苏塞克斯大学数学家Konstantin Blyuss博士与乌克兰国家科学院的生物学家合作，开发了一种无化学方法，可精确靶向破坏小麦作物的寄生虫。
这种突破性的害虫防治方法与植物自身的基因一起杀死特定的微型蠕虫，称为线虫，不会伤害任何其他昆虫，鸟类或哺乳动物。
苏塞克斯大学数学与物理科学学院的Konstantin Blyuss博士说：
“随着全球人口不断增加，需要饲料，迫切需要从化石燃料转向生物燃料，我们的研究是寻求环境安全的作物保护的重要一步，不会伤害蜜蜂或其他昆虫。”
估计每年有价值1300亿美元的作物因线虫引起的疾病而丧失。
用化学杀虫剂靶向有害线虫是有问题的，因为它们会不加区别地伤害其他昆虫。
土壤中含有天然存在的细菌，可以帮助保护植物免受有害线虫的侵害，但到目前为止还没有一种有效的方法来利用这些细菌的能量来大规模保护作物。
Blyuss博士及其同事利用“RNA干扰”(RNAi)精确靶向一种伤害小麦的线虫。
Blyuss博士解释说：
“像所有其他生物一样，线虫需要生产一些蛋白质来生存并生成后代，而RNA干扰是一个阻止或沉默这些生物的过程。”
该团队开发了一种方法，通过使用来自天然土壤细菌的生物刺激剂来“沉默”有害线虫的基因。生物刺激剂还“关闭”植物自身受线虫影响的基因，使寄生虫更难以伤害作物。
当生物刺激剂(其是土壤中天然存在的细菌的代谢物)应用于小麦时，触发基因沉默过程。可以通过将种子或根浸泡在含有生物刺激剂的溶液中，或通过将溶液添加到植物生长的土壤中来施用生物刺激剂。
Blyuss博士说：
“通过将植物的种子浸泡在生物刺激剂的溶液中，植物成为'特洛伊木马'，用于将植物内部产生的特殊化合物传递给线虫，然后将其杀死。我们针对线虫的特定基因，所以我们知道这不会影响其他生物。“
生物刺激剂仅影响特定的线虫和植物基因，不会伤害其他种类的昆虫。而且由于它们是天然存在的，而不是由化学物质制成，因此有机农民可能会使用这些化学物质来使有机食品在未来更加实惠。
Blyuss博士的数学模型解释了RNA干扰在植物中的作用，并展示了应用生物刺激剂以保证作物免受有害线虫侵害的最有效方法。
该团队的实验表明，将植物种子浸泡在生物刺激剂溶液中可使植物存活率提高57%至92%。与没有生物刺激剂的植物相比，该技术还将线虫侵染水平降低了73%至83%。
解释研究Blyuss博士说：
“通过使用数学模型，我们了解了生物刺激剂如何被小麦植物吸收，因此我们现在知道提供它们的最佳方式。我们还研究了RNAi如何在植物和线虫内部发育，植物如何能够转换关闭线虫寄生过程中涉及的特定基因，从而阻止侵染，以及当被线虫摄入时，来自植物的RNAi的部分如何通过沉默它们的一些必需基因而导致它们的死亡。
这些见解与先进的实验工作相结合，开发新的土壤细菌菌株并提取其代谢产物，以及最先进的分子遗传学分析，以开发新一代环境安全工具来控制小麦线虫。
“有些人对转基因植物很谨慎，因此重要的是要清楚这不是这个。生物刺激剂有效地起到了对抗线虫感染的'接种'。它们通过动员植物的内部机器来产生化合物来实现它们的效果。保护植物免受线虫侵害，同时导致线虫死亡。
使用生物刺激剂生产的植物具有更好的作物产量和更高的抗虫性，但它们与人工培育的具有一些有用特征的其他植物没有区别。此外，生物刺激剂本身是真正的天然，因为它们只不过是已经生活在土壤中的细菌的产物。“
这一突破发表在“植物科学前沿”杂志的一篇论文中。Blyuss博士在乌克兰的合作者来自三个不同的研究机构，分别是Victoria Tsygankova教授(生物有机化学和石油化学研究所)，Liudmyla Biliavska和Galyna Iutynska(微生物学和病毒学研究所)，Alla Yemets和Yaroslav Blume(食品生物技术研究所)。和基因组学)。
领导生物兴奋剂开发实验工作的Galyna Iutynska教授说：
“这项工作非常令人兴奋，因为我们的生物刺激剂来自天然存在的土壤细菌产品，这些产品没有经过基因改造。这一点的重要性在于，与化学农药不同，这些生物刺激剂还可用于保护各种农作物免受寄生虫的侵害。在有机农业方面，这是一个特别具有挑战性的问题。此外，这些生物刺激剂可以替代化学农药或显着减少其使用，从而限制了对环境的潜在负面影响“
接下来的步骤是开发更先进的数学模型，说明如何通过种子和根从土壤中吸收具有多种成分的生物刺激剂;并确定线虫中最近发现的哪些遗传目标是最有效的。
萨塞克斯大学生命科学学院的Dave Goulson教授和蜂群数量下降的全球专家说：
“人们越来越意识到农业中大量使用传统农药对生物多样性造成了极大的危害，导致土壤和水道中的有害毒素受到污染。我们迫切需要找到替代的，可持续的方法来控制农作物害虫。”
Blyuss博士的工作得到了苏塞克斯大学(DISCUS)跨学科数据密集型科学中心的支持。