In recent years, an intense debate about the environmental risks posed by neonicotinoids, a group of widely used, neurotoxic insecticides, has been joined. When these systemic compounds are applied to seeds, low concentrations are subsequently found in the nectar and pollen of the crop, which are then collected and consumed by bees. Here we demonstrate that the current focus on exposure to pesticides via the crop overlooks an important factor: throughout spring and summer, mixtures of neonicotinoids are also found in the pollen and nectar of wildflowers growing in arable field margins, at concentrations that are sometimes even higher than those found in the crop. Indeed, the large majority (97%) of neonicotinoids brought back in pollen to honey bee hives in arable landscapes was from wildflowers, not crops. Both previous and ongoing field studies have been based on the premise that exposure to neonicotinoids would occur only during the blooming period of flowering crops and that it may be diluted by bees also foraging on untreated wildflowers. Here, we show that exposure is likely to be higher and more prolonged than currently recognized because of widespread contamination of wild plants growing near treated crops.

There is considerable and ongoing debate as to the harm inflicted on bees by exposure to agricultural pesticides. In part, the lack of consensus reflects a shortage of information on field-realistic levels of exposure. Here, we quantify concentrations of neonicotinoid insecticides and fungicides in the pollen of oilseed rape, and in pollen of wildflowers growing near arable fields. We then compare this to concentrations of these pesticides found in pollen collected by honey bees and in pollen and adult bees sampled from bumble bee colonies placed on arable farms. We also compared this with levels found in bumble bee colonies placed in urban areas. Pollen of oilseed rape was heavily contaminated with a broad range of pesticides, as was the pollen of wildflowers growing nearby. Consequently, pollen collected by both bee species also contained a wide range of pesticides, notably including the fungicides carbendazim, boscalid, flusilazole, metconazole, tebuconazole and trifloxystrobin and the neonicotinoids thiamethoxam, thiacloprid and imidacloprid. In bumble bees, the fungicides carbendazim, boscalid, tebuconazole, flusilazole and metconazole were present at concentrations up to 73 nanogram/gram (ng/g). It is notable that pollen collected by bumble bees in rural areas contained high levels of the neonicotinoids thiamethoxam (mean 18 ng/g) and thiacloprid (mean 2.9 ng/g), along with a range of fungicides, some of which are known to act synergistically with neonicotinoids. Pesticide exposure of bumble bee colonies in urban areas was much lower than in rural areas. Understanding the effects of simultaneous exposure of bees to complex mixtures of pesticides remains a major challenge.

Diclofenac, a nonsteroidal anti-inflammatory drug, is widely detected in surface waters and can potentially cause deleterious effects in fish. Here, we investigated the biological effects of 21-day exposure to waterborne diclofenac at environmentally relevant concentrations (0, 0.5, 1, 5, and 25 μg/L) in rainbow trout. Accumulation of diclofenac in the bile was measured and responses in selected tissues were assessed via changes in the expression of selected genes (cytochrome P450 (cyp) 1a1, cyclooxygenase (cox) 1 and 2, and p53) involved in metabolism of xenobiotics, prostaglandin synthesis, and cell cycle control, respectively, together with histopathological alterations in these tissues. Diclofenac accumulated in the bile by a factor of between 509 ± 27 and 657 ± 25 and various metabolites were putatively identified as hydroxydiclofenac, diclofenac methyl ester, and the potentially reactive metabolite hydroxydiclofenac glucuronide. Expression levels of both cox1 and cox2 in liver, gills, and kidney were significantly reduced by diclofenac exposure from only 1 μg/L. Expression of cyp1a1 was induced in the liver and the gills but inhibited in the kidney of exposed fish. Diclofenac exposure induced tubular necrosis in the kidney and hyperplasia and fusion of the villi in the intestine from 1 μg/L. This study demonstrates that subchronic exposure to environmental concentrations of diclofenac can interfere with the biochemical functions of fish and lead to tissue damage, highlighting further the concern about this pharmaceutical in the aquatic environment.

Cell-substrate adherence is a fundamental property of microorganisms that enables them to exist in biofilms. Our study focuses on adherence of the fungal pathogen Candida albicans to one substrate, silicone, that is relevant to device-associated infection. We conducted a mutant screen with a quantitative flow-cell assay to identify thirty transcription factors that are required for adherence. We then combined nanoString gene expression profiling with functional analysis to elucidate relationships among these transcription factors, with two major goals: to extend our understanding of transcription factors previously known to govern adherence or biofilm formation, and to gain insight into the many transcription factors we identified that were relatively uncharacterized, particularly in the context of adherence or cell surface biogenesis. With regard to the first goal, we have discovered a role for biofilm regulator Bcr1 in adherence, and found that biofilm regulator Ace2 is a major functional target of chromatin remodeling factor Snf5. In addition, Bcr1 and Ace2 share several target genes, pointing to a new connection between them. With regard to the second goal, our findings reveal existence of a large regulatory network that connects eleven adherence regulators, the zinc-response regulator Zap1, and approximately one quarter of the predicted cell surface protein genes in this organism. This limited yet sensitive glimpse of mutant gene expression changes had thus defined one of the broadest cell surface regulatory networks in C. albicans.