Plantparasitaire nematoden zijn kleine organismen die in de bodem leven en schade aan gewassen veroorzaken door zich te voeden met hun wortels. Momenteel elimineren boeren nematoden door pesticiden op hun gewassen toe te passen. Omdat deze chemicaliën alleen op het grondoppervlak mogen zitten, moeten ze in grote hoeveelheden worden aangebracht, vaak met grote hoeveelheden water om ze naar de wortels te spoelen. Dit betekent dat boeren veel geld moeten uitgeven aan pesticiden, dat er veel water moet worden gebruikt en dat er veel giftige chemicaliën in het milieu terechtkomen.
Nu hebben wetenschappers met behulp van een gemodificeerd plantenvirus een groenere en effectievere manier ontwikkeld om nematoden te elimineren.
Op zoek naar een minder verkwistend, milieuvriendelijker alternatief, wendden professor Nicole Steinmetz van de Universiteit van Californië, San Diego, en haar collega's zich tot het Tobacco Green Mozaïek Virus. In tegenstelling tot pesticiden verspreidt het Tobacco Green Mozaïek Virus zich van nature goed door de bodem.
Ingenieurs hebben nanodeeltjes ontwikkeld, gemaakt van plantenvirussen, die pesticidemoleculen diep in de bodem kunnen brengen die voorheen onbereikbaar waren. Deze ontwikkeling heeft het potentieel om boeren te helpen parasitaire nematoden die de wortels van gewassen teisteren effectief te bestrijden, terwijl de kosten, het gebruik van pesticiden en de toxiciteit voor het milieu worden geminimaliseerd.
De wetenschappers verwijderen eerst het RNA van het virus, waardoor het niet-besmettelijk is voor planten. Nanodeeltjes van het gemodificeerde virus werden vervolgens gemengd in een oplossing die het pesticide ivermectine bevatte. Het insecticide is ingekapseld in nanodeeltjes via een eenvoudig proces van "thermische vormverandering" waarbij het mengsel wordt verwarmd.
In laboratoriumtests drongen de met pesticiden beladen nanodeeltjes met succes 10 centimeter (3,9 inch) grond binnen. Toen deze deeltjes uit bodemmonsters werden gehaald en aan petrischalen gevuld met nematoden werden toegevoegd, vernietigde het pesticide dat ze vervoerden minstens de helft van de nematodenpopulatie.
Deze one-shot-synthesemethode heeft verschillende voordelen. Ten eerste is het goedkoop, vereist het slechts een paar stappen en is het zuiveringsproces eenvoudig. Deze methode is schaalbaarder en maakt de weg vrij voor boeren om goedkopere producten te verkrijgen. Ten tweede kapselt deze methode het pesticide simpelweg in in nanodeeltjes in plaats van het chemisch aan het oppervlak te binden, waardoor de oorspronkelijke chemische structuur van het pesticide behouden blijft.
Het plan is nu om de nanodeeltjes te testen op daadwerkelijke gewassen die besmet zijn met nematoden. "Deze technologie heeft het potentieel om veldbehandelingen te verbeteren zonder het gebruik van pesticiden te verhogen," zei Steinmetz.
Een artikel over het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift NanoLetters.