Новое исследование показывает, как новый вид генно-инженерных пестицидов перемещается и разрушается в почве.

Это новое поколение пестицидов может бороться с насекомыми-вредителями, ставя под угрозу способность жука создавать необходимые белки. Эти пестициды, подавляющие гены, могут быть генетически модифицированы в сельскохозяйственные культуры, так что эти культуры могут буквально вырастить свою собственную защиту.

Несмотря на то, что пестицид существует внутри растения, вопросы о его разложении аналогичны обычным пестицидам, применяемым на внешней стороне культур: разрушается ли он? Если да, то при каких условиях? В почве? В озерах и реках? Каков экологический риск?

Однако прежде чем исследователи смогут найти ответы на эти вопросы, необходимо найти способ отслеживать пестицид и следить за ним по мере его движения и деградации в экосистеме.

Кимберли Паркер, доцент кафедры энергетики, окружающей среды и химического машиностроения в Школе инженерии Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе, и команда сотрудников разработали метод отслеживания этого нового пестицида в почвах и начала понимать, какие процессы влияют его продолжительность жизни.

Этот новый пестицид представляет собой молекулу двухцепочечной рибонуклеиновой кислоты или РНК. Когда вредитель съедает этот пестицид, он не дает материю производить необходимые белки, что приводит к задержке роста или смерти.

РНК - это макромолекула, то есть большая, и из-за ее размера исследователи не могут изучить ее с помощью типичных средств, используемых для обычных пестицидов.

Исследовательская группа разработала метод, позволяющий пометить молекулу пестицида радиоактивным атомом, позволяя им следовать по нему, когда он проходит через замкнутые системы почвы, представляя различные сценарии. Они смогли определить количество пестицида и его компонентов всего в нескольких нанограммах на грамм почвы.

С их методом измерения пестицида исследовательская группа затем исследовала, что происходит с пестицидом в нескольких образцах почвы. Они обнаружили, что ферменты в почве могут разрушать пестицид. Кроме того, микробы в почве «съедают» пестицид, а также фрагменты, оставленные ферментативными реакциями.

Однако в некоторых почвах произошел другой процесс: пестицид прикрепляется к почвенным частицам, таким как минералы и органический детрит. «В сельскохозяйственной почве, - говорит Паркер, - адсорбция» - когда молекулы прилипают к поверхности. «Пестицид прилипает к частице почвы», - говорит она.

«Мы обнаружили, что частицы почвы на самом деле могут оказывать защитное действие на пестицид, - говорит Паркер, - замедляя темпы деградации пестицидов». Ферментам и микробам труднее разрушить пестициды, которые прикрепились к почве. Но степень, в которой почва защищает пестицид, варьировалась среди протестированных почв.

«В настоящее время наша рабочая гипотеза состоит в том, что в более тонкой почве больше частиц, доступных для адсорбции», - говорит Паркер. Чем больше частиц почвы, тем больше поверхностей для пестицидов, чтобы усилить этот защитный эффект.

«Теперь, когда мы определили основные процессы, контролирующие деградацию пестицидов в почвах, мы затем детально изучим переменные, которые контролируют эти процессы, чтобы обеспечить точную оценку экологического риска пестицидов с двумя нитями РНК», - говорит Паркер. «Это позволит нам понять, представляют ли эти новые пестициды риск для экосистем».

Об авторах

Исследование появляется в Экологические науки и технологии.

Финансирование осуществлялось в рамках исследовательской и инновационной программы Horizon 2020 Европейского Союза; поддержка Паркер из Министерства сельского хозяйства США; и поддержка гранта ETH Zürich Research для гранта сотруднику.

Источник: Вашингтонский университет в Сент-Луисе

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon