基因工程农药在土壤中徘徊的风险是什么?

基因工程农药在土壤中徘徊的风险是什么?

新的研究表明,一种新型的转基因农药如何在土壤中移动并降解。

这种新一代杀虫剂可以通过破坏虫子产生必需蛋白质的能力来控制害虫。 这些基因沉默杀虫剂可以通过基因工程改造成农作物,这样这些作物就可以逐渐发展自己的防御。

尽管农药存在于植物体内,但其降解问题与施用于作物外部的常规农药类似:它是否会分解? 如果是这样,在什么条件下? 在土壤? 在湖泊和河流? 什么是生态风险?

然而,在研究人员寻求这些问题的答案之前,需要有一种方法来追踪农药并随着农药在生态系统中的移动和降解而跟踪农药。

圣路易斯华盛顿大学McKelvey工程学院能源,环境和化学工程助理教授Kimberly Parker和一个合作者团队设计了一种方法来跟踪土壤中的这种新农药,并开始了解哪些过程会影响它的寿命。

这种新农药是双链核糖核酸或RNA的分子。 当有害生物吃掉这种杀虫剂时,它会阻止生物产生必需的蛋白质,导致生长发育不良或死亡。

RNA是一种大分子 - 意思是:它很大 - 由于它的大小,研究人员无法通过常规杀虫剂的典型方法进行研究。

研究小组设计了一种用放射性原子标记农药分子的方法,允许它们在代表不同情景的封闭土壤系统中循环时跟踪它。 他们能够以每克土壤几纳克来量化农药及其成分。

通过他们测量农药的方法,研究小组接下来调查了几种土壤样品中农药的含量。 他们发现土壤中的酶可以分解农药。 此外,土壤中的微生物“吃”了杀虫剂以及酶反应留下的碎片。

然而,在一些土壤中,又发生了另一个过程:农药附着在土壤颗粒上,如矿物质和有机碎屑。 “在农业土壤中,”帕克说,“有吸附” - 当分子粘附在表面上时。 “农药粘在土壤颗粒上,”她说。

“我们发现土壤颗粒实际上可能对农药具有保护作用,”帕克说,“减缓了农药降解的速度。”酶和微生物更难以分解附着在土壤上的农药。 ,但土壤保护农药的程度因测试的土壤而异。


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“目前我们的工作假设是,在更细的土壤中,有更多的颗粒可用于吸附,”帕克说。 土壤颗粒越多,农药粘附的表面越多,增强了保护作用。

“现在我们已经确定了控制土壤中农药降解的主要过程,接下来我们将详细研究控制这些过程的变量,以便对双链RNA杀虫剂进行准确的生态风险评估,”Parker说。 “这将使我们了解这些新农药是否对生态系统构成风险。”

作者简介

研究出现在 环境科学与技术.

资金来自欧盟的Horizo​​n 2020研究和创新计划; 美国农业部对帕克的支持; 并获得苏黎世联邦理工学院研究资助的支持。

来源: 华盛顿大学在圣路易斯

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