Наночастицы из вирусов растений помогут в борьбе с вредителями

Наночастицы, изготовленные из вирусов растений, могут стать новым союзником аграриев в борьбе с вредителями. Ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали наночастицы, созданные из вирусов растений, которые могут доставлять молекулы пестицидов в почву. Это может помочь эффективно бороться с паразитическими нематодами, поражающими корневые зоны сельскохозяйственных культур при минимизации затрат, использования пестицидов и токсичности для окружающей среды.

Борьба с инвазиями, вызываемыми повреждающими корни нематодами, долгое время была проблемой в сельском хозяйстве. Одна из причин заключается в том, что типы пестицидов, используемых против нематод, имеют тенденцию оседать в верхних слоях почвы, затрудняя доступ к корневому уровню, где находятся нематоды. В результате аграрии прибегают к применению чрезмерных дозировок пестицидов, а также воды для смывания пестицидов в корневую зону, что может привести к загрязнению почвы и грунтовых вод.

Чтобы найти более устойчивое и эффективное решение, команда, возглавляемая Николь Штайнмец, профессором наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего создала наночастицы из вирусов растений, которые могут транспортировать молекулы пестицидов глубоко в почву, именно туда, где они необходимы. Работа подробно описана в статье, опубликованной в Nano Letters. Ученые черпали вдохновение в наномедицине, где наночастицы создаются для адресной доставки лекарств, и адаптировали эту концепцию к сельскому хозяйству.

Исходным материалом для разработки стал вирус зеленой мозаики табака, который обладает способностью легко перемещаться по почве. Исследователи модифицировали вирусные наночастицы, сделав их неинфекционными для сельскохозяйственных культур, удалив их РНК. Затем они смешали их с растворами пестицидов и нагрели, создавая сферические вирусоподобные наночастицы, наполненные пестицидами, путем простого синтеза в одной емкости.

Исследователи провели эксперименты в лаборатории, чтобы продемонстрировать эффективность своих наночастиц. Они успешно транспортировали пестициды на глубину не менее 10 сантиметров. Растворы были собраны со дна почвенных колонок и, как было обнаружено, содержали наночастицы и упакованные в них пестициды. Когда исследователи обрабатывали нематод этими растворами, они уничтожили по меньшей мере половину популяции в чашке Петри.

Будущие исследования будут включать тестирование наночастиц на реальных зараженных растениях, чтобы оценить их эффективность в реальных сельскохозяйственных сценариях. Также разработан план отраслевого партнерства, направленный на превращение наночастиц в коммерческий продукт.