美國西維吉尼亞大學研究人員開發有害生物防治的創新方法

西維吉尼亞大學的研究人員正在採取一種創新的方法來發展可更永續、更經濟的有害生物防治解決方案。

園藝副教授 Michael Gutensohn 、 Ray Marsh 和 Arthur Pingree Dye 教授，以及昆蟲學副教授 Yong-Lak Park ，多年來努力防治刺吸式害蟲，刺吸式害蟲會傳播植物病害。他們的努力得到美國農業部國家食品和農業研究所管理的 “農業和食品研究倡議” 有害生物和有益物種項目計畫提供的15萬美元補助。

設施栽培環境少了自然外力的干擾，也容易形成對害蟲有利的環境。

Gutensohn 說：「很多園藝作物都是在受控的環境中生產的，所以在溫室、高棚架隧道和生長室中，會有一些特殊的問題，因為這是一個非常人造的環境。如果沒有降雨、風力和其他自然外力的干擾，會形成一個對害蟲有利的環境。」

Gutensohn 舉例解釋：「像蚜蟲這樣的小型害蟲，是用刺吸式的口器取食植物營養豐富的維管束部分，吸取高濃度的糖液；它們與咀嚼式口器的昆蟲不同，如：甲蟲或毛蟲會大量消耗葉肉組織。」

他指出，即使有幾隻蚜蟲在植物上取食，也不會對植物產生真正的威脅。蚜蟲的刺吸是口器是很微小的，不會對植物本身的組織造成巨大的損害。但問題在於，許多刺吸式昆蟲會攜帶植物病毒。這意味著，即使是這些昆蟲中攜有病毒的程度非常低，也會造成巨大的問題。


目前的一種防治方法是使用化學殺蟲劑，但這種方法有缺點。  

「使用化學殺蟲劑會太強烈，因為你正在促使害蟲產生抵抗（或有害生物防治上所稱的迴避行為）。」
「或者殺蟲劑不再適用於它們，在作物上方噴撒殺蟲劑時，它們會試圖避開，躲在葉下方（葉背）。」

其他的缺點與成本和消費者的選擇有關。 Gutensohn 繼續說道：「每次噴藥時，都是一種投資，會讓種植者付出代價，並從收入中分離出來。而消費者也不一定喜歡它，不管是否真實，這可能會影響你的健康或環境。」

找到更永續的方法、以生物學和環境為出發點的有害生物防治策略是非常需要的！

Gutensohn 和 Park 正試圖將防治技術轉向代謝工程註。考慮在蚜蟲攝食的同時將防衛性狀的基因導入植物。原理方法證明是使用野生和栽培的番茄品係作為測試。 Gutensohn 說：「野生植物非常適合防禦害蟲，因為它們一直在高壓的環境下生存。」

當番茄為了商業和經濟目的而種植時，不可避免的是，它們的某些防禦性特徵已經喪失。透過代謝工程， Gutensohn 和 Park 正試圖恢復植物的一種特殊性狀，生產揮發性萜烯註或氣味化合物，可以作為蚜蟲的天然驅蟲劑。


本質就是重新創造自然界發生的事情！
Gutensohn 解釋說：「我們正在嘗試育出可以產生萜烯的番茄品系，不是整個植株都產生，僅在番茄植物的某些特定部位- 與蚜蟲攝食有關的細胞或組織中產生。」「這仍然是遺傳或代謝工程，但我們可以竭盡所能地仿大自然的方法做到。透過這樣，不會傷害到非目標植物或其他生物體。特別是，我們並沒有將人類暴露於化學物下。」 

這個為期兩年的計劃，首要目標是獲得植物種系和品系數據，以尋求進一步的研究機會。最終的目標：開發一種新的有害生物管理方法來防治蚜蟲和其所傳播的病毒。最後， Gutensohn 說：「希望這是一個更永續防治有害生物的方法。 我認為這對每個人都很重要！無論是農民或種植者。因為減少作物損失的風險較小，投資少，不必噴灑藥物，這對消費者來說又是好事！」

來源：西弗吉尼亞大學
出版日期：2018-01-26

參考原文：https://goo.gl/fzWzqj

註、代謝工程（Metabolic engineering）

一般定義為通過某些特定生化反應的修飾來定向改善細胞的特性，或是利用重組 DNA 技術來創造新的化合物。

參考資料：https://goo.gl/huzD9h

註、萜烯（terpene）

是一系列萜類化合物的總稱，屬脂類，不溶於水，是分子式為異戊二烯（C5H8）的整數倍的烯烴類化合物。萜烯是一個龐大而多樣類有機化合物，主要由一些植物產生，特別是針葉樹；一些動物也能夠產生，如白蟻（分泌金合歡烯 farnesene，C15H24）。一些植物產生這些帶有氣味的萜烯，用以阻嚇食草動物和吸引食草動物的寄生蟲天敵，從而可能有一種保護功能。

參考資料：https://goo.gl/rByu8L