Ny metode til måling af RNAi-pesticid i jord

En ny generation af gendæmpende "RNAi-pesticider" er på vej gennem reguleringssystemet og vil snart være tilgængelig til landbrugsbrug.

Disse RNAi pesticider, som virker ved at forstyrre funktionen af ​​RNA-afgrødedræbende skadedyr, er gensplejset til landbrugsafgrøder, give planterne deres eget forsvar mod skadedyr. Indtil for nylig, der var ingen metode til at måle mængden af ​​pesticid til stede i det dynamiske miljø i landbrugsjord.

Sidste måned, imidlertid, forskere ved McKelvey School of Engineering ved Washington University i St. Louis offentliggjorde deres teknik til at måle, hvor meget RNAi-pesticid, der er til stede i nogle få gram jord. Deres forskning blev offentliggjort i den 21. april-udgave af Miljøvidenskab og -teknologi .

Kimberly Parker, adjunkt i energi, miljø- og kemiteknik, ledet forskningen, der kulminerede i papiret. For at forstå, hvordan disse RNAi-pesticider opfører sig i den virkelige verden, Parker sagde, "Vi skulle være i stand til at bestemme, hvad der sker med dem i miljøet."

Sidste år, Parker offentliggjorde sine resultater om de kræfter, der virker på RNAi-pesticider, da de bevægede sig gennem jorden i et laboratorium. Lab-baseret forskning havde været mulig, fordi forskerne havde indbygget et radioaktivt atom i pesticidmolekylet. Det virkede som et lille lysfyr, der gjorde det muligt at følge molekylets bevægelse.

Disse metoder var informative, "men de kan ikke bruges til feltvurderinger, " sagde Parker. "Dette er den første metode, vi kan bruge i et rigtigt område med landbrugsafgrøder, hvor du ikke har et kontrolleret laboratoriemiljø."

For at kvantificere mængden af ​​RNAi-pesticid i en prøve, Parker og hendes team har nu udviklet en to-trins metode til ekstraktion og rengøring. De begyndte med at løfte molekyler af pesticidet - forsigtigt - fra en jordpartikel og derefter overføre det til en opløsning. "Vi var nødt til at udvinde dem effektivt uden at beskadige strukturen, " hun sagde.

De brugte i sidste ende et "konkurrent"-molekyle - i dette tilfælde, fosfat - med en struktur svarende til rygraden i pesticidmolekylet. Når det tilsættes til opløsning med pesticidet, konkurrenten adsorberede, eller knyttet sig til, jordpartiklerne. Uden plads tilbage på materialet, pesticidet havde intet at binde sig til og forblev i opløsningen.

uundgåeligt, noget organisk materiale fra jorden kommer med på turen. Det overskydende materiale ville gøre det vanskeligt at indsnævre RNAi-pesticidet på tide til analyse.

Det var her, det andet trin kom ind:oprydningsfasen. Dernæst skulle de udvikle en metode ved hjælp af et materiale, der kunne isolere RNAi-pesticidet.

Når molekylet er isoleret, holdet kunne bruge kvantitativ omvendt transkription-polymerase-kædereaktion (RT-qPCR), en metode til at måle mængden af ​​et specifikt RNA, herunder RNAi pesticider.

Dette er den første metode, der kan kvantificere RNAi-pesticiderne ved miljørelevante koncentrationer. Siden udviklingen af ​​denne nye metode, Parker og hendes team har valideret dets brug til at måle RNAi-pesticider i autentisk landbrugsjord.

Det næste trin i denne forskning vil involvere at sætte metoden i gang, tager et kig på, hvordan disse nye genundertrykkende pesticider faktisk forbliver eller nedbrydes i miljøet. Hvad er allerede klart, imidlertid, er behovet for nøjagtigt at måle pesticidet i jorden for at forstå, hvordan det vil opføre sig i landbrugsmiljøer.

"På dette tidspunkt, vi har fundet ud af, at nedbrydningshastigheden kommer til at afhænge af koncentrationen af ​​molekylet, " sagde Parker.

"Så det er vigtigt, at vores metode kan detektere koncentrationer på de niveauer, vi forventer i miljøet, " hun sagde, "og derfor kan vi udføre eksperimenter i koncentrationer, der er realistiske og repræsentative for, hvad du ville se i miljøet."