首先研究確定土壤中新RNA殺蟲劑命運的過程
新一代殺蟲劑可以通過破壞蟲子產(chǎn)生必需蛋白質(zhì)的能力來控制害蟲。這些基因沉默殺蟲劑可以通過基因工程改造成農(nóng)作物,這樣這些作物就可以逐漸發(fā)展自己的防御。來自圣路易斯華盛頓大學(xué)McKelvey工程學(xué)院的新研究表明,這些新興農(nóng)藥如何在土壤中流動和降解。該研究發(fā)表于上個月的環(huán)境科學(xué)與技術(shù)。
盡管農(nóng)藥是在植物內(nèi)部產(chǎn)生的,但是關(guān)于其降解的問題與作物外部施用的常規(guī)農(nóng)藥類似:它是否會分解?如果是這樣,在什么條件下?在土壤?在湖泊和河流?什么是生態(tài)風險?
然而,在回答這些問題之前,需要有一種方法來追蹤農(nóng)藥并隨著農(nóng)藥在生態(tài)系統(tǒng)中的移動和降解而跟蹤農(nóng)藥。
能源,環(huán)境和化學(xué)工程助理教授金伯利帕克和合作者團隊設(shè)計了一種方法來跟蹤土壤中的這種新農(nóng)藥,并開始了解哪些過程會影響其壽命。
這種新農(nóng)藥是雙鏈核糖核酸或RNA的分子。當有害生物吃掉這種殺蟲劑時,它會阻止生物產(chǎn)生必需的蛋白質(zhì),導(dǎo)致生長發(fā)育不良或死亡。
RNA是一種大分子 - 意思是:它很大 - 由于它的大小,它不能通過常規(guī)農(nóng)藥的典型方法進行研究。
研究小組設(shè)計了一種用放射性原子標記農(nóng)藥分子的方法,允許它們在代表不同情景的封閉土壤系統(tǒng)中循環(huán)時跟蹤它。他們能夠以每克土壤幾納克來量化農(nóng)藥及其成分。
通過他們測量農(nóng)藥的方法,研究小組接下來調(diào)查了幾種土壤樣品中農(nóng)藥的含量。他們發(fā)現(xiàn)土壤中的酶可以分解農(nóng)藥。此外,土壤中的微生物“吃掉”農(nóng)藥以及酶反應(yīng)留下的碎片。
然而,在一些土壤中,又發(fā)生了另一個過程:農(nóng)藥附著在土壤顆粒上,如礦物質(zhì)和有機碎屑。“在農(nóng)業(yè)土壤中,”帕克說,“有吸附” - 當分子粘附在表面上時。“農(nóng)藥粘在土壤顆粒上,”她說。
“我們發(fā)現(xiàn)土壤顆粒實際上可能對農(nóng)藥具有保護作用,”帕克說,“減緩了農(nóng)藥降解的速度。” 酶和微生物更難以分解附著在土壤上的農(nóng)藥,但土壤保護農(nóng)藥的程度因測試的土壤而異。
“目前我們的工作假設(shè)是,在更細的土壤中,有更多的顆??晒┪?,”帕克說。越是土壤顆粒,對農(nóng)藥的多面堅持,加強保護性作用。
“現(xiàn)在我們已經(jīng)確定了控制土壤中農(nóng)藥降解的主要過程,接下來我們將詳細研究控制這些過程的變量,以便對雙鏈RNA殺蟲劑進行準確的生態(tài)風險評估,”Parker說。“這將使我們了解這些新農(nóng)藥是否對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成風險。”
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