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科學家利用植物病毒拯救作物免受食根線蟲的侵害

科學家利用植物病毒拯救作物免受食根線蟲的侵害

2023-09-23 Comments 0 Comment

植物寄生線蟲是一種生活在土壤中的微小生物,它們以作物根部為食,對作物造成損害。目前,農民透過向作物施用殺蟲劑來消滅線蟲。由於這些化學藥劑本來只會停留在土壤表面,因此必須大量施用,通常還要用大量的水將其沖洗到根部。這意味著農民必須花費大量資金購買殺蟲劑,必須使用大量的水,而且大量的有毒化學物質會進入環境。

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當線蟲以植物根部為食時,它們會阻礙植物從土壤中吸收水分和養分的能力

現在,科學家利用一種改良的植物病毒,發展出了一種更環保、更有效的消滅線蟲的方法。

加州大學聖迭戈分校的妮可-斯坦梅茲教授及其同事尋求一種浪費更少、更環保的替代方法,他們將目光投向了菸草淡綠鑲嵌病毒。與殺蟲劑不同,菸草淡綠花葉病毒天生善於透過土壤向下傳播。

工程師們開發出了由植物病毒製成的奈米顆粒,可以將殺蟲劑分子輸送到以前無法到達的土壤深處。這項進展有可能幫助農民有效防治困擾作物根部的寄生線蟲,同時最大限度地降低成本、農藥使用和環境毒性。

科學家首先移除病毒的RNA,使其對植物沒有傳染性。然後,將此改良病毒的奈米顆粒混入含有殺蟲劑伊維菌素的溶液中。透過加熱混合物這簡單的”熱形狀轉換”過程,殺蟲劑被包裹在奈米顆粒中。

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奈米顆粒的顯微鏡圖像圖/美國加州大學聖地牙哥分校

在實驗室測試中,這些攜帶農藥的奈米顆粒成功地穿過了10 公分(3.9 英吋)的土壤。當從土壤樣本中回收這些微粒並將其加入裝滿線蟲的培養皿中時,它們所攜帶的殺蟲劑至少消滅了一半的線蟲族群。

這種一次合成法有幾個優點。首先,它成本低廉,只需要幾個步驟,純化過程簡單。種方法的可擴展性更強,為農民獲得更實惠的產品鋪平了道路。其次,這種方法只需將殺蟲劑封裝在奈米顆粒內,而不是將其化學結合到表面,保留了殺蟲劑的原始化學結構。

現在的計劃是在實際受線蟲侵擾的作物植株上對奈米顆粒進行測試。斯坦梅茨說:”這項技術有望在不增加殺蟲劑用量的情況下提高田間處理效果。”

有關這項研究的論文最近發表在《奈米通訊》(Nano Letters)雜誌上。

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