Los investigadores han revelado que los pesticidas comerciales se pueden aplicar a los cultivos en el Cucurbitáceas familia para disminuir su acumulación de contaminantes hidrófobos, mejorando así la seguridad de los cultivos. El grupo de investigación estuvo formado por Fujita Kentaro (estudiante de doctorado de primer año) de la Escuela de Graduados en Ciencias Agrícolas de la Universidad de Kobe, El investigador académico Yoshihara Ryouhei (ahora profesor asistente en la Universidad de Saitama) y el profesor asociado Inui Hideyuki del Centro de Investigación de Bioseñales de la Universidad de Kobe, Investigador científico principal Kondoh Yasumitsu, Personal técnico Honda Kaori y el director del grupo Osada Hiroyuki de RIKEN, y el investigador principal Haga Yuki y el científico principal Matsumura Chisato del Instituto de Ciencias Ambientales de la Prefectura de Hyogo.

El equipo desarrolló dos enfoques para controlar las funciones de las proteínas vegetales relacionadas con el transporte de contaminantes hidrófobos. Estos hallazgos conducirán a que estas nuevas funciones de los plaguicidas se utilicen en la agricultura, permitiendo producir cultivos más seguros. Estos resultados se publicaron en línea en la revista científica internacional Ciencia del Medio Ambiente Total el 23 de junio y en Contaminación ambiental el 18 de julio.

Puntos principales

• Cultivos en el Cucurbitáceas La familia puede acumular contaminantes hidrófobos (como las dioxinas) en sus frutos del suelo contaminado. Las principales proteínas similares al látex (MLP) desempeñan un papel clave en el transporte de contaminantes hidrófobos a sus frutos.
• Enfoque 1 :El tratamiento con un pesticida que suprime la expresión del gen MLP disminuye las concentraciones de contaminantes hidrófobos en la savia del xilema.
• Enfoque 2 :El tratamiento con un pesticida que se une a las MLP inhibe la unión de las proteínas a los contaminantes hidrófobos. Por lo tanto, se redujeron las concentraciones de contaminantes hidrófobos en la savia del xilema que se transportaban a través de MLP.
• Se demostró que los plaguicidas pueden proporcionar una solución simple y de bajo costo para la producción de cultivos más seguros.
• Este estudio reveló, por primera vez en el mundo, una nueva forma en que los plaguicidas se pueden utilizar en la agricultura, que es diferente de los métodos actuales.

Los contaminantes hidrofóbicos incluyen dioxinas, el insecticida dieldrín, y disruptores endocrinos. Estos contaminantes son altamente tóxicos, y su fabricación y uso están ahora prohibidos. Sin embargo, estas sustancias se utilizaron en grandes cantidades hasta que fueron prohibidas, causando una contaminación ambiental generalizada que también afecta a las tierras agrícolas.

los Cucurbitáceas familia incluye cultivos como pepinos y calabazas. Los miembros de esta familia se diferencian de otras especies vegetales en que acumulan altas concentraciones de contaminantes hidrófobos en sus frutos. El profesor asociado Inui et al. descubrió previamente que las principales proteínas similares al látex (MLP) en el Cucurbitáceas La familia juega un papel clave en esta acumulación. Los MLP se unen a los contaminantes hidrófobos absorbidos del suelo por las raíces de la planta. los Cucurbitáceas Luego, la familia acumula contaminantes hidrófobos en las hojas y frutos a través de la savia de los tallos (Figura 1). Como consecuencia, Los MLP son un factor importante que causa la contaminación de los cultivos en el Cucurbitáceas familia.

Cuando se comprueba que los cultivos han acumulado contaminantes hidrófobos por encima del límite residual, todos los cultivos cultivados en la misma tierra no se pueden vender, resultando en grandes pérdidas económicas para el productor. Por esta razón, Se han realizado muchas investigaciones sobre las formas de eliminar los contaminantes hidrofóbicos del suelo agrícola, sin embargo, todavía no se ha encontrado un método eficaz y rentable. Por lo tanto, Existe una necesidad urgente de desarrollar tecnología para el cultivo de cultivos más seguros en tierras cultivables contaminadas por contaminantes hidrófobos.

Este estudio se centró en los pesticidas que se ha confirmado que son seguros. Los investigadores probaron dos enfoques diseñados para suprimir la acumulación de contaminantes hidrófobos a través de MLP:utilizando un "pesticida que suprime la expresión del gen MLP" y un "pesticida que se une a MLP". Su objetivo era producir cultivos de cucurbitáceas más seguros.

Enfoque 1 (publicado en Ciencia del Medio Ambiente Total )

La aplicación de un pesticida que suprime la expresión del gen MLP reduce la concentración de MLP en las raíces y la savia del xilema. Esto sugirió que también se reducirían las concentraciones de contaminantes hidrófobos acumulados en los frutos a través de MLP.

Primero, Se llevaron a cabo experimentos para seleccionar un plaguicida que pudiera suprimir la expresión del gen MLP de cinco tipos de plaguicida utilizados en el Cucurbitáceas familia (los insecticidas Guardbait, Starkle, y diazinón y los fungicidas Benlate y Daconil). Se eligió Daconil porque el tratamiento mostró que su ingrediente activo podría reducir la expresión del gen MLP. Próximo, Se confirmó que las concentraciones de MLP en las raíces y la savia del xilema de calabacín cultivado en suelo contaminado con contaminantes hidrófobos se redujeron con el tratamiento Daconil. Es más, las concentraciones de contaminantes hidrófobos en la savia del xilema disminuyeron en un 52%.

Enfoque 2 (publicado en Contaminación ambiental )

La aplicación de plaguicidas que se unen a MLP inhibe la unión de MLP a contaminantes hidrófobos en las raíces. En otras palabras, se reduce la cantidad de MLP que se une a los contaminantes. Se planteó la hipótesis de que este enfoque disminuiría las concentraciones de contaminantes hidrófobos acumulados en las frutas a través de MLP.

En primer lugar, matrices químicas con aproximadamente 22, Se utilizaron 000 compuestos de RIKEN NPDepo para identificar compuestos que se unían a MLP. El insecticida Colt que se puede aplicar a cultivos en el Cucurbitáceas La familia se seleccionó de plaguicidas comerciales con estructuras similares a los compuestos que se unen a MLP. Cuando el ingrediente activo de Colt reaccionó tanto con MLP como con contaminantes hidrofóbicos, la concentración de MLP unidas a estos contaminantes disminuyó en un 78%. Además, las concentraciones de estos contaminantes en la savia del xilema se redujeron en un 15% después del tratamiento con Colt.

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