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科技日报---农业的未来:化学家发现有机农业的安全农药

(2024-06-03 10:12:41)
标签:

科技日报

安全农药

植物精油

分类: 翻译
题记:在自然界中本来就存在相生相克的机制,只是人类尚未发现而已。植物精油(如玫瑰精油)就能解决作物的虫害问题,虽然其生产成本高,不易推广和普及,但毕竟已经有了一个对有机农业利好的消息。相信未来的科技水平会不断进步,进而降低生产成本并得到广泛的应用。最终能避免化学农药带来的环境及人类健康的危害!

The Future of Farming – Chemists Discover Safe Pesticide for Organic Agriculture
农业的未来——化学家发现有机农业的安全农药
科技日报---农业的未来:化学家发现有机农业的安全农药
新的研究强调了玫瑰精油(REO)作为化学杀虫剂的天然有效替代品在保护番茄植物免受害虫侵害方面的潜力。玫瑰精油(REO)展示了双重效益,在没有有害副作用的情况下减少了害虫危害并促进了捕食者的吸引力,为有机农业实践提供了可持续的解决方案。

研究人员发现,玫瑰精油可以刺激番茄的防御基因,吸引食草动物的捕食者,从而保护植物。

植物衍生精油(EOs)在各种行业中都有应用,如洗涤剂、化妆品、药理学和食品添加剂。此外,EOs具有特殊的安全性,其众多的生物活性极大地有益于人类健康。除了这些好处之外,EOs还被发现通过诱导神经毒性作用引发驱虫反应。

萜类化合物在植物精油(Eos)中含量丰富,因其可以通过调节防御基因的表达来调节植物的防御反应而受到广泛关注。例如,大豆和小松属植物在薄荷附近生长时,防御性能显著提高,对食草动物具有抵抗力。这种现象通过一种被称为“窃听”的过程发生,其中挥发性化合物从薄荷植物中释放出来。这些挥发性化合物会触发防御基因的激活,防止潜在的食草动物之威胁。

寻求化学农药的替代品
如今,施用化学农药是作物保护的首选方法,但它们对环境和生态系统造成的破坏,以及提高粮食生产力的必要性,都强调了对更安全替代品的需求。因此,迫切需要对植物防御增效剂进行研究。在这方面,植物精油EOs的可用性使其成为环境友好型植物防御激活剂的有吸引力的候选者。然而,缺乏足够的已证实的例子来满足需求。

为了解决这一问题,由东京科学大学生物科学与技术系的Arimura教授领导的一个研究小组评估了11种植物精油EOs在激活番茄防御反应方面的功效。Arimura教授说:“用作各种用途香料的EOs含有气味成分,这些成分可能与挥发性化合物一样具有增强害虫抗性的能力。我们旨在研究这些EOs对植物害虫抗性的影响。”该团队的研究结果最近发表在《农业与食品化学杂志》上。
科技日报---农业的未来:化学家发现有机农业的安全农药
TUS的研究人员发现,玫瑰精油(REO)可以激活番茄害虫防御基因,吸引食草动物的捕食者。因此,REO可以作为一种环保型农药应用于有机农业。资料来源:日本东京科学大学Arimura一郎

研究小组介绍了富含萜类化合物的EOs对番茄植株的影响。他们将11种不同EO的乙醇稀释溶液应用于盆栽番茄植物的土壤中,进行分子分析以研究叶组织内的基因表达,并观察到玫瑰EO(REO)增加了参与植物防御的基因PIR1和PIN2的转录水平。此外,用玫瑰精油REO处理的番茄植株表现出减少了由斜纹夜蛾(一种蛾类)幼虫和二斑叶螨(一种螨类害虫)引起的叶片损伤。

此外,为了探索更广泛应用的可能性,研究人员进行了一项实地实验,以测量实地条件下的玫瑰精油REO活性。他们观察到,与对照溶液相比,番茄害虫的危害减少了45.5%。研究人员认为,在虫害不那么严重的冬季和春季,玫瑰精油REO可以作为杀虫剂的可行替代品,并有可能在夏季将杀虫剂的使用量减少近50%。

玫瑰精油的双重功效
Arimura教授在解释研究结果时说:“REO富含β-香茅醇,这是一种公认的驱虫剂,可以增强玫瑰精油REO的功效。正因为如此,蛾幼虫和螨虫造成的损害大大减少,证实了玫瑰精油REO是一种有效的生物刺激剂。研究结果还表明,低浓度的玫瑰精油REO并不能击退荨麻疹,但会吸引这些蜘蛛螨的捕食者Phytoseiulus persimilis,从而表现出REO的双重功能。”

总的来说,这项研究强调了富含β-香茅醇的EO在激活番茄叶片防御基因中的作用。此外,它还提供了证据,证明玫瑰精油REO是一种有效的生物刺激剂,可以增强植物对害虫的防御,这也是安全的,因为它不会导致植物毒性或留下任何有毒残留物。Arimura教授总结道:“我们的研究提出了一种促进有机番茄生产的实用方法,鼓励环保和可持续的做法。这项研究可能会为新的有机农业系统打开大门。强效环保和天然杀虫剂的黎明即将到来。”

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