Опасные вирусы будут доставлять пестициды вглубь почвы

В Калифорнийском Университете в Сан-Диего и Университете Кейс Вестерн Резерв обнаружили биологическую наночастицу, то есть говоря простым языком, вирус растений, который способен перемещать молекулы пестицидов глубже в почву — туда, куда они обычно не доходят.

Это открытие поможет в будущем создать таргетированные пестициды, которые смогут бороться с вредителями только в тех местах поля, где это необходимо. Таким образом можно будет свести применение пестицидов к минимуму и максимально снизить их вред при этом повысив эффективность в разы.

Подобные вирусы помогать фермерам бороться, например, с нематодами. Применение вирусов растений в сельском хозяйстве будет похоже на применение наночастиц в медицине, где их используют в методах точечной доставки действующих веществ лекарств для снижения побочного действия и повышения эффективности.

При этом у пестицидов очень “прилипчивые” молекулы, как выяснили ученые в ходе своей работы с наночастицами. Их молекулы сильно связываются с различными веществами в почве, мешая перемещению действующих веществ к корням, где те же нематоды приносят самый большой урон растениям. Чтобы компенсировать “прилипчивость” молекул пестицидов, фермеры часто вносят избыточные дозы пестицидов тем самым вредя окружающей среде и при этом ухудшая плодородие почвы.

В исследованиях американских университетов использовался вирус табачной мозаики (точнее его разновидность Tobacco mild green mosaic virus). Он широко известен как причина заболеваний растений семейства Пасленовые (кроме табака это баклажаны, томаты, картофель, перец и многие другие культурные растения). Однако этот же вирус способен перемещать небольшие дозы пестицидов глубоко в почву.

В лабораторных опытах ученые прикрепляли модельные инсектицид, удобрение и пестицид к разным видам наночастиц и поливали почву раствором с ними. Лучше всех в качестве “транспорта” показал себя вирус табачной мозаики. Он смог переместить молекулы инсектицида на 30 см вглубь почвы. С ним конкурировали сополимер молочной и гликолевой кислот (PLGA) и наночастицы мезопористого диоксида кремния. Они переместили вещество только на 8 и 12 см соответственно.

Также тестировались другие вирусы и все они показали очень разные результаты. Так, вирус мозаики коровьего гороха переместил свой груз на 30 см вглубь, но по объему транспортируемого вещества значительно уступил вирусу табачной мозаики. Вирус мозаики физалиса вообще переместил тестируемые вещества только на 4 см вглубь почвы.

На эффективность влияла геометрия наночастиц. Вирус табачной мозаики имеет трубчатую структуру, что помогает ему быстро перемещаться в почве.Сейчас ученые работают над созданием наночастиц на основе своих исследований для создания новых средств защиты растений.

Источник: Калифорнийский Университет в Сан-Диего