Công nghệ tí hon bảo vệ loài ong khỏi thuốc diệt côn trùng

Một phiên bản đầu tiên của công nghệ — đã khử độc một nhóm thuốc diệt côn trùng được sử dụng rộng rãi gọi là organophosphates — Công bố nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Food: "Các vi hạt enzyme lấy cảm hứng từ phấn hoa để giảm độc tính của organophosphate trong các bộ phận thụ phấn".

Phương pháp phân phối thuốc giải độc hiện đã được điều chỉnh để bảo vệ ong hiệu quả khỏi tất cả các loại thuốc trừ sâu và đã truyền cảm hứng cho một công ty mới, Beemmunity, có trụ sở tại bang New York.

Theo bài báo, các nghiên cứu cho thấy rằng, sáp và phấn hoa trong 98% tổ ong tại Mỹ bị nhiễm trung bình sáu loại thuốc trừ sâu, điều này cũng làm giảm khả năng miễn dịch của ong đối với bọ ve và mầm bệnh tàn phá. Đồng thời, các loài thụ phấn cung cấp các dịch vụ quan trọng bằng cách giúp bón phân cho cây trồng dẫn đến sản xuất một phần ba lượng thực phẩm mà chúng ta tiêu thụ.

James Webb, đồng tác giả của chương trình và là Giám đốc điều hành của Beemmunity cho biết: “Chúng tôi có một giải pháp theo đó những người nuôi ong có thể cho ong của họ ăn các sản phẩm vi hạt của chúng tôi trong penies phấn hoa hoặc trong xi-rô đường”.

Tác giả đầu tiên Jing Chen là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ trong phòng thí nghiệm, tác giả chính  Minglin Ma, phó giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Sinh học và Môi trường thuộc Trường Cao đẳng Nông nghiệp và Khoa học Đời sống (CALS). Scott McArt, trợ lý giáo sư côn trùng học tại CALS, cũng là đồng tác giả. Bài báo tập trung vào các chất diệt côn trùng gốc organophosphate, chiếm khoảng một phần ba số thuốc diệt côn trùng trên thị trường.

McArt cho biết: “Một phân tích tổng hợp gần đây trên toàn thế giới về các nghiên cứu dư lượng thuốc trừ sâu trong tổ ong cho thấy rằng, theo các mô hình sử dụng hiện tại, 5 loại thuốc trừ sâu gây ra rủi ro đáng kể cho loài ong, hai trong số đó là organophosphates”.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một vi hạt phấn hoa có kích thước đồng đều chứa đầy các enzym giải độc thuốc trừ sâu organophosphat trước khi chúng bị hấp thụ và gây hại cho loài ong. Vỏ bảo vệ của hạt cho phép các enzym di chuyển qua bộ phận của ong (dạ dày), nơi có tính axit và phá vỡ các enzym.

Có thể trộn các vi hạt với phấn hoa hoặc nước đường, sau khi ăn vào, bảo vệ các enzym an toàn có tính axit trung bình, nơi diễn ra quá trình tiêu hóa, hấp thụ chất độc và chất dinh dưỡng. Tại đó, các enzym có thể hoạt động để phá vỡ và giải độc các organophosphat.

Sau một loạt các thí nghiệm trong ống nghiệm, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hệ thống này trên những con ong sống trong phòng thí nghiệm. Họ cho ong ăn malathion, một loại thuốc trừ sâu hữu cơ, trong phấn hoa bị ô nhiễm và cũng cho chúng ăn các vi hạt bằng enzyme. Đồng thời cho một nhóm đối chứng ăn phấn hoa độc hại, không có các vi hạt chứa đầy enzyme. Các con ong được cho ăn các vi hạt với liều lượng enzym cao có tỷ lệ 100% sống sót sau khi tiếp xúc với malathion.

Trong khi đó, những con ong không được bảo vệ sẽ chết trong vài ngày. Beemmunity đưa khái niệm này lên một bước xa hơn, trong đó thay vì lấp đầy các vi hạt bằng các enzym phân hủy thuốc trừ sâu, mà làm vỏ của các hạt bằng protein côn trùng và chứa đầy một loại dầu hấp thụ đặc biệt, tạo ra một loại bọt biển siêu nhỏ.  

Sử dụng rộng rãi nhiều loại thuốc diệt côn trùng, bao gồm cả neonicotinoids, được thiết kế để nhắm mục tiêu vào các protein của côn trùng, do đó, vỏ vi hạt hút thuốc trừ sâu vào nơi nó bị cô lập trơ trong vỏ.

Cuối cùng, các con ong chỉ đơn giản là đào thải chất độc cô lập này. Vào mùa hè này công ty tiến hành thử nghiệm trên 240 tổ ong tại New Jersey và có kế hoạch ra mắt công khai các sản phẩm đầu tiên của mình từ tháng 2 năm 2022.

Các sản phẩm bao gồm bọt biển vi hạt dưới dạng đường khô có thể được thêm vào phấn hoa hoặc nước đường và thức ăn cho ong đang trong quá trình phát triển. Ma cho biết: “Đây là một giải pháp chi phí thấp, có thể mở rộng mà chúng tôi hy vọng sẽ là bước đầu tiên để giải quyết vấn đề độc tính của thuốc trừ sâu và góp phần quản lý bảo vệ các loài thụ phấn.  

Tài liệu tham khảo

Kiểm tra dư lượng thuốc bảo vệ thực vật

Thanh Bình dịch

Nguồn: Lab Manager – Hoa Kỳ