农药可以保护作物免受疏水性污染物的侵害

研究人员发现，商业农药可用于葫芦科的农作物家庭减少其疏水性污染物的积累，从而提高作物安全性。该研究小组由神户大学农业科学研究科的藤田健太郎(博士一年级)，学术研究员吉原隆平(现为Sa玉大学助理教授)和神户大学生物信号研究中心的Inui Hideyuki副教授组成，高级研究科学家近藤康光，RIKEN的技术人员本田香织和集团所长Osada Hiroyuki，以及兵库县环境科学研究所的首席研究员Haga Yuki和高级科学家Matsumura Chisato。

该小组开发了两种方法来控制与疏水性污染物运输有关的植物蛋白的功能。这些发现将导致农药在农业中具有这些新功能，从而能够生产更安全的农作物。这些结果已于6月23日在线发表在国际科学杂志《全面环境科学》上，并于7月18日在线发表在《环境污染》杂志上。

要点

葫芦科的农作物会在受污染的土壤中积聚疏水性污染物(例如二恶英)。主要的类乳胶蛋白(MLP)在将疏水性污染物转运到其果实中起关键作用。

方法1：用抑制MLP基因表达的农药处理可降低木质部树液中疏水性污染物的浓度。

方法2：用与MLP结合的农药处理可抑制蛋白质与疏水性污染物的结合。因此，减少了通过MLP转运的木质部树液中疏水性污染物的浓度。

结果表明，农药可以为生产更安全的农作物提供简单而低成本的解决方案。

这项研究首次在世界范围内揭示了一种农药可用于农业的新方法，这与目前的方法不同。

疏水性污染物包括二恶英，杀虫剂狄氏剂和内分泌干扰物。这些污染物具有剧毒，现在禁止制造和使用。但是，这些物质在被禁止之前一直大量使用，造成了广泛的环境污染，也影响了农业用地。

在葫芦科作物包括诸如黄瓜和南瓜。这个家族的成员与其他植物物种的不同之处在于，它们在果实中积累了高浓度的疏水性污染物。Inui等人的副教授。先前发现葫芦科的主要乳胶样蛋白(MLP)在这种积累中起关键作用。MLP与植物根系从土壤吸收的疏水性污染物结合。然后葫芦科通过茎中的汁液在叶片和果实中积累疏水性污染物(图1)。因此，MLP是导致葫芦科植物受到农作物污染的主要因素。

当发现农作物中积累的疏水性污染物超过了残留限量时，在同一土地上种植的所有农作物都将无法出售，给生产者造成巨大的经济损失。由于这个原因，已经进行了许多研究以从农业土壤中去除疏水性污染物的方法，但是尚未找到一种经济有效的方法。因此，迫切需要开发在疏水性污染物污染的耕地上种植更安全的农作物的技术。

这项研究的重点是已被证实是安全的农药。研究人员尝试了两种通过MLP抑制疏水性污染物积累的方法：利用“抑制MLP基因表达的农药”和“结合MLP的农药”。他们旨在生产更安全的葫芦科作物。

通过使用杀虫剂达科尼尔来抑制MLP基因表达，可降低西葫芦中的疏水性污染物浓度。A.用达科尼尔的活性成分处理后的MLP基因表达B. 达康尼尔处理后西葫芦中MLP的积累C.达康尼尔处理后在污染土壤中生长的西葫芦木质部汁液中疏水性污染物的浓度。信用：神户大学

方法1(发表于《全面环境科学》)

抑制MLP基因表达的农药的施用降低了根和木质部树液中MLP的浓度。这表明通过MLP积累在水果中的疏水污染物的浓度也将降低。

首先，进行了实验，从葫芦科使用的五种农药(杀虫剂Guardbait，Starkle和Diazinon以及杀菌剂Benlate和Daconil)中选择一种可以抑制MLP基因表达的农药。选择达科尼尔是因为治疗表明其活性成分可以降低MLP基因的表达。接下来，证实了通过达科尼尔处理降低了在被疏水性污染物污染的土壤中生长的西葫芦的根和木质部汁液中的MLP浓度。此外，木质部树液中疏水性污染物的浓度降低了52%。

方法2(在环境污染中发表)

结合MLP的农药的应用可抑制MLP与根部疏水性污染物的结合。换句话说，减少了与污染物结合的MLP的数量。假设该方法将降低通过MLP在水果中积累的疏水性污染物的浓度。

首先，使用具有RIKEN NPDepo的约22,000种化合物的化学阵列来鉴定与MLP结合的化合物。可从葫芦科植物中使用的农药柯尔特选自具有与MLP结合化合物相似结构的商业农药。当柯尔特的活性成分与MLP和疏水性污染物反应时，与这些污染物结合的MLP浓度降低了78%。此外，经过柯尔特处理后，木质部汁液中这些污染物的浓度下降了15%。

进一步的研究

这项研究首次揭示了通过控制植物的功能，可以在受污染的土壤中种植更安全的农作物。这一成就可以减少生产者因无法出售在污染土壤中种植的农作物而遭受经济损失的案例数量。此外，这还将为消费者提供安全的产品。

这项研究揭示了一种利用农药的新方法。这项研究首次在世界范围内揭示了农药的一个新方面，即其最初的防止害虫或杂草生长的功能。人们认为农药非常安全，因为它们必须通过许多严格的安全测试。此外，用农药对农作物进行标准化处理既简单又便宜。因此，可以预见，这项研究开发的使用农药减少疏水性污染物的方法将在全球范围内广泛使用。

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