新しい研究は、新しい種類の遺伝子組み換え農薬が土壌中をどのように移動して分解するかを示しています。
この新世代の農薬は、バグの必須タンパク質の生成能力を損なうことによって、害虫を防除することができます。 これらの遺伝子サイレンシング農薬は、これらの作物が文字通り彼ら自身の防御力を高めることができるように、農作物に遺伝子操作することができます。
農薬は植物の内部に存在していますが、その分解に関する質問は、作物の外部に適用される従来の農薬と似ています。 もしそうなら、どのような条件下で？ 土の中？ 湖や川では？ 生態学的リスクは何ですか？
しかし、研究者がこれらの質問に対する答えを追求することができる前に、農薬をたどってそれが生態系で動いて、そして劣化するにつれてそれに従う方法がある必要があります。
キンバリーパーカー、セントルイスのワシントン大学のマッケルベイ工学部のエネルギー、環境、化学工学の助教授、そして共同研究者のチームは、土壌中のこの新しい農薬を追跡し、どのプロセスが影響するかを理解し始める方法を考案しましたその寿命
この新しい農薬は、二本鎖リボ核酸、またはRNAの分子です。 害虫がこの農薬を食べると、それは生き物が必須タンパク質を作るのを防ぎ、成長の妨げとなるか死につながる。
RNAは巨大分子です。つまり、そのサイズが大きいため、研究者は従来の農薬に使用されている一般的な方法では研究できません。
研究チームは、農薬分子を放射性原子でタグ付けする方法を考案しました。それにより、異なるシナリオを表す閉じた土壌システムを通ってそれを追跡することができます。 彼らは、農薬とその成分を土壌1グラムあたりわずか数ナノグラムで定量することができました。
農薬を測定する彼らの方法で、研究チームは次にいくつかの土壌サンプルで農薬に何が起こるかを調査しました。 彼らは、土壌中の酵素が農薬を分解することを発見しました。 さらに、土壌中の微生物は農薬だけでなく、酵素反応によって残された破片も「食べます」。
しかし、一部の土壌では、別のプロセスが発生しました。農薬は、ミネラルや有機性の残骸などの土壌粒子に付着します。 「農業用土壌では」分子が表面に付着すると、「吸着があります」とパーカーは言います。 「農薬は土壌粒子に付着します」と彼女は言います。
「土壌粒子は実際には農薬を保護する効果があることがわかりました」とParkerは言います。「農薬の分解速度を遅くする」と酵素と微生物は土壌に付着した農薬を分解するのがより困難になります。しかし、土壌が農薬をどの程度保護するかは、試験した土壌によって異なりました。
「現時点での作業仮説は、より良い土壌では、より多くの粒子が吸着に利用できるということです」とParker氏は言います。 土壌粒子が多いほど、農薬が固着する表面が多くなり、その保護効果が高まります。
「土壌中の農薬分解を制御する主なプロセスを特定したので、次に、二本鎖RNA農薬の正確な生態学的リスク評価を可能にするためにこれらのプロセスを制御する変数を詳細に調査します」とParkerは言います。 「これにより、これらの新しい農薬が生態系にリスクをもたらすかどうかを理解することができます。」
著者について
研究は 環境科学技術.
資金は、欧州連合のHorizon 2020の研究および革新プログラムから調達されました。 米国農務省からパーカーへの支援。 ETHチューリッヒ研究助成金から共同研究者への支援。
情報源： セントルイスのワシントン大学
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