Nghiên cứu chỉ ra các quy trình xác định số phận của thuốc trừ sâu RNA mới trong đất

Một thế hệ thuốc trừ sâu mới có thể được sử dụng để kiểm soát côn trùng dịch hại bằng cách tác động đến khả năng tổng hợp các protein thiết yếu của chúng. Những loại thuốc trừ sâu có khả năng ức chế mã hóa gene này có thể được biến đổi gen vào cây trồng để những cây trồng này có thể tự phòng vệ.

Nghiên cứu mới đây của Trường Kỹ thuật McKelvey tại Đại học Washington, Bang Louis về việc những loại thuốc trừ sâu mới này di chuyển và thay đổi trong đất như thế nào đã được công bố trên tạp chí Khoa học & Công nghệ Môi trường.

Mặc dù thuốc trừ sâu này được tạo ra bên trong cây trồng, câu hỏi đặt ra liệu sự thoái hóa của nó có tương tự như thuốc trừ sâu thông thường được phun bên ngoài cây trồng: liệu nó có bị phân hủy hay không và nếu có thì dưới những điều kiện gì, trong đất thì như thế nào và ở sông hồ thì ra sao? Rủi ro sinh thái là những gì?

Tuy nhiên, trước khi những câu hỏi này có thể được trả lời, cần phải có một phương pháp để theo dõi thuốc trừ sâu di chuyển và thay đổ trong hệ sinh thái.

Kimberly Parker, phó giáo sư năng lượng, kỹ thuật môi trường và hóa học, cùng với nhóm cộng tác viên đã thử nghiệm một phương pháp để theo dõi loại thuốc trừ sâu mới này trong đất và tìm hiểu quá trình nào ảnh hưởng đến tuổi thọ của nó.

Thuốc trừ sâu mới này là một dạng phân tử của axit Ribonucleic sợi kép, hoặc RNA. Khi sâu hại ăn vào, nó sẽ ngăn không cho sinh vật tạo ra các protein thiết yếu, dẫn đến tăng trưởng chậm lại hoặc tử vong.

RNA là một đại phân tử, nghĩa là nó kích thước lớn và vì vậy  không thể nghiên cứu nếu chỉ thông qua các phương tiện điển hình được sử dụng cho các thuốc trừ sâu thông thường.

Nhóm nghiên cứu đã tìm ra một phương pháp gắn thẻ một phân tử thuốc trừ sâu với một nguyên tử phóng xạ, cho phép theo dõi phân tử thuốc khi nó tuần hoàn qua các hệ thống kín trong đất đại diện cho các trường hợp khác nhau. Họ đã có thể định lượng thuốc trừ sâu và các thành phần của nó chỉ với một vài nanogram trên mỗi gram đất.

Với phương pháp đó, nhóm nghiên cứu sau đó đã điều tra những gì xảy ra với thuốc trừ sâu trong một số mẫu đất. Họ phát hiện ra rằng các enzyme trong đất có thể phá vỡ thuốc trừ sâu. Ngoài ra, các vi khuẩn trong đất tiêu thụ thuốc trừ sâu cũng như các mảnh bị bỏ lại bởi các phản ứng enzyme.

Tuy nhiên, trong một số loại đất, một quá trình khác đã xảy ra là thuốc trừ sâu bám vào các hạt đất, như khoáng chất và mảnh vụn hữu cơ. "Trong đất nông nghiệp có sự hấp phụ, các phân tử  thuốc bám dính trên bề mặt hạt đất". Bà Parker nói. "Chúng tôi đã phát hiện ra rằng các hạt đất thực sự có thể có tác dụng bảo vệ làm chậm tốc độ suy thoái thuốc trừ sâu". Các enzyme và vi khuẩn có một thời gian khó khăn hơn để phá vỡ thuốc trừ sâu đã bám vào đất, nhưng mức độ của đất bảo vệ thuốc trừ sâu khác nhau giữa các loại đất được thử nghiệm. "Hiện tại chúng tôi đang nghiên cứu với đối tượng đất mịn hơn, có nhiều hạt hơn để hấp phụ", Parker nói. “Càng nhiều hạt đất, càng nhiều bề mặt để thuốc trừ sâu bám vào, càng tăng cường hiệu quả bảo vệ”.

"Bây giờ chúng tôi đã xác định được các quy trình chính kiểm soát sự thoái hóa của thuốc trừ sâu trong đất, tiếp theo chúng tôi sẽ nghiên cứu chi tiết các yếu tố kiểm soát các quy trình này để cho phép đánh giá rủi ro sinh thái chính xác của thuốc trừ sâu RNA sợi đôi", Parker nói. "Điều này sẽ cho phép chúng tôi hiểu liệu các loại thuốc trừ sâu mới này có gây rủi ro cho hệ sinh thái hay không".

Nguyễn Thị Thanh theo Phys.org