Uusi tutkimus osoittaa, miten uusi geneettisesti muokattu torjunta-aine liikkuu ja hajoaa maaperässä.
Tämä uusi torjunta-aineiden sukupolvi voi hallita tuholaisten hyönteisiä vaarantamalla virheen kyvyn luoda välttämättömiä proteiineja. Nämä geenihälyttävät torjunta-aineet voidaan geneettisesti muokata maatalouden viljelykasveiksi siten, että nämä viljelmät voivat kirjaimellisesti kasvattaa omaa puolustustaan.
Vaikka torjunta-aine on olemassa laitoksen sisällä, kysymykset sen hajoamisesta ovat samanlaisia kuin tavanomaiset torjunta-aineet, joita sovelletaan viljelykasvien ulkopuolisiin: rikkoutuuko se? Jos näin on, millä ehdoilla? Maaperässä? Järvissä ja joissa? Mikä on ekologinen riski?
Ennen kuin tutkijat voivat vastata näihin kysymyksiin, on kuitenkin oltava keino jäljittää torjunta-aine ja seurata sitä, kun se liikkuu ja hajoaa ekosysteemissä.
Kimberly Parker, apulaisprofessori energia-, ympäristö- ja kemianteollisuudessa McKelveyn insinööriopistossa Washingtonin yliopistossa St. Louisissa ja joukko yhteistyökumppaneita suunnittelivat menetelmän tämän uuden torjunta-aineen jäljittämiseksi maaperässä ja alkavan ymmärtää, mitä prosesseja vaikuttaa sen käyttöiän.
Tämä uusi torjunta-aine on kaksisäikeisen Ribonukleiinihapon tai RNA: n molekyyli. Kun tuholainen syö tätä torjunta-ainetta, se estää kriittimen tekemästä välttämättömiä proteiineja, jotka johtavat joko juuttuneeseen kasvuun tai kuolemaan.
RNA on makromolekyyli - eli se on suuri - ja sen koon vuoksi tutkijat eivät voi tutkia sitä tavanomaisilla tavanomaisilla torjunta-aineilla.
Tutkimusryhmä on kehittänyt menetelmän torjunta-ainemolekyylin merkitsemiseksi radioaktiiviseen atomiin, jolloin ne voivat seurata sitä, kun se kiertää suljettuja maaperäjärjestelmiä, jotka edustavat eri skenaarioita. He pystyivät kvantifioimaan torjunta-aineen ja sen komponenttien määrän vain muutamalla nanogrammalla maaperän grammaa kohden.
Tutkimusryhmä tutki seuraavaksi torjunta-aineen mittausmenetelmällä, mitä torjunta-aineella tapahtuu useissa maaperänäytteissä. He havaitsivat, että maaperän entsyymit voivat hajottaa torjunta-aineen. Lisäksi maaperän mikrobit "syövät" torjunta-ainetta sekä fragmentteja, joita entsyymireaktiot jättävät jäljelle.
Joissakin maaperissä tapahtui kuitenkin toinen prosessi: torjunta-aine kiinnittyy maaperän hiukkasiin, kuten mineraaleihin ja orgaaniseen detritukseen. ”Maatalousmaassa”, Parker sanoo, että ”on adsorptio” - kun molekyylit tarttuvat pintaan. ”Torjunta-aine tarttuu maaperän hiukkaseen”, hän sanoo.
”Olemme huomanneet, että maaperän hiukkasilla voi olla suojaava vaikutus torjunta-aineeseen”, Parker sanoo, ”hidastaa torjunta-aineiden hajoamista.” Entsyymien ja mikrobien on vaikeampaa hajottaa maaperään kiinnittyneitä torjunta-aineita mutta se, missä määrin maaperä suojaa torjunta-ainetta, vaihteli testatuista maaperistä.
”Tällä hetkellä työhypoteesimme on, että hienommassa maaperässä adsorptioon on saatavilla enemmän hiukkasia”, Parker sanoo. Mitä enemmän maaperän hiukkasia, sitä enemmän pintoja torjunta-aineen pitää kiinni, mikä parantaa tätä suojaavaa vaikutusta.
”Nyt kun olemme tunnistaneet tärkeimmät torjunta-aineiden hajoamista kontrolloivat prosessit maaperässä, tutkimme seuraavaksi yksityiskohtaisesti niitä muuttujia, jotka ohjaavat näitä prosesseja, jotta kaksisäikeiset RNA-torjunta-aineet voidaan arvioida tarkasti”, Parker sanoo. ”Näin voimme ymmärtää, aiheuttavatko nämä uudet torjunta-aineet riskin ekosysteemeille.”
Tietoja Tekijät
Tutkimus näkyy Ympäristötiede ja -teknologia.
Rahoitus tuli Euroopan unionin Horizon 2020in tutkimus- ja innovaatio-ohjelmasta; tuki Parkerille Yhdysvaltain maatalousministeriöltä; ja tukea ETH Zürichin tutkimusapurahasta yhteistyökumppanille.
Lähde: Washingtonin yliopisto St. Louisissa
Liittyvät kirjat
at InnerSelf Market ja Amazon
