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无毒害虫防治技术取得新突破
日期:2019-05-20 作者:编译:王爱玲 来源:农科智库 点击:
     据估计,全球每年因线虫造成的农作物损失约达1300亿美元。而化学杀虫剂在防治线虫的同时,也会不加区别地伤害其他昆虫。日前,英国萨塞克斯大学的数学家与乌克兰国家科学院的生物学家合作开发了一种非化学方法,可以精确地杀死特定线虫,而不伤害其他昆虫、鸟类或哺乳动物。
    土壤中自然存在着一些细菌可以保护植物免受有害线虫的侵害,但在此之前还没有一种有效的方法可以利用这些细菌来大规模保护作物。研究小组利用“RNA干扰”(RNAi)技术精确靶向了一种危害小麦的线虫。研究小组开发了一种方法,通过使用从土壤细菌中提取的生物刺激剂来“沉默”有害线虫的基因,同时还“关闭”了受线虫影响的植物自身的基因,使寄生虫更难伤害到作物。生物刺激剂是天然存在的非化学物质,只影响特定的线虫和植物基因,而不会损害其他种类的昆虫。
生物刺激剂可通过将种子或根浸泡在含有生物刺激剂的溶液中或通过将溶液添加到植物生长的土壤中来施用。当生物刺激剂应用于小麦时,就会触发基因沉默过程。
    将植物的种子浸泡在生物刺激剂溶液中,植物就变成了“特洛伊木马”,将植物内部产生的特定化合物传递给线虫,然后杀死线虫。研究小组的实验表明,使用生物刺激剂生产的植物产量更高,抗虫性也更强。在生物刺激剂溶液中浸泡过的植物种子,可以使植物存活的几率提高57%-92%,同时线虫感染水平降低73%-83%。生物刺激剂有效地起到了抗线虫感染的“接种”作用。它是通过调动植物的内部机制来产生保护植物免受线虫侵害的化合物,同时导致线虫死亡,从而起效的。
研究人员通过数学建模,了解了生物刺激剂是如何被小麦植株吸收的,也知道了传递它们的最佳方法。此外还研究了RNAi是如何在植物和线虫体内形成的,植物如何能够关闭线虫寄生过程中涉及的特定基因,从而阻止感染,以及植物的部分RNAi在被线虫摄入后如何通过沉默其一些必需基因而导致死亡。
    这些见解与开发土壤细菌新菌株和提取其代谢物的实验工作以及最先进的分子遗传学分析相结合,得以开发新一代环境安全的小麦线虫控制工具。这一突破性成果发表在《植物科学前沿》杂志上。
(来源:ScienceDaily  北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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