Notably, we identified key molecular biomarkers associated with stress adaptation, which may serve as early indicators of colony health deterioration. This research underscores the need for a system-level approach to understanding pollinator stress in agricultural landscapes. By elucidating the interactions between diet, pesticide residues, pathogen loads, and molecular stress responses, our study provides a foundation for targeted conservation strategies aimed at mitigating environmental risks and improving pollination sustainability in agroecosystems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».