基因工程農藥在土壤中徘徊的風險是什麼?

新的研究表明,一種新型的轉基因農藥如何在土壤中移動並降解。

這種新一代殺蟲劑可以通過破壞蟲子產生必需蛋白質的能力來控制害蟲。 這些基因沉默殺蟲劑可以通過基因工程改造成農作物,這樣這些作物就可以逐漸發展自己的防禦。

儘管農藥存在於植物體內,但其降解問題與施用於作物外部的常規農藥類似:它是否會分解? 如果是這樣,在什麼條件下? 在土壤? 在湖泊和河流? 什麼是生態風險?

然而,在研究人員尋求這些問題的答案之前,需要有一種方法來追踪農藥並隨著農藥在生態系統中的移動和降解而跟踪農藥。

聖路易斯華盛頓大學McKelvey工程學院能源,環境和化學工程助理教授Kimberly Parker和一個合作者團隊設計了一種方法來跟踪土壤中的這種新農藥,並開始了解哪些過程會影響它的壽命。

這種新農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,它會阻止生物產生必需的蛋白質,導致生長發育不良或死亡。


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RNA是一種大分子 - 意思是:它很大 - 由於它的大小,研究人員無法通過常規殺蟲劑的典型方法進行研究。

研究小組設計了一種用放射性原子標記農藥分子的方法,允許它們在代表不同情景的封閉土壤系統中循環時跟踪它。 他們能夠以每剋土壤幾納克來量化農藥及其成分。

通過他們測量農藥的方法,研究小組接下來調查了幾種土壤樣品中農藥的含量。 他們發現土壤中的酶可以分解農藥。 此外,土壤中的微生物“吃”了殺蟲劑以及酶反應留下的碎片。

然而,在一些土壤中,又發生了另一個過程:農藥附著在土壤顆粒上,如礦物質和有機碎屑。 “在農業土壤中,”帕克說,“有吸附” - 當分子粘附在表面上時。 “農藥粘在土壤顆粒上,”她說。

“我們發現土壤顆粒實際上可能對農藥具有保護作用,”帕克說,“減緩了農藥降解的速度。”酶和微生物更難以分解附著在土壤上的農藥。 ,但土壤保護農藥的程度因測試的土壤而異。

“目前我們的工作假設是,在更細的土壤中,有更多的顆粒可用於吸附,”帕克說。 土壤顆粒越多,農藥粘附的表面越多,增強了保護作用。

“現在我們已經確定了控制土壤中農藥降解的主要過程,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風險評估,”Parker說。 “這將使我們了解這些新農藥是否對生態系統構成風險。”

關於作者

該研究出現在 環境科學與技術.

資金來自歐盟的Horizo​​n 2020研究和創新計劃; 美國農業部對帕克的支持; 並獲得蘇黎世聯邦理工學院研究資助的支持。

資源: 聖路易斯華盛頓大學

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