Penyelidikan baru menunjukkan bagaimana jenis baru racun makhluk perosak genetik bergerak dan merendahkan di dalam tanah.

Generasi baru racun serangga ini boleh mengawal serangga perosak dengan mengorbankan keupayaan bug untuk mencipta protein penting. Racun perosak gen ini dapat direkayasa secara genetik ke dalam tanaman pertanian, jadi tanaman ini secara harfiah boleh membangkitkan pertahanan mereka sendiri.

Walaupun racun makhluk perosak ada di dalam tumbuhan, soalan tentang degradasinya adalah sama dengan racun serangga konvensional yang digunakan untuk kelebihan tanaman: Adakah ia pecah? Jika ya, di bawah keadaan apa? Di dalam tanah? Dalam tasik dan sungai? Apakah risiko ekologi?

Sebelum penyelidik dapat mengejar jawapan kepada soalan-soalan ini, bagaimanapun, perlu ada cara untuk mengesan racun makhluk perosak dan mengikutinya semasa ia bergerak dan merendahkan ekosistem.

Kimberly Parker, penolong profesor tenaga, alam sekitar, dan kejuruteraan kimia di McKelvey School of Engineering di Washington University di St. Louis, dan satu pasukan kolaborator mencipta satu kaedah untuk mengesan racun makhluk perosak baru ini di tanah dan untuk memahami apa yang mempengaruhi proses jangka hayatnya.

Racun perosak baru ini adalah molekul dua asid Ribonukleat terdampar, atau RNA. Apabila makhluk perosak makan racun perosak ini, ia menghalang pengecut daripada membuat protein penting, yang membawa kepada pertumbuhan yang teruk atau mati.

RNA adalah makromolekul-makna: ia besar-dan kerana saiznya, para penyelidik tidak dapat mengkajinya melalui cara biasa yang digunakan untuk racun serangga konvensional.

Pasukan penyelidikan menyusun satu kaedah untuk menanda sebuah molekul racun perosak dengan atom radioaktif, yang membolehkan mereka mengikutinya ketika ia mengalir melalui sistem tanah tertutup yang mewakili senario yang berbeza. Mereka dapat mengira racun makhluk perosak dan komponennya hanya beberapa nanogram setiap gram tanah.

Dengan kaedah mereka untuk mengukur racun perosak, pasukan penyelidikan seterusnya menyiasat apa yang berlaku kepada racun perosak dalam beberapa sampel tanah. Mereka mendapati bahawa enzim di dalam tanah boleh merosakkan racun perosak. Di samping itu, mikrob di tanah "makan" racun perosak serta serpihan yang reaksi enzim ditinggalkan.

Walau bagaimanapun, di beberapa tanah, satu lagi proses berlaku: racun perosak melekat pada zarah tanah, seperti mineral dan detritus organik. "Di tanah pertanian," kata Parker, "ada penjerapan" -bila molekul mematuhi permukaan. "Racun perosak itu bertumpu kepada zarah tanah," katanya.

"Kami mendapati bahawa zarah-zarah tanah sebenarnya mempunyai kesan perlindungan terhadap racun perosak," kata Parker, "memperlahankan kadar degradasi racun makhluk perosak." Enzim dan mikrob mempunyai masa yang lebih sukar memecahkan racun perosak yang melekat pada tanah , tetapi sejauh mana tanah melindungi racun perosak yang berbeza-beza di antara tanah yang diuji.

"Pada masa ini, hipotesis kerja kami adalah bahawa dalam tanah yang lebih halus, terdapat lebih banyak zarah yang tersedia untuk penjerapan," kata Parker. Lebih banyak zarah tanah, lebih banyak permukaan untuk racun makhluk perosak untuk meningkatkan, meningkatkan kesan perlindungan itu.

"Sekarang kita telah mengenal pasti proses-proses utama yang mengawal kemusnahan racun makhluk perosak di tanah, kita akan menyiasat selanjutnya secara terperinci pembolehubah yang mengawal proses-proses ini untuk membolehkan penilaian risiko ekologi yang tepat untuk racun serangga RNA double-strand," kata Parker. "Ini akan membolehkan kita memahami sama ada racun perosak baru ini menimbulkan risiko kepada ekosistem."

Mengenai Pengarang

Penyelidikan ini muncul di Sains & Teknologi Alam Sekitar.

Pembiayaan datang daripada program penyelidikan dan inovasi Horizon 2020 Kesatuan Eropah; sokongan kepada Parker dari Jabatan Pertanian Amerika Syarikat; dan sokongan dari ETH Zürich Research Grant kepada kolaborator.

sumber: Universiti Washington di St. Louis

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon