Akarycydy to klasa pestycydów szeroko stosowanych w rolnictwie, przemyśle i innych gałęziach przemysłu. Są one głównie stosowane do zwalczania roztoczy rolniczych lub kleszczy u zwierząt gospodarskich lub zwierząt domowych. Co roku świat ponosi ogromne straty z powodu szkodników roztoczowych. Według Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa, 80 procent światowych stad bydła jest zarażonych kleszczami, co kosztuje świat szacunkowo 7,3 miliarda dolarów rocznie w stratach 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 zaatakowanych przez Panonychus citri (McGregor). Dlatego światowy popyt rynkowy na akarycydy rośnie z roku na rok. Osiem najlepszych produktów na rynku akarycydów w 2018 r. to: spirodiklofen, spirometikon, diafentiuron, bifenazat, pirydaben i propargit, heksytiazoks i fenpyroksymat, ich łączna sprzedaż wynosi 572 mln USD, co stanowi 69,1% rynku akarycydów, a przewiduje się, że do 2025 r. wielkość rynku osiągnie 2 mld USD. Wielkość rynku akarycydów prawdopodobnie będzie większa, ponieważ globalne grunty orne maleją, populacja rośnie, popyt na produkty naturalne wzrasta, a popyt na zrównoważone praktyki rolnicze wzrasta.
Analiza globalnego rynku akarycydów pokazuje, że przędziorek czerwony, Panclaw citrus i Panonychus urmi są zdecydowanie najważniejszymi gatunkami roztoczy szkodników, stanowiącymi ponad 80% rynku. Inne spokrewnione roztocze to pseudoprzędziorki (głównie przędziorki krótkie), rdzewiejące roztocze oraz roztocze galasówki i muchówki. Warzywa i owoce, w tym cytrusy, winorośl, soja, bawełna i kukurydza, to główne uprawy, w których stosuje się akarycydy.
Jednakże ze względu na krótki cykl życia, partenogenezę, unikalne narzędzia metaboliczne i silną zdolność adaptacji środowiskowej roztoczy roślinożernych, takich jak przędziorki i roztocze panclaw, ich odporność na akarycydy gwałtownie wzrosła. Roztocze stanowią 3 z 12 zgłoszonych odpornych stawonogów. W globalnym zastosowaniu akarycydów konwencjonalne chemiczne akarycydy, takie jak organofosforany, karbaminiany, organochlorowane i pyretroidy, nadal zajmują dominującą pozycję. W ostatnich latach, chociaż pojawiły się wysoce skuteczne akarycydy, takie jak bifenazat i acetafenak, problem homogenizacji akarycydów jest nadal poważny. W związku z długotrwałym i nienaukowym stosowaniem tych akarycydów, większość roślinożernych roztoczy rozwinęła różne stopnie odporności na chemiczne akarycydy dostępne na rynku, a ich działanie znacznie spadło. Z drugiej strony, wraz ze wzrostem uwagi poświęcanej kwestiom środowiskowym i stopniowym wzrostem w obszarze rolnictwa ekologicznego, popyt na naturalne produkty do ochrony upraw na rynku światowym znacznie wzrósł. Dlatego też opracowanie bezpiecznych, wydajnych, przyjaznych dla środowiska, mniej szkodliwych dla naturalnych wrogów i Bezpiecznych oraz nowych biologicznych akarycydów, na które niełatwo wykształcić odporność, jest nieuniknione.
W związku z tym istnieje pilna potrzeba, aby przemysł i rozwój przemysłowy w pełni wykorzystały przewagę Chin w zakresie zasobów biologicznych, promując badania, rozwój i zastosowanie biologicznych akarycydów.
1. Podłoże badawcze alkaloidów weratrotrolu
Hellebore, znany również jako cebula górska, czarny hellebore, jest wieloletnim materiałem leczniczym. Jako rodzima roślina owadobójcza w Chinach, ludzie często wykopują jej kłącza w okresie wegetacji i smażą je na łagodny wywar, aby umyć na zimno owce, kozy, bydło i inne zwierzęta gospodarskie oraz poradzić sobie z larwami muchówek i innymi pasożytami. Następnie naukowcy odkryli, że hellebore ma również dobry wpływ na inne szkodniki. Na przykład ekstrakt octanu etylu z kłącza Veratrum ma dobrą aktywność owadobójczą na larwy Plutella xylostella w drugiej i trzeciej fazie rozwoju, podczas gdy ekstrakt alkaloidów Veratrol ma pewien śmiertelny wpływ na dorosłe i czwarte stadium rozwoju larw karaczana niemieckiego. Jednocześnie naukowcy odkryli również, że różne ekstrakty z kłącza Veratrum mają dobrą aktywność roztoczobójczą, wśród których ekstrakt etanolowy> ekstrakt chloroformowy> ekstrakt n-butanolowy.
Jednak sposób ekstrakcji składników aktywnych jest trudnym problemem. Chińscy naukowcy zazwyczaj stosują ekstrakcję ultradźwiękową chloroformem alkalizowanym amoniakiem, ekstrakcję wodną, ekstrakcję perkolacyjną etanolem i ekstrakcję nadkrytycznym CO2, aby uzyskać substancje aktywne z kłączy ciemiężycy. Wśród nich metoda ekstrakcji ultradźwiękowej chloroformem alkalizowanym amoniakiem wykorzystuje dużą ilość toksycznego rozpuszczalnika chloroformu, chociaż szybkość ekstrakcji jest stosunkowo wysoka; metoda ekstrakcji wodnej ma wiele czasów ekstrakcji, duże zużycie wody i niską szybkość ekstrakcji; szybkość jest niska. Metoda ekstrakcji nadkrytycznym CO2 w celu ekstrakcji alkaloidów weratroliny nie tylko ma wysoką szybkość ekstrakcji, składniki aktywne nie są niszczone, ale również aktywność lecznicza i czystość składników aktywnych uzyskanych produktów są znacznie poprawione. Ponadto nietoksyczne i wolne od rozpuszczalników pozostałości CO2 są nieszkodliwe dla organizmu człowieka i środowiska, co może spowolnić zanieczyszczenie środowiska spowodowane tradycyjnymi metodami ekstrakcji i zostało wymienione jako jedna z najlepszych technologii ekstrakcji i separacji dla efektów leczniczych roślin. Jednakże ryzykowny proces produkcji i wysokie koszty utrudniają jego wykorzystanie na szeroką skalę w przemyśle.
2. Postęp w badaniach i rozwoju alkaloidów weratrotrolu
Badanie technologii ekstrakcji Veratrum. Technologia współekstrakcji opiera się głównie na tradycyjnym chińskim materiale leczniczym veratrorum, uzupełnionym o naturalne materiały lecznicze. Veratrotoin i inne liczne składniki aktywne są przygotowywane razem, a jednocześnie różne rozpuszczalniki są używane do ciągłej ekstrakcji botanicznych materiałów leczniczych, tak aby zmaksymalizować oczyszczanie i wytrącanie skutecznych składników aktywnych w botanicznych materiałach leczniczych w etapach. Uzyskanie grupowych składników związków o różnej funkcjonalności lub podobnej funkcjonalności z tej samej partii surowców. Znacznie poprawić wskaźnik wykorzystania botanicznych surowców, obniżyć koszty produkcji i znacznie zwiększyć konkurencyjność rynkową.
Badanie mechanizmu działania substancji czynnych Veratrum. Ekstrakt z kłącza Veratrolu to rodzaj mieszanki, która zawiera ponad dziesięć składników czynnych, takich jak veratrol, resweratrol, veratrotoina, cyklopamina, veratrol i tlenek resweratrolu. Układ nerwowy szkodników.
Według raportów badawczych, jego toksyczność opiera się na otwieraniu zależnych od napięcia kanałów Na+, co z kolei otwiera aktywowane napięciem kanały Ca2+, co prowadzi do uwolnienia neuroprzekaźnika. Kanały jonów sodowych bramkowane napięciem są integralną częścią sygnalizacji neuronalnej i mięśniowej. Aktywne składniki ekstraktu z Veratrum mogą powodować zaburzenia prądu w kanałach jonów sodowych, co prowadzi do zmian przepuszczalności błony, powodując wstrząs drgawkowy i ostateczną śmierć.
W tym samym czasie niektórzy francuscy naukowcy donieśli, że alkaloidy weratroliny mogą również niekompetycyjnie hamować acetylocholinoesterazę (AChE) owadów. Ze względu na nowy mechanizm działania alkaloidów weratrolu może wystąpić atak wielomiejscowy, a roztoczom trudno jest przystosować się do leków wielomiejscowych poprzez własne zmiany strukturalne, więc niełatwo jest rozwinąć lekooporność.
0,1% CE technologia przygotowania ekstraktu z kłącza ciemiernika. Wspierany przez zaawansowaną technologię ekstrakcji i uzupełniony o doskonałą technologię przygotowania, napięcie powierzchniowe leku jest niewielkie, co może szybko owinąć ciało owada, promować penetrację i absorpcję roztworu leku oraz wzmacniać działanie składników aktywnych. Ma dobrą dyspersję w wodzie, a roztwór jest przezroczysty i jednorodny po rozproszeniu. 1000-krotne rozcieńczenie, czas całkowitego zwilżenia arkusza płótna wynosi 44 sekundy, a on może szybko zwilżyć i przeniknąć. Wielokrotne dane dotyczące stabilności rozpraszania światła wykazały, że preparat ekstraktu z kłącza ciemiężycy 0,1% CE miał dobrą stabilność i w pełni spełniał różne warunki środowiskowe zastosowań terenowych.
Postęp badań nad technologią zastosowania 0,1% ekstraktu z kłącza ciemiężycy CE
Nowa technologia znacznie poprawiła właściwości szybkiego działania leku. W porównaniu z poprzednią technologią, produkt zmniejszył użycie pojedynczego składnika. Dzięki unikalnemu procesowi składniki w produkcie są bardziej obfite, a efekt synergistyczny jest bardziej oczywisty.
Jednocześnie, gdy jest stosowany razem z istniejącymi pestycydami chemicznymi, po pierwsze, może znacznie zmniejszyć populację przędziorków, zmniejszyć ilość pestycydów chemicznych i poprawić efekt kontroli. Podsumowując, w okresie wysokiej częstości występowania roztocza Panonychus cytrusowego w Hezhou, Guangxi, Chiny, opryskiwanie 0,1% ekstraktu z kłącza Veratrum CE + 30% etoksazolu było skuteczne w ciągu 20 minut, nie zaobserwowano żadnych żywych owadów 3 dni po zastosowaniu, a efekt kontroli wystąpił 11 dni po zastosowaniu. może być utrzymywany powyżej 95%. We wczesnym stadium roztoczy Panclaw cytrusowych Jiangxi Ruijin navel orange, 0,1% ekstraktu z kłącza Veratrum CE + 30% bifenazatu tetramizyny wszystkie padły 1 dzień po zastosowaniu, a nie zaobserwowano żadnych żywych owadów 3 dni po zastosowaniu. , efekt kontroli jest bliski 99% po 16 dniach.
Powyższe wyniki biotestów terenowych pokazują, że gdy liczba zasadowa przędziorków jest niska lub wysoka, przy stosowaniu pojedynczego środka i stosowaniu złożonych środków chemicznych, ekstrakt z kłącza Veratella vulgaris może zmniejszyć liczbę zasadową przędziorków i poprawić efekt kontrolny pestycydów chemicznych. Wykazał doskonały efekt kontrolny. Jednocześnie ekstrakt z kłącza ciemiernika pochodzi z roślin. W zalecanym stężeniu jest bezpieczny do stosowania 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 celem, takich jak naturalni wrogowie roztoczy, i nie wykazuje oporności krzyżowej z istniejącymi insektycydami i akarycydami. Jest bardzo odpowiedni do zintegrowanego zarządzania roztoczami (IPM). A wraz ze zmniejszeniem stosowania pestycydów chemicznych, pozostałości pestycydów chemicznych, takich jak etoksazol, spirodiklofen i bifenazat w cytrusach, mogą w pełni spełniać „Chiński Krajowy Standard Bezpieczeństwa Żywności dla Maksymalnych Limitów Pozostałości Pestycydów w Żywności”, „Żywność Unii Europejskiej”. Standard Limitu Pozostałości Pestycydów i US Pesticide Residue Limit Standard in Foods zapewniają solidną gwarancję bezpieczeństwa żywności oraz jakości i bezpieczeństwa produktów rolnych.
Technologia edycji genów promuje industrializację ciemiernika
Hellebore jest powszechnym materiałem leczniczym i jest wieloletnim ziołem z rodziny liliowatych. Rośnie w górach, lasach lub krzewach. Jest rozprowadzany w Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Syczuan, Jiangsu i innych miejscach w Chinach. Jest bogaty w zasoby naturalne. Według badań roczna produkcja leczniczego ciemiernika wynosi blisko 300-500 ton, a odmiany obejmują wiele odmian, takich jak ciemiernik, ciemiernik Xing'an, ciemiernik maosu i ciemiernik Guling, a aktywne składniki każdego gatunku nie są takie same.
Dzięki szybkiemu rozwojowi biotechnologii i dogłębnym badaniom nad materiałami leczniczymi z ciemiernika, wykorzystanie technologii edycji genów w celu ulepszenia leczniczych gatunków ciemiernika i sztuczne udomowienie dzikich gatunków ciemiernika postępuje etapami. Sztuczna uprawa odmian ciemiernika znacznie zmniejszy szkody wyrządzane przez wykopaliska ciemiernika w zasobach dzikiej plazmy zarodkowej i dodatkowo wspomoże industrializację ciemiernika w rolnictwie i medycynie.
Oczekuje się, że w przyszłości naturalne wyciągi z kłączy ciemiernika, pozyskiwane z roślin leczniczych, pozwolą stopniowo ograniczyć stosowanie tradycyjnych chemicznych środków roztoczobójczych i przyczynią się do dalszej poprawy jakości produktów rolnych, poprawy jakości i bezpieczeństwa produktów rolnych, poprawy ekologicznego środowiska rolniczego i utrzymania różnorodności biologicznej.
Czas publikacji: 08-08-2022