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基于RNAi的藥物是合成殺蟲劑的高效替代品。RNA干擾(RNA interference, RNAi)是由RNA分子引發的特異性阻礙靶標基因表達的自然生物過程,普遍存在于生物體中(植物、真菌和動物,包括人類)。基于RNAi的產品對有害生物或病原體具有高度特異性,不會誤傷非靶標生物,對環境和人類安全;同時,該類產品無轉基因風險,不會改變生物體的結構;此外,該類藥物開發時間短,成本低廉,可采用噴霧、注射、浸種或根淋等多種方式施用,使用方便。因此,基于RNAi的殺蟲劑也符合《歐洲綠色協議》的宗旨,即減少農藥、化肥和抗菌劑的使用,減緩生物多樣性減少,確保持續的作物保護。
通過基因工程產生所需的RNAi,可以實現對植物更持久的保護。如今,給植物“接種疫苗”已成為現實。2017年孟山都公司注冊的抗蟲玉米SmartStax? PRO玉米能夠防治“十億美元害蟲”——玉米根蟲。加拿大奧卡納根(Okanagan Specialty Fruits)特色水果公司采用基因沉默技術能阻止蘋果中蛋白質的產生,該蛋白質會導致蘋果切開后變成棕色。辛普洛特公司(Simplot Company)也使用同樣的技術減少切開或碰傷土豆的褐變。這些基于RNAi的技術,就好像是給植物接種了防蟲和防止褐變的疫苗,植物從此擁有免疫能力,從而實現了更持久的保護。
RNAi殺蟲劑具有特異性且由于沒有引入外源DNA,無轉基因風險。與任何殺蟲劑一樣,RNAi殺蟲劑在投入前都要經過廣泛的安全測試。尤其是那些涉及改變植物DNA以產生所需RNAi的基因,最終可能進入人類或動物的消化道。RNAi技術已用于COVID-19疫苗的開發,該平臺也可以用于生產農用RNA分子。但是基于RNAi的害蟲防治對于公眾來說仍然是一個新事物。新技術將不斷克服RNAi面臨的挑戰,包括高效安全且成本低廉的RNAi新產品的不斷開發,這些都有利于將研究成果轉化為產品投入市場。
此外,研究還發現有益真菌可成為殺線蟲劑的高效替代品。據加利福尼亞州農藥使用報告統計,在過去的30年里,用于保護甘藍類蔬菜(如西藍花、孢子甘藍)的免受線蟲危害的熏蒸劑和殺蟲劑的使用量急劇減少,到2014年基本沒有施用,而西蘭花的產量卻在持續增長。2016年的田間樣品調查顯示線蟲數量有所減少,表明農田中存在天然的線蟲控制過程。研究發現多種不同真菌可能具有殺線蟲作用,其中最為豐富的種屬是Hyalorbilia。該研究表明真菌可作為線蟲的生物防治劑,同時為農藥使用量的急劇減少但產量增加作出了合理的解釋。
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