最新的研究揭露RNAi類農藥殘留在土壤內之降解機制
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2019-04-02
農藥因具有預防、毀滅、驅逐害蟲(pest，泛指真菌、細菌、病毒與節肢動物等與人競爭作物利用之生物)等生化或物理功能，故農藥在病蟲害防治與糧食安全上扮演重要的角色。由於多數農藥對病毒、細菌、真菌、昆蟲等生物會造成危害，因此在農產品上架前須經一定程度的農藥殘留抽檢，以排除農藥殘留超標之蔬果，確保消費者購買到檢測合格的商品。除農藥引發的食安問題外，農藥施用不當也可能殘留於農田及周邊環境，殺死非目標生物；或經生物放大作用將農藥殘留經食物鏈的方式傳遞到高級消費者體內，導致生態系受破壞。
由於農藥在環境，尤其是在土壤中的殘留會對生物產生一定程度的影響，因此了解農藥殘留最終的去處，將是防止農藥危害、加強農藥管理與增進農產品安全上所必要的一環。美國聖路易斯華盛頓大學(Washington University in St. Louis)與瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zürich)的聯合研究團隊經研究發現RNAi (RNA interference，RNA干擾)類農藥在土壤中可能的分解機制。RNAi是由長度約莫20-25bp的小片段RNA，該RNA可透過互補結合的方式與害蟲體內的目標基因結合形成雙股結構，藉此破壞轉譯作用的進行，進而導致目標蛋白無法生合成，最終使害蟲死亡，RNA干擾技術最早應用在基因表現相關的研究，最終被用於農業作物的病蟲害防治方面。為釐清RNAi類農藥在土壤中降解模式與評估其對生態造成的危害，聯合研究團隊追蹤RNAi類農藥殘留與進行降解過程的研究。【延伸閱讀】麻省理工學院化學工程師開發便宜的肥料生產技術
研究首先以放射性同位素磷32 (phosphorus-32)將RNAi農藥進行追蹤標記，以便觀察各個研究情境下，農藥在土壤中的位置、降解情形並以予量化評估，研究發現土壤中的RNAi農藥可透過土壤中的酵素分解成小片段RNA，一部分小片段RNA會再被土壤微生物所利用，而一部分則持續留在土壤中。然而在某些土壤環境中，RNAi農藥會附著在土壤顆粒上形成吸附作用，在土壤吸附作用的影響下，由於RNAi分子某種程度上受到土壤顆粒的保護，因此吸附在顆粒上的RNAi分子將很難被酵素或微生物所降解。研究發現吸附現象多發生在粒徑較小、表面積較大的土壤顆粒上，這樣的發現對於農藥殘留管理與農藥在土壤中的降解模式有了初步的認知，研究團隊希望能藉此研究結果逐步建構出一套RNAi農藥對生態風險危害評估的量化標準。
該研究由歐盟Horizon 2020、美國農業部與蘇黎世聯邦理工學院提供經費協助，該研究成果已發表在<Environmental Science & Technology>。
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