Nanodeeltje slimme spray helpt gewassen te blokkeren voordat het begint

Naarmate de klimaatverandering de verspreiding van plantenziekten wereldwijd voedt, kan een nieuwe slimme spray nanodeeltjes gewassen helpen zich te verdedigen door schadelijke bacteriën te blokkeren om kleine poriën in hun bladeren binnen te komen.

De spray is gemaakt van nano-formaat deeltjes ontwikkeld door een team onder leiding van universitair docent Tedrick Lew van de afdeling chemische en biomoleculaire engineering aan het College of Design and Engineering aan de National University of Singapore (NUS). Deze nanodeeltjes zijn ontworpen om antibacteriële verbindingen rechtstreeks aan de huidmondjes van de plant te leveren – de poriën op de bladeren van een plant die het laten ademen, maar die ook kunnen fungeren als gateways voor infectie.

“De deeltjes, die we ‘Sends’ hebben genoemd-short voor het gerichte van de huidmondjes die zijn ontworpen nanodeeltjes-zijn ontworpen om precies aan deze poriën te houden, zoals een slot dat zijn sleutel vindt,” zei Asst Prof Lew. “Eenmaal op hun plaats, geven ze natuurlijke antibacteriële middelen vrij die voorkomen dat pathogenen binnenkomen en de plant infecteren.”

Het onderzoek van het team werd gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie op 23 mei 2025.

Slimmer gereedschap

Volgens de Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties vernietigen plantenziekten elk jaar naar schatting $ 220 miljard aan gewassen aan gewassen.

Stijgende temperaturen en verschuivende weerpatronen veroorzaakt door klimaatverandering geven ongedierte en ziekteverwekkers meer mogelijkheden om te verspreiden. Niet aangevinkt, deze kunnen veel van de verwachte winst wissen die worden verwacht van nieuwe landbouwtechnologieën en verbeterde gewasvariaties.

“Over de hele wereld maakt klimaatverandering het voor plantenziekten gemakkelijker om zich te verspreiden en moeilijker voor boeren om ze onder controle te houden,” zei Asst Prof Lew. “We hebben slimmere gereedschappen nodig die planten helpen zichzelf op een meer precieze en duurzame manier te beschermen.”

In tegenstelling tot conventionele pesticiden die gehele planten deken en kunnen schaden rondom ecosystemen, verzendt het behandeling precies waar het nodig is, waardoor afval- en onderpandschade wordt geminimaliseerd.

De deeltjes zijn gemaakt van zink, een micronutriënt die al in meststoffen wordt aangetroffen. Ze zijn ontworpen om poreus te zijn, zodat ze antibacteriële middelen kunnen vervoeren, en ze oplossen geleidelijk nadat ze zijn gespoten en hun inhoud in de loop van de tijd vrijgeven. Het resultaat is een spray op waterbasis die kan worden toegepast, net als conventionele landbouwbehandelingen en die de natuurlijke functies van de planten, zoals fotosynthese en gasuitwisseling, niet beïnvloedt.

20 keer meer resistent

In laboratoriumtests toonde het onderzoeksteam aan dat planten die met de beoogde deeltjes werden behandeld 20 keer resistenter waren tegen infectie dan die kregen niet-gerichte behandelingen. De spray werkte aan een reeks voedselgewassen, waaronder bladgroenten zoals Pak Choy, Beans, Rice en Barley. Het bleef ook goed aan bladoppervlakken, zelfs na regenval, waardoor de afvoer en vervuiling door overtollige agrochemicaliën worden verminderd.

“Dit gaat over het stoppen van infecties voordat ze beginnen”, zei Asst Prof Lew. “Door de ingang van bacteriën precies bij de poort te blokkeren, beschermen we de plant zonder deze te overweldigen met chemicaliën.”

De onderzoekers geloven dat dezelfde aanpak kan worden aangepast voor een breed scala aan gewassen en gebruikt om andere behandelingen te leveren, zoals pesticiden of op RNA gebaseerde moleculen. Het moet ook geschikt zijn voor gebruik in de meeste landbouwgebieden over de hele wereld, zeggen ze.

Hoewel verdere ontwikkelings- en veldtests nodig zijn, kan de Sends -technologie helpen de afhankelijkheid van boeren op overmatige chemische sprays te verminderen, terwijl de veerkracht van gewassen wordt verbeterd, het verbeteren van de voedselzekerheid en het beschermen van het milieu.