أظهر بحث جديد كيف أن نوعًا جديدًا من المبيدات المعدلة وراثيًا يتحرك ويتحلل في التربة.
هذا الجيل الجديد من المبيدات الحشرية يمكن أن يسيطر على حشرات الآفات من خلال تعريض قدرة الحشرة على إنتاج البروتينات الأساسية. هذه المبيدات الجينية يمكن أن تكون مهندسة وراثيا في المحاصيل الزراعية بحيث يمكن لهذه المحاصيل أن تنمو حرفيا دفاعها.
على الرغم من وجود مبيد الآفات داخل النبات ، إلا أن الأسئلة حول تدهوره تشبه مبيدات الآفات التقليدية المطبقة على جانبي المحاصيل: هل ينهار؟ إذا كان الأمر كذلك، تحت أي ظروف؟ في التربة؟ في البحيرات والأنهار؟ ما هي المخاطر البيئية؟
قبل أن يتمكن الباحثون من متابعة إجاباتهم على هذه الأسئلة ، يجب أن يكون هناك طريقة لتتبع مبيد الآفات ومتابعته أثناء حركته وتحطيمه في النظام البيئي.
قامت كيمبرلي باركر ، أستاذة مساعدة الطاقة ، الهندسة البيئية والكيميائية في كلية ماكفيلي للهندسة في جامعة واشنطن في سانت لويس ، وفريق من المتعاونين بتصميم طريقة لتتبع هذا المبيد الجديد في التربة والبدء في فهم العمليات التي تؤثر عمرها.
هذا المبيد الجديد هو جزيء من حمض الريبونوكليتيك المزدوج تقطعت بهم السبل ، أو الحمض النووي الريبي. عندما تأكل الآفة هذا المبيد ، فإنها تمنع المخلوق من صنع البروتينات الأساسية ، مما يؤدي إما إلى توقف النمو أو الموت.
الرنا هو جزيء ضخم - بمعنى: إنه كبير - وبسبب حجمه ، لا يستطيع الباحثون دراسته من خلال الوسائل النموذجية المستخدمة لمبيدات الآفات التقليدية.
ابتكر فريق البحث طريقة لوضع علامة على جزيء مبيد مع ذرة مشعة ، مما يسمح لهم بمتابعته أثناء تدويره من خلال أنظمة التربة المغلقة التي تمثل سيناريوهات مختلفة. وكانوا قادرين على قياس المبيد ومكوناته في عدد قليل من النانوجرام لكل غرام من التربة.
مع طريقة لقياس مبيد الآفات ، قام فريق البحث بعد ذلك بالتحقيق فيما يحدث للمبيد في عدة عينات من التربة. وجدوا أن الانزيمات في التربة يمكن أن تكسر المبيد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الميكروبات الموجودة في التربة "تأكل" المبيد إضافة إلى الشظايا التي تتركها تفاعلات الإنزيم.
ومع ذلك ، في بعض أنواع التربة ، حدثت عملية أخرى: يعلق المبيد على جزيئات التربة ، مثل المعادن والمخلفات العضوية. يقول باركر ، "في التربة الزراعية ، هناك امتزاز" ، عندما تلتصق الجزيئات بسطح. وتقول: "إن المبيد الحشري يلتصق بجزيء التربة".
يقول باركر: "لقد وجدنا أن جزيئات التربة يمكن أن يكون لها تأثير وقائي على مبيد الآفات ،" مما يبطئ من معدل تدهور مبيدات الآفات. إن الإنزيمات والميكروبات تعاني من صعوبة أكبر في تكسير المبيدات الحشرية التي ترتبط بالتربة. لكن الدرجة التي تحمي بها التربة المبيد تختلف باختلاف التربة التي تم اختبارها.
يقول باركر: "إن فرضيتنا العاملة حالياً هي أنه في التربة الرقيقة ، هناك المزيد من الجسيمات المتاحة للإمتزاز". فكلما زادت جسيمات التربة ، كلما ازدادت أسطح المبيدات لكي تعززها ، مما يعزز ذلك التأثير الوقائي.
يقول باركر: "الآن بعد أن حددنا العمليات الرئيسية التي تتحكم في تدهور المبيدات في التربة ، سنقوم بعد ذلك بالتحري بالتفصيل عن المتغيرات التي تتحكم في هذه العمليات لتتمكن من إجراء تقييم دقيق للمخاطر البيئية لمبيدات الحمض النووي الريبوزي المزدوج السلسلة". "سيسمح لنا ذلك بفهم ما إذا كانت هذه المبيدات الحشرية الجديدة تشكل خطرًا على الأنظمة البيئية".
حول المؤلف
يظهر البحث في العلوم البيئية والتكنولوجيا.
وجاء التمويل من برنامج البحث والابتكار الخاص بـ Horizon 2020 التابع للاتحاد الأوروبي ؛ دعم باركر من وزارة الزراعة الأمريكية. والدعم من ETH Zürich Research Grant إلى متعاون.
المصدر جامعة واشنطن في سانت لويس
كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ
at سوق InnerSelf و Amazon
