MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a628
■1001  ▼aHo,  Kun-Pu.
■24510▼aPhotolysis  of  Emerging  Agricultural  Applications  Under  Environmental  Conditions
■260    ▼a[Sl]▼bWashington  University  in  St  Louis▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a150  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-02,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Parker,  Kimberly.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Washington  University  in  St.  Louis,  2025.
■520    ▼aNovel  agricultural  applications  are  rapidly  emerging  to  protect  crops  from  weeds  or  pests  in  the  US  and  worldwide.  Isoxaflutole  is  a  proherbicide  considered  agriculturally  significant  because  it  controls  weeds  that  have  developed  resistance  to  other  commonly  used  herbicides.  In  addition,  RNA  interference  (RNAi)  technology  is  regarded  as  a  next-generation  biopesticide  because  the  technology  has  less  toxicity  to  humans  and  more  specificity  to  pests  than  traditional  pesticides,  which  pose  risks  to  the  environment  and  the  health  of  humans  and  livestock.  However,  we  cannot  disregard  the  possible  risks  of  the  emerging  proherbicides  and  biopesticides  to  humans  or  non-target  organisms.  Therefore,  the  study  of  the  environmental  attenuation  pathways  (e.g.,  hydrolysis  and  photolysis)  of  these  emerging  agricultural  applications  is  necessary  to  develop  regulations  and  additional  agricultural  applications.The  first  objective  examined  the  transformation  of  isoxaflutole  and  its  active  form,  diketonitrile,  via  abiotic  hydrolysis  and  photolysis  at  circumneutral  pH,  which  are  both  key  processes  impacting  the  fate  of  these  contaminants.  Because  isoxaflutole  hydrolysis  is  triggered  by  hydroxide  and  buffer  ions,  the  concentration  of  buffer  salts  was  controlled  to  ensure  that  buffer  salts  hydrolysis  did  not  significantly  contribute  to  isoxaflutole  hydrolysis  at  most  pH  values.  Consequently,  isoxaflutole  hydrolyzes  to  diketonitrile  with  half-lives  that  are  much  longer  than  prior  modeling  suggested.  After  correcting  for  hydrolysis,  I  found  that  isoxaflutole  photolyzed  under  simulated  sunlight  with  a  steady  quantum  yield  in  the  buffers  and  surface  waters,  corresponding  to  a  predicted  near-surface  half-life,  which  was  also  longer  than  previously  suggested.  Diketonitrile,  which  does  not  hydrolyze  in  all  matrices,  underwent  slow  photolysis  despite  significant  absorbance  within  the  solar  spectrum,  resulting  in  a  much  lower  quantum  yield  than  isoxaflutole  quantum  yield.  To  investigate  the  kinetics  of  isoxaflutole  photolysis,  I  derived  a  model  showing  that  diketonitrile  was  not  a  primary  isoxaflutole  photoproduct.  Isoxaflutole  photolysis  generated  several  photoproducts,  which  showed  different  stabilities  in  the  buffers  at  two  pH  values.The  second  objective  examined  the  direct  photolysis  of  dsRNA,  the  RNAi  product,  on  glass  and  polytetrafluoroethylene  (PTFE)  surfaces,  which  represent  the  conditions  of  the  leaf  surface.  The  photolysis  of  dsRNA  under  simulated  sunlight  was  accelerated  by  orders  of  magnitude  when  dsRNA  was  dried  on  surfaces  as  opposed  to  solution,  when  measured  using  reverse  transcription-quantitative  polymerase  chain  reaction  (RT-qPCR).  I  investigated  the  effect  of  the  absorption  of  dried  nucleic  acid  on  the  rapid  surface  photolysis  and  concluded  that  the  dried  dsRNA  did  not  absorb  more  light  on  the  surfaces  than  in  solutions,  suggesting  that  this  accelerated  photodegradation  resulted  from  an  increase  in  the  photochemical  quantum  yield.  To  classify  the  photodamage  of  dsRNA,  I  analyzed  dsRNA  degradation  using  gel  electrophoresis,  indicating  that  photodegradation  was  not  attributable  to  strand  breaks.  The  rapid  surface  photolysis  was  more  likely  associated  with  photodegradation  of  nucleobases,  resulting  in  accelerated  loss  of  nucleoside  monophosphates  (NMPs)  from  digested  dsRNA  after  its  photodegradation  on  the  glass  surface  compared  to  in  solution.Overall,  this  study  provides  a  comprehensive  photochemical  analysis  of  the  emerging  agricultural  applications  under  environmental  conditions.  The  photolysis  of  isoxaflutole  and  diketonitrile  provides  the  clear  kinetics  and  predicted  half-lives  of  proherbicides  under  the  environmental  conditions.  The  unexpected  photolysis  behavior  of  dsRNA  on  the  surfaces  shows  the  importance  of  dsRNA  photolysis  in  foliar  application.  This  study  indicates  that  the  photolysis  of  the  proherbicide  and  biopesticide  is  potentially  comparable  to  the  other  environmental  attenuation  pathways  considered  in  the  prior  environmental  fate  assessment.
■590    ▼aSchool  code:  0252.
■650  4▼aEnvironmental  engineering
■650  4▼aEnvironmental  science
■650  4▼aAgricultural  engineering
■653    ▼aRNA  interference
■653    ▼aAgricultural  application
■653    ▼aLivestock
■653    ▼aEnvironmental  condition
■653    ▼aBiopesticide
■690    ▼a0775
■690    ▼a0768
■690    ▼a0539
■71020▼aWashington  University  in  St.  Louis▼bEnergy,  Environmental  &  Chemical  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-02B.
■790    ▼a0252
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359124▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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