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前沿研究:细菌或将成为农药的天然无毒替代品

2019-03-06 16:17:31来源:世界农化网作者:世界农化网编辑:xwbj3
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  人工合成的化学农药与现代生活紧密相关,它不仅可以保护作物、提高农民产量,还可用于家庭防虫,以及清除电线和高速公路上的杂草。合成农药也有缺点,例如其毒性可能会威胁到一些生态系统,举例来说,全球蜂群数量的骤减至少在一定程度上归咎于特定种类农药的使用,这就是为什么一些科学家正测试不同种类的农药。目前,卡迪夫大学的研究人员正在研究使用活性农药(能保护作物免受疾病侵害的细菌)替代有毒化学农药的可能性。

  利用细菌或细菌衍生物作为生物农药并不是什么新鲜事。早在20世纪90年代,业界就试验过伯克霍尔德菌(Burkholderia ambifaria),该菌能产生一种或多种抗生素,对诸多植物病原性真菌具有抑制作用。多数情况下,这些抗生素对疾病防治具有重要作用,将其应用于生物防控可有效替代可能对人体或环境造成危害的化学农药。然而,这种细菌会导致囊性纤维化(CF)患者罹患肺部感染,因此退出了生物农药市场。

  由Eshwar Mahenthiralingam率领的卡迪夫大学研究人员希望利用伯克霍尔德菌的生物农药特性,同时消除其可能对特定人群健康造成的不利影响。多年来,他们致力于研究伯克霍尔德菌与植物的相互作用,以了解该菌保护植物的防病机制。

  研究人员对该菌的基因组进行了测序,识别出伯克霍尔德菌的抗生素生成基因Cepacin。后续试验表明,该基因能防止立枯病 - 一种经由土壤传播、侵害种子及幼苗的真菌病害。

  Mahenthiralingam教授称,该细菌会将自身基因组DNA分裂成3个片段(复制子)。研究人员通过去除3个复制子中最小的一个,创造出一种具有生物农药特性的突变菌株。小鼠试验表明,该突变菌株不会留在肺部受感染的动物体内,表明未来类似菌株可在不引起健康问题的基础上实现作物保护。

  “自然条件下与植物协同进化的伯克霍尔德菌等有益细菌,将在未来农业可持续发展中发挥重要作用。我们必须了解风险,减轻风险,寻求兼顾所有人的一个平衡点。” Mahenthiralingam教授说。

  “通过我们的工作,我们希望使伯克霍尔德菌成为一种切实有效的生物农药,最终目标是使农业及粮食生产更安全、更可持续以及无毒。”

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