ความเสี่ยงของสารกำจัดศัตรูพืชดัดแปลงพันธุกรรมที่แขวนอยู่ในดินคืออะไร?

งานวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าสารกำจัดศัตรูพืชดัดแปลงพันธุกรรมชนิดใหม่เคลื่อนที่ผ่านและย่อยสลายในดินได้อย่างไร

สารกำจัดศัตรูพืชรุ่นใหม่นี้สามารถควบคุมแมลงศัตรูพืชได้โดยการประนีประนอมความสามารถของแมลงในการสร้างโปรตีนที่จำเป็น สารกำจัดศัตรูพืชที่ปิดเสียงยีนเหล่านี้สามารถดัดแปลงพันธุกรรมให้เป็นพืชผลทางการเกษตรได้ เพื่อให้พืชเหล่านี้สามารถเจริญเติบโตในการป้องกันตนเองได้อย่างแท้จริง

แม้ว่าจะมีสารกำจัดศัตรูพืชอยู่ภายในพืช แต่คำถามเกี่ยวกับความเสื่อมโทรมของมันก็คล้ายกับสารกำจัดศัตรูพืชทั่วไปที่ใช้กับภายนอกพืช: มันพังหรือไม่? ถ้าเป็นเช่นนั้นภายใต้เงื่อนไขใด? ในดิน? ในทะเลสาบและแม่น้ำ? ความเสี่ยงทางนิเวศวิทยาคืออะไร?

ก่อนที่นักวิจัยจะสามารถหาคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ได้ จำเป็นต้องมีวิธีในการติดตามสารกำจัดศัตรูพืชและปฏิบัติตามในขณะที่มันเคลื่อนที่และเสื่อมโทรมในระบบนิเวศ

Kimberly Parker ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านพลังงาน สิ่งแวดล้อม และวิศวกรรมเคมีที่ McKelvey School of Engineering ที่ Washington University ใน St. Louis และทีมผู้ทำงานร่วมกันได้คิดค้นวิธีการติดตามสารกำจัดศัตรูพืชชนิดใหม่นี้ในดิน และเริ่มทำความเข้าใจว่ากระบวนการใดส่งผลกระทบ อายุการใช้งาน

สารกำจัดศัตรูพืชชนิดใหม่นี้เป็นโมเลกุลของกรดไรโบนิวคลีอิกสองสายหรืออาร์เอ็นเอ เมื่อศัตรูพืชกินยาฆ่าแมลงนี้จะป้องกันไม่ให้สัตว์สร้างโปรตีนที่จำเป็น ซึ่งนำไปสู่การเจริญเติบโตแบบแคระแกรนหรือถึงแก่ชีวิต


กราฟิกสมัครสมาชิกภายในตัวเอง


RNA เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งมีความหมายว่ามีขนาดใหญ่ และเนื่องจากขนาดของมัน นักวิจัยจึงไม่สามารถศึกษามันด้วยวิธีการทั่วไปที่ใช้สำหรับยาฆ่าแมลงทั่วไป

ทีมวิจัยได้คิดค้นวิธีการติดแท็กโมเลกุลของสารกำจัดศัตรูพืชด้วยอะตอมของกัมมันตภาพรังสี ทำให้พวกเขาปฏิบัติตามในขณะที่มันวนไปตามระบบดินปิดที่แสดงสถานการณ์ต่างๆ พวกเขาสามารถหาปริมาณสารกำจัดศัตรูพืชและส่วนประกอบได้เพียงไม่กี่นาโนกรัมต่อกรัมของดิน

ด้วยวิธีการวัดสารกำจัดศัตรูพืช ทีมวิจัยได้ตรวจสอบสิ่งที่เกิดขึ้นกับสารกำจัดศัตรูพืชในตัวอย่างดินหลายตัวอย่างต่อไป พวกเขาพบว่าเอนไซม์ในดินสามารถทำลายสารกำจัดศัตรูพืชได้ นอกจากนี้ จุลินทรีย์ในดินยัง "กิน" ยาฆ่าแมลงและเศษชิ้นส่วนที่ปฏิกิริยาของเอนไซม์ทิ้งไว้เบื้องหลัง

อย่างไรก็ตาม ในบางดิน มีกระบวนการอื่นเกิดขึ้น: สารกำจัดศัตรูพืชยึดติดกับอนุภาคในดิน เช่น แร่ธาตุและเศษอินทรีย์ “ในดินเกษตรกรรม” Parker กล่าว “มีการดูดซับ”—เมื่อโมเลกุลยึดติดกับพื้นผิว "สารกำจัดศัตรูพืชเกาะติดกับอนุภาคดิน" เธอกล่าว

“เราพบว่าอนุภาคในดินอาจมีผลในการป้องกันสารกำจัดศัตรูพืช” Parker กล่าว “ทำให้อัตราการย่อยสลายสารกำจัดศัตรูพืชช้าลง” เอนไซม์และจุลินทรีย์มีช่วงเวลาที่ยากลำบากกว่าในการทำลายยาฆ่าแมลงที่ติดอยู่กับดิน แต่ระดับที่ดินปกป้องสารกำจัดศัตรูพืชนั้นแตกต่างกันไปตามดินที่ทดสอบ

"ปัจจุบันสมมติฐานในการทำงานของเราคือในดินที่ละเอียดกว่า มีอนุภาคมากขึ้นสำหรับการดูดซับ" Parker กล่าว ยิ่งมีอนุภาคในดินมากเท่าใด พื้นผิวของสารกำจัดศัตรูพืชก็จะยิ่งเกาะติดมากขึ้นเท่านั้น ช่วยเพิ่มผลในการป้องกันนั้น

"ตอนนี้เราได้ระบุกระบวนการหลักที่ควบคุมการเสื่อมสภาพของสารกำจัดศัตรูพืชในดินแล้ว ต่อไปเราจะตรวจสอบรายละเอียดเกี่ยวกับตัวแปรที่ควบคุมกระบวนการเหล่านี้เพื่อให้สามารถประเมินความเสี่ยงทางนิเวศวิทยาของสารกำจัดศัตรูพืช RNA แบบสองสายได้อย่างแม่นยำ" Parker กล่าว “สิ่งนี้จะช่วยให้เราเข้าใจว่าสารกำจัดศัตรูพืชชนิดใหม่เหล่านี้มีความเสี่ยงต่อระบบนิเวศหรือไม่”

เกี่ยวกับผู้เขียน

การวิจัยปรากฏใน วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม.

เงินทุนมาจากโครงการวิจัยและนวัตกรรม Horizon 2020 ของสหภาพยุโรป สนับสนุน Parker จากกระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกา และการสนับสนุนจากทุนวิจัย ETH Zürich แก่ผู้ทำงานร่วมกัน

ที่มา: มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน