Thuốc trừ sâu hữu cơ từ tinh dầu hoa hồng

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng tinh dầu hoa hồng kích hoạt các gen bảo vệ cà chua và thu hút những kẻ săn mồi ăn cỏ để bảo vệ cây trồng.

Sau khi bị thương, thực vật giải phóng terpenoid để tăng cường khả năng phòng vệ. Các nhà nghiên cứu nghiên cứu về tinh dầu giàu terpenoid (EO) đã phát hiện ra rằng hoa hồng EO (REO) có thể kích thích các gen bảo vệ ở lá cà chua.

Hơn nữa, REO thu hút các loài động vật ăn cỏ bảo vệ cây trồng khỏi loài bướm đêm Spodoptera litura và Tetranychus urticae, một loại sâu bọ gây hại. Điều này cho thấy rằng việc áp dụng REO có thể là một cách tiếp cận bền vững để quản lý dịch hại trong canh tác hữu cơ.

Một chức năng mới của tinh dầu hoa hồng vừa được khám phá - thuốc trừ sâu hữu cơ.

Một chức năng mới của tinh dầu hoa hồng vừa được khám phá - thuốc trừ sâu hữu cơ.

Tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật (EO) được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như chất tẩy rửa, mỹ phẩm, dược lý và phụ gia thực phẩm. Hơn nữa, EO có đặc điểm an toàn đặc biệt và nhiều hoạt tính sinh học của chúng mang lại lợi ích to lớn cho sức khỏe con người. Ngoài những lợi ích này, EO còn được phát hiện là có tác dụng chống côn trùng bất hợp pháp bằng cách gây ra tác dụng gây độc thần kinh.

Terpenoid có nhiều trong EO thực vật và đã thu hút được sự chú ý rộng rãi vì chúng có thể điều chỉnh các phản ứng bảo vệ thực vật bằng cách điều chỉnh sự biểu hiện của các gen bảo vệ.

Ví dụ, cây đậu nành và cây komatsuna, khi được trồng gần cây bạc hà, sẽ có sự cải thiện đáng kể về đặc tính phòng vệ và trở nên kháng lại động vật ăn cỏ.

Hiện tượng này xảy ra thông qua một quá trình được gọi là "nghe lén", trong đó các hợp chất dễ bay hơi được giải phóng khỏi cây bạc hà.

Những hợp chất dễ bay hơi này kích hoạt việc kích hoạt các gen phòng vệ, bảo vệ chống lại các mối đe dọa tiềm tàng từ động vật ăn cỏ.

Ngày nay, sử dụng thuốc trừ sâu hóa học là phương pháp được lựa chọn để bảo vệ cây trồng, nhưng những thiệt hại mà chúng gây ra cho môi trường và hệ sinh thái, cùng với nhu cầu tăng năng suất lương thực, đặt ra yêu cầu phải có các giải pháp thay thế an toàn hơn.

Vì vậy, nhu cầu cấp thiết là phải nghiên cứu các chất có khả năng bảo vệ thực vật. Về vấn đề này, sự sẵn có của EO khiến chúng trở thành ứng cử viên hấp dẫn làm chất kích hoạt bảo vệ thực vật thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, vẫn còn thiếu các ví dụ đã được chứng minh đầy đủ để đáp ứng nhu cầu.

Để giải quyết vấn đề này, một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Gen-ichiro Arimura từ Khoa Khoa học và Công nghệ Sinh học tại Đại học Khoa học Tokyo (TUS) dẫn đầu đã đánh giá hiệu quả của 11 EO trong việc kích hoạt phản ứng phòng vệ của cà chua.

Phát hiện của nhóm đã được công bố trên Tạp chí Hóa học Nông nghiệp và Thực phẩm. Nhóm nghiên cứu đã mô tả tác động của EO giàu terpenoid đối với cây cà chua.

Họ đã áp dụng dung dịch pha loãng ethanol của 11 loại EO khác nhau vào đất trồng cà chua trong chậu, thực hiện phân tích phân tử để nghiên cứu biểu hiện gen bên trong mô lá và quan sát thấy rằng EO hoa hồng (REO) đã làm tăng mức độ phiên mã của PIR1 và PIN2, các gen liên quan. trong việc bảo vệ thực vật.

Tinh dầu hoa hồng làm tăng khả năng chống chịu sâu bệnh của cây cà chua.

Tinh dầu hoa hồng làm tăng khả năng chống chịu sâu bệnh của cây cà chua.

Ngoài ra, cây cà chua được xử lý bằng REO cho thấy giảm tổn thương lá do ấu trùng Spodoptera litura (một loài bướm đêm) và Tetranychus urticae (một loại sâu bọ gây ra). Hơn nữa, để khám phá khả năng ứng dụng rộng rãi hơn, các nhà nghiên cứu đã tiến hành một thí nghiệm thực địa để đo hoạt động REO trong điều kiện thực địa.

Họ quan sát thấy thiệt hại do sâu bệnh cà chua gây ra giảm 45,5% so với giải pháp đối chứng. Các nhà nghiên cứu tin rằng REO có thể đóng vai trò là giải pháp thay thế khả thi cho thuốc trừ sâu trong mùa đông và mùa xuân khi sự xâm nhập của sâu bệnh ít nghiêm trọng hơn và có khả năng giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu gần 50% trong mùa hè.

Giải thích về kết quả nghiên cứu, Giáo sư Arimura cho biết: "REO rất giàu β-citronellol, một loại thuốc chống côn trùng được công nhận, giúp tăng cường hiệu quả của REO. Nhờ đó, thiệt hại do ấu trùng sâu bướm và ve gây ra đã được giảm thiểu đáng kể, khẳng định REO là một giải pháp hiệu quả." Các phát hiện cũng cho thấy nồng độ REO thấp không đẩy lùi T. urticae nhưng thu hút Phytoseiulus persimilis, một loài săn mồi của những con nhện này, do đó thể hiện chức năng kép của REO."

Nhìn chung, nghiên cứu nhấn mạnh vai trò của EO giàu β-citronellol trong việc kích hoạt các gen phòng vệ ở lá cà chua. Ngoài ra, nó cung cấp bằng chứng cho thấy REO là một chất kích thích sinh học hiệu quả để tăng cường khả năng phòng vệ thực vật chống lại sâu bệnh, điều này cũng an toàn vì nó không dẫn đến độc tính tế bào hoặc để lại bất kỳ dư lượng độc hại nào. Giáo sư Arimura kết luận: "Nghiên cứu của chúng tôi đề xuất một cách tiếp cận thực tế để thúc đẩy sản xuất cà chua hữu cơ nhằm khuyến khích các hoạt động bền vững và thân thiện với môi trường. Nghiên cứu này có thể mở ra cánh cửa cho các hệ thống canh tác hữu cơ mới. Bình minh của thuốc trừ sâu tự nhiên và thân thiện với môi trường đang đến với chúng ta".