Vad är risken för genetiskt manipulerade bekämpningsmedel som hänger i jorden?

Ny forskning visar hur en ny typ av genetiskt manipulerade bekämpningsmedel rör sig genom och försämras i jorden.

Denna nya generation av bekämpningsmedel kan bekämpa skadedjurskräm genom att äventyra bugens förmåga att skapa väsentliga proteiner. Dessa genavstörande bekämpningsmedel kan genetiskt manipuleras till jordbruksgrödor, så att dessa grödor bokstavligen kan utveckla sitt eget försvar.

Även om bekämpningsmedlet finns inom växten, svarar frågorna om dess nedbrytning till konventionella bekämpningsmedel som appliceras på utsidan av grödorna: Bryter den ner? Om så är fallet, under vilka förutsättningar? I jorden? I sjöar och floder? Vad är den ekologiska risken?

Innan forskare kan följa svaren på dessa frågor måste det finnas ett sätt att spåra bekämpningsmedlet och följa det när det rör sig och försämras i ekosystemet.

Kimberly Parker, biträdande professor i energi, miljö och kemiteknik vid McKelvey School of Engineering vid Washington University i St. Louis och ett team av medarbetare utvecklade en metod för att spåra denna nya bekämpningsmedel i marken och börja förstå vilka processer som påverkar dess livslängd.

Denna nya bekämpningsmedel är en molekyl av dubbelsträngad ribonukleinsyra, eller RNA. När ett skadedjur äter detta bekämpningsmedel, förhindrar det att kritiken gör väsentliga proteiner, vilket leder till att stöttas till tillväxt eller till döds.

innerself prenumerera grafik

RNA är en makromolekyl-betydelse: den är stor och på grund av sin storlek kan forskare inte studera den genom de typiska metoder som används för konventionella bekämpningsmedel.

Forskargruppen utarbetade en metod för att märka en bekämpningsmedelmolekyl med en radioaktiv atom, så att de kan följa den när den cyklade genom slutna marksystem som representerar olika scenarier. De kunde kvantifiera bekämpningsmedlet och dess komponenter på bara några få nanogram per gram jord.

Med deras metod att mäta bekämpningsmedlet undersökte forskargruppen nästa vad som händer med bekämpningsmedlet i flera markprover. De fann att enzymerna i jorden kan bryta ner bekämpningsmedlet. Dessutom, mikroberna i jorden "äter" bekämpningsmedlet liksom de fragment som enzymreaktioner lämnar bakom sig.

I vissa jordar uppstod dock en annan process: bekämpningsmedlet fäster jordpartiklarna, som mineraler och organisk detritus. "I jordbruksjord" säger Parker, "det finns adsorption" - när molekyler håller fast vid en yta. "Bekämpningsmedlet sticker till markpartikeln," säger hon.

"Vi har funnit att jordpartiklarna faktiskt kan ha en skyddande effekt på bekämpningsmedlet, säger Parker," sänker hastigheten av nedbrytning av bekämpningsmedel ". Enzymerna och mikroberna har en svårare tid att bryta ner bekämpningsmedel som har fästs på jorden , men graden till vilken jorden skyddar bekämpningsmedlet varierar bland de testade jorden.

"För närvarande är vår arbetshypotes att i finare mark finns det fler partiklar tillgängliga för adsorption", säger Parker. Ju mer jordpartiklar desto mer ytor för bekämpningsmedlet ska hålla sig till, vilket förbättrar den skyddande effekten.

"Nu när vi har identifierat de viktigaste processerna för bekämpning av bekämpningsmedelsnedbrytning i marken, kommer vi att undersöka i detalj de variabler som styr dessa processer för att möjliggöra en exakt ekologisk riskbedömning av dubbelsträngiga RNA-bekämpningsmedel, säger Parker. "Detta kommer att göra det möjligt för oss att förstå huruvida dessa nya bekämpningsmedel utgör en risk för ekosystem."

Om författarna

Forskningen förekommer i Miljövetenskap och teknik.

Finansiering kom från EU: s Horizon 2020 forskning och innovation program; Stöd till Parker från US Department of Agriculture; och stöd från en ETH Zürich Research Grant till en samarbetspartner.

Källa: Washington University i St. Louis

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon