Akarycydy to klasa pestycydów szeroko stosowanych w rolnictwie, przemyśle i innych gałęziach przemysłu.Stosowany jest głównie do zwalczania roztoczy rolniczych lub kleszczy u zwierząt gospodarskich lub zwierząt domowych.Co roku świat ponosi ogromne straty z powodu szkodników roztoczy.Według Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa 80 procent światowych stad bydła jest zakażonych kleszczami, które kosztują świat szacunkowo 7,3 miliarda dolarów rocznie strat ekonomicznych.W Ameryce Południowej rośliny soi uszkodzone przez przędziorka Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) straciły około 18,28% plonów zbóż.W Chinach prawie 40 milionów akrów cytrusów jest również porażonych przez Panonychus citri (McGregor).Dlatego też zapotrzebowanie rynku światowego na akarycydy rośnie z roku na rok.Osiem najważniejszych produktów na rynku roztoczobójczych w 2018 roku to: spirodiklofen, spirometikon, diafentiuron, bifenazat, pirydaben i propargit, heksytiazoks i fenpyroksymat, ich łączna sprzedaż wyniosła 572 mln USD, co stanowi 69,1% rynku akarycydów, a rynek oczekuje się, że do 2025 r. wielkość rynku akarycydów osiągnie 2 miliardy dolarów. Wielkość rynku akarycydów prawdopodobnie będzie większa w miarę zmniejszania się światowej powierzchni gruntów ornych, wzrostu populacji, wzrostu popytu na produkty naturalne i wzrostu zapotrzebowania na zrównoważone praktyki rolnicze.
Analiza światowego rynku akarycydów pokazuje, że przędziorek czerwony, Panclaw citrus i Panonychus urmi to zdecydowanie najważniejsze gospodarczo gatunki roztoczy, stanowiące ponad 80% rynku.Inne pokrewne roztocza to przędziorki rzekome (głównie przędziorki krótkie), przędziorki rdzawe oraz przędziorki żółciowe i końskie.Warzywa i owoce, w tym cytrusy, winorośl, soja, bawełna i kukurydza, to główne uprawy, w przypadku których stosuje się akarycydy.
Jednakże ze względu na krótki cykl życiowy, partenogenezę, unikalne narzędzia metaboliczne i silną zdolność przystosowania się do środowiska roślinożernych roztoczy, takich jak przędziorki i przędziorki, ich odporność na akarycydy szybko rośnie.Roztocza stanowią 3 z 12 zgłoszonych opornych stawonogów.W światowym zastosowaniu akarycydów dominującą pozycję nadal zajmują konwencjonalne chemiczne akarycydy, takie jak fosforany organiczne, karbaminiany, chloroorganiczne i pyretroidy.W ostatnich latach, pomimo pojawienia się na rynku wysokowydajnych akarycydów, takich jak bifenazat i acetafenak, problem homogenizacji akarycydów jest nadal poważny.W wyniku długotrwałego i nienaukowego stosowania tych akarycydów większość roślinożernych roztoczy rozwinęła różny stopień odporności na chemiczne akarycydy dostępne na rynku, a ich działanie znacznie się zmniejszyło.Z drugiej strony, wraz ze wzrostem uwagi na kwestie ochrony środowiska i stopniowym zwiększaniem się obszaru rolnictwa ekologicznego, zapotrzebowanie na naturalne produkty do ochrony upraw na rynku światowym znacząco wzrosło.Dlatego też nieuchronne jest opracowanie bezpiecznych, wydajnych, przyjaznych dla środowiska, mniej szkodliwych dla wrogów naturalnych oraz bezpiecznych i nowych biologicznych akarycydów, na których niełatwo wykształcić odporność.
W związku z tym pilną potrzebą przemysłu i rozwoju przemysłowego jest pełne wykorzystanie zalet zasobów biologicznych Chin w celu promowania badań, rozwoju i stosowania biologicznych akarycydów.
1. Podstawy badawcze alkaloidów weratrotrolu
Ciemiernik, znany również jako cebula górska, ciemiernik czarny, to wieloletni materiał leczniczy.Jako rodzima roślina owadobójcza w Chinach, ludzie często wykopują jej kłącza w okresie wegetacyjnym i smażą je na łagodny wywar do mycia na zimno owiec, kóz, bydła i innych zwierząt gospodarskich oraz do zwalczania robaków much domowych i innych pasożytów.Następnie naukowcy odkryli, że ciemiernik ma również dobry wpływ na zwalczanie innych szkodników.Na przykład ekstrakt octanu etylu z kłącza Veratrum ma dobre działanie owadobójcze na larwy Plutella xylostella w drugim i trzecim stadium rozwojowym, podczas gdy ekstrakt alkaloidowy Veratrol ma pewne działanie śmiertelne w przypadku larw dorosłych i czwartego stadium larw karalucha pospolitego.Jednocześnie badacze odkryli również, że różne ekstrakty z kłącza Veratrum mają dobre działanie roztoczobójcze, między innymi ekstrakt etanolowy>ekstrakt chloroformowy>ekstrakt n-butanolowy.
Jednakże sposób ekstrakcji składników aktywnych stanowi trudny problem.Chińscy badacze zwykle stosują ekstrakcję ultradźwiękową chloroformem alkalizowanym amoniakiem, ekstrakcję wodną, ekstrakcję perkolacyjną etanolem i ekstrakcję nadkrytycznym CO2 w celu uzyskania substancji aktywnych z kłączy veratrum.Wśród nich metoda ekstrakcji ultradźwiękowej chloroformem alkalizowanym amoniakiem wykorzystuje dużą ilość toksycznego rozpuszczalnika chloroformu, chociaż szybkość ekstrakcji jest stosunkowo wysoka;metoda ekstrakcji wody charakteryzuje się wieloma czasami ekstrakcji, dużym zużyciem wody i niską szybkością ekstrakcji;stawka jest niska.Metoda ekstrakcji nadkrytycznym CO2 w celu ekstrakcji alkaloidów weratroliny nie tylko charakteryzuje się dużą szybkością ekstrakcji, składniki aktywne nie ulegają zniszczeniu, ale także znacznie poprawiają działanie lecznicze i czystość składników aktywnych otrzymanych produktów.Ponadto nietoksyczna i wolna od rozpuszczalników pozostałość CO2 jest nieszkodliwa dla organizmu ludzkiego i środowiska, co może spowolnić zanieczyszczenie środowiska spowodowane tradycyjnymi metodami ekstrakcji i została wymieniona jako jedna z najlepszych technologii ekstrakcji i separacji dla działanie lecznicze roślin.Jednak ryzykowny proces produkcji i wysokie koszty utrudniają jego zastosowanie przemysłowe na dużą skalę.
2. Postęp badawczo-rozwojowy alkaloidów weratrotrolu
Badanie technologii ekstrakcji Veratrum.Technologia współekstrakcji opiera się głównie na tradycyjnym chińskim materiale leczniczym veratrorum, uzupełnionym naturalnymi surowcami leczniczymi., weratrotoinę i inne liczne składniki aktywne przygotowuje się razem, a jednocześnie stosuje się różne rozpuszczalniki w celu ciągłej ekstrakcji botanicznych materiałów leczniczych, tak aby zmaksymalizować stopniowe oczyszczanie i wytrącanie skutecznych składników aktywnych w botanicznych materiałach leczniczych.Uzyskanie grupowych składników związków o różnej lub podobnej funkcjonalności z tej samej partii surowców.Znacząco poprawiają stopień wykorzystania surowców botanicznych, obniżają koszty produkcji i znacząco zwiększają konkurencyjność rynku.
Badanie mechanizmu działania substancji aktywnych Veratrum.Ekstrakt z kłącza Veratrol jest rodzajem mieszaniny, która zawiera kilkanaście składników aktywnych takich jak: weratrol, resweratrol, weratrotoina, cyklopamina, weratrol i tlenek resweratrolu.Układ nerwowy szkodników.
Według doniesień badawczych jego toksyczność polega na otwarciu zależnych od napięcia kanałów Na+, co z kolei otwiera aktywowane napięciem kanały Ca2+, co prowadzi do uwolnienia neuroprzekaźników.Bramkowane napięciem kanały jonowe sodu stanowią integralną część sygnalizacji neuronalnej i mięśniowej.Aktywne składniki ekstraktu Veratrum mogą powodować zaburzenia prądu w kanałach jonowych sodu, co powoduje zmiany w przepuszczalności błony, powodując wstrząs drżenie i ostateczną śmierć.
Jednocześnie niektórzy francuscy uczeni donieśli, że alkaloidy weratroliny mogą również niekonkurencyjnie hamować acetylocholinoesterazę (AChE) owadów.Ze względu na nowy mechanizm działania alkaloidów weratrotrolu może wystąpić atak wielomiejscowy, a roztoczom trudno jest przystosować się do leków o wielu miejscach działania poprzez własne zmiany strukturalne, dlatego nie jest łatwo rozwinąć lekooporność.
Technologia przygotowania ekstraktu z kłącza ciemiernika 0,1% CE.Wspierane przez zaawansowaną technologię ekstrakcji i uzupełnione doskonałą technologią przygotowania, napięcie powierzchniowe leku jest niewielkie, co może szybko owinąć ciało owada, sprzyjać penetracji i wchłanianiu roztworu leku oraz wzmacniać działanie składników aktywnych.Ma dobrą dyspergowalność w wodzie, a roztwór jest przezroczysty i jednorodny po zdyspergowaniu.Rozcieńczenie 1000 razy, czas całkowitego zwilżenia płótna wynosi 44 sekundy i może szybko zmoczyć i przeniknąć.Dane dotyczące stabilności wielokrotnego rozpraszania światła wykazały, że preparat ekstraktu z kłącza veratrum o stężeniu 0,1% CE miał dobrą stabilność i w pełni spełniał wymagania różnych warunków stosowania w terenie.
Postęp badań nad technologią aplikacji 0,1% CE ekstraktu z kłącza veratrum
Nowa technologia znacznie poprawiła właściwości szybko działającego leku.W porównaniu z poprzednią technologią, w produkcie zredukowano użycie jednego składnika.Dzięki unikalnemu procesowi składników produktu jest więcej, a efekt synergii jest bardziej oczywisty.
Jednocześnie, stosowany razem z istniejącymi pestycydami chemicznymi, po pierwsze, może znacznie zmniejszyć populację przędziorka czerwonego, zmniejszyć ilość chemicznych pestycydów i poprawić skuteczność zwalczania.Podsumowując, w okresie dużej częstości występowania roztocza cytrusowego Panonychus w Hezhou w Guangxi w Chinach oprysk 0,1% ekstraktem z kłącza CE Veratrum + 30% etoksazolem był skuteczny w ciągu 20 minut, po 3 dniach od aplikacji nie zaobserwowano żadnych żywych owadów, a efekt kontrolny nastąpił po 11 dniach od zastosowania.można utrzymać powyżej 95%.We wczesnym stadium rozwoju roztoczy panclaw pomarańczowo-cytrusowych Jiangxi Ruijin, 0,1% ekstraktu z kłącza Veratrum CE + 30% bifenazanu tetramizyny, wszystkie zginęły 1 dzień po aplikacji, a 3 dni po aplikacji nie zaobserwowano żadnych żywych owadów., efekt kontroli jest bliski 99% po 16 dniach.
Powyższe wyniki testów biologicznych w terenie pokazują, że gdy podstawowa liczba przędziorków czerwonych jest niska lub wysoka, przy zastosowaniu pojedynczego środka lub w połączeniu ze środkami chemicznymi, ekstrakt z kłącza Veratella vulgaris może zmniejszyć podstawową liczbę przędziorków czerwonych i poprawić zwalczanie działanie chemicznych pestycydów.Wykazał doskonały efekt kontroli.Jednocześnie ekstrakt z kłącza ciemiernika pozyskiwany jest z roślin.W zalecanym stężeniu można go bezpiecznie stosować w fazie pączkowania, kwitnienia i młodych owoców większości roślin i nie ma wpływu na rozwój pędów, kwiatów i owoców.Jest bezpieczny i przyjazny dla środowiska dla organizmów niebędących przedmiotem zwalczania, takich jak naturalni wrogowie roztoczy, i nie wykazuje odporności krzyżowej z istniejącymi insektycydami i akarycydami.Jest bardzo odpowiedni do zintegrowanego zwalczania roztoczy (IPM).Wraz z ograniczeniem stosowania pestycydów chemicznych pozostałości pestycydów chemicznych, takich jak etoksazol, spirodiklofen i bifenazat w cytrusach mogą w pełni spełniać „Chińską Krajową Normę Bezpieczeństwa Żywności dotyczącą maksymalnych limitów pozostałości pestycydów w żywności”, „Unię Europejską Pożywienie”.Norma dotycząca limitu pozostałości pestycydów oraz amerykańska norma dotycząca limitu pozostałości pestycydów w żywności stanowią solidną gwarancję bezpieczeństwa żywności oraz jakości i bezpieczeństwa produktów rolnych.
Technologia edycji genów sprzyja industrializacji ciemiernika
Ciemiernik jest powszechnym materiałem leczniczym i jest wieloletnią rośliną zielną z rodziny Liliaceae.Rośnie w górach, lasach lub zaroślach.Jest dystrybuowany w Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Syczuan, Jiangsu i innych miejscach w Chinach.Jest bogate w dzikie zasoby.Według dochodzenia roczna produkcja ciemiernika leczniczego wynosi blisko 300–500 ton, a odmiany obejmują wiele odmian, takich jak ciemiernik, ciemiernik Xing'an, ciemiernik maosu i ciemiernik Guling, a aktywnymi składnikami każdego gatunku są: nie ten sam.
Wraz z szybkim rozwojem biotechnologii i dogłębnymi badaniami nad materiałami leczniczymi ciemiernika, stosowanie technologii edycji genów w celu udoskonalania leczniczych gatunków ciemiernika i sztucznego udomowienia dzikich gatunków ciemiernika postępuje etapami.Sztuczna uprawa odmian ciemiernika znacznie zmniejszy szkody wyrządzane przez wykopaliska ciemiernika w zasobach dzikiej plazmy zarodkowej i w dalszym ciągu będzie sprzyjać industrializacji ciemiernika w rolnictwie i medycynie.
Oczekuje się, że w przyszłości naturalne ekstrakty z kłącza ciemiernika pochodzące z roślin leczniczych będą stopniowo ograniczać stosowanie tradycyjnych chemicznych akarycydów i wnosić dalsze ulepszenia w zakresie poprawy jakości produktów rolnych, poprawy jakości i bezpieczeństwa produktów rolnych, poprawy rolniczego środowiska ekologicznego i utrzymanie różnorodności biologicznej.wielki wkład.
Czas publikacji: 8 sierpnia 2022 r