Les nématodes phytoparasites sont de minuscules organismes qui vivent dans le sol et causent des dommages aux cultures en se nourrissant de leurs racines. Actuellement, les agriculteurs éliminent les nématodes en appliquant des pesticides sur leurs cultures. Étant donné que ces produits chimiques sont destinés à rester uniquement à la surface du sol, ils doivent être appliqués en grande quantité, souvent avec de grandes quantités d’eau pour les éliminer jusqu’aux racines. Cela signifie que les agriculteurs doivent dépenser beaucoup d’argent en pesticides, qu’ils doivent utiliser beaucoup d’eau et qu’un grand nombre de produits chimiques toxiques se retrouvent dans l’environnement.
Aujourd’hui, en utilisant un virus végétal modifié, les scientifiques ont développé un moyen plus écologique et plus efficace d’éliminer les nématodes.
À la recherche d’une alternative moins coûteuse et plus respectueuse de l’environnement, le professeur Nicole Steinmetz de l’Université de Californie à San Diego et ses collègues se sont tournés vers le virus de la mosaïque verte du tabac. Contrairement aux pesticides, le virus de la mosaïque verte du tabac se propage naturellement bien vers le bas dans le sol.
Les ingénieurs ont développé des nanoparticules fabriquées à partir de virus végétaux qui peuvent introduire des molécules de pesticides en profondeur dans le sol, auparavant inaccessibles. Ce développement a le potentiel d’aider les agriculteurs à contrôler efficacement les nématodes parasites qui ravagent les racines des cultures tout en minimisant les coûts, l’utilisation de pesticides et la toxicité environnementale.
Les scientifiques éliminent d'abord l'ARN du virus, le rendant ainsi non infectieux pour les plantes. Les nanoparticules du virus modifié ont ensuite été mélangées à une solution contenant le pesticide ivermectine. L'insecticide est encapsulé dans des nanoparticules grâce à un simple processus de « changement de forme thermique » qui chauffe le mélange.
Lors de tests en laboratoire, les nanoparticules chargées de pesticides ont réussi à pénétrer 10 centimètres (3,9 pouces) de sol. Lorsque ces particules ont été récupérées dans des échantillons de sol et ajoutées à des boîtes de Pétri remplies de nématodes, le pesticide qu’elles transportaient a anéanti au moins la moitié de la population de nématodes.
Cette méthode de synthèse one-shot présente plusieurs avantages. Premièrement, il est peu coûteux, ne nécessite que quelques étapes et le processus de purification est simple. Cette méthode est plus évolutive, ouvrant la voie aux agriculteurs pour obtenir des produits plus abordables. Deuxièmement, cette méthode encapsule simplement le pesticide dans des nanoparticules plutôt que de le lier chimiquement à la surface, préservant ainsi la structure chimique d'origine du pesticide.
Le plan est maintenant de tester les nanoparticules sur de véritables plantes cultivées infestées de nématodes. "Cette technologie a le potentiel d'améliorer les traitements sur le terrain sans augmenter l'utilisation de pesticides", a déclaré Steinmetz.
Un article sur cette recherche a été récemment publié dans la revue NanoLetters.