Akaricídy sú triedou pesticídov široko používaných v poľnohospodárstve, priemysle a iných odvetviach. Používajú sa hlavne na kontrolu poľnohospodárskych roztočov alebo kliešťov na hospodárskych zvieratách alebo domácich zvieratách. Každý rok svet utrpí obrovské straty v dôsledku škodcov z radov roztočov. Podľa Organizácie Spojených národov pre výživu a poľnohospodárstvo je 80 percent svetových stád dobytka napadnutých kliešťami, čo svet stojí odhadom 7,3 miliardy dolárov ročne na ekonomických stratách. V Južnej Amerike stratili rastliny sóje poškodené roztočcom Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) približne 18,28 % úrody obilnín. V Číne je takmer 40 miliónov akrov citrusových porastov napadnutých aj roztočcom Panonychus citri (McGregor). Preto sa globálny dopyt po akaricídoch na trhu z roka na rok zvyšuje. Osem najvýznamnejších produktov na trhu s akaricídmi v roku 2018 boli: spirodiklofén, spirometikón, diafentiurón, bifenazát, pyridabén a propargit, hexytiazox a fenpyroximát, ich celkový predaj predstavoval 572 miliónov USD, čo predstavuje 69,1 % trhu s akaricídmi, a očakáva sa, že veľkosť trhu dosiahne do roku 2025 hodnotu 2 miliardy USD. Veľkosť trhu s akaricídmi sa pravdepodobne zväčší s poklesom celosvetovej ornej pôdy, rastúcou populáciou, rastúcim dopytom po prírodných produktoch a rastúcim dopytom po udržateľných poľnohospodárskych postupoch.
Analýza globálneho trhu s akaricídmi ukazuje, že červený pavúčí roztoč, Panclaw citrus a Panonychus urmi sú zďaleka ekonomicky najdôležitejšími druhmi roztočov, ktoré tvoria viac ako 80 % trhu. Ďalšími príbuznými roztočmi sú pseudopavúčí roztoč (najmä krátke pavúčie roztoče), hrdzové roztoče a roztoče chryzantémy a ovady. Zelenina a ovocie vrátane citrusov, viniča hroznorodého, sójových bôbov, bavlny a kukurice sú hlavnými plodinami, na ktoré sa akaricídy používajú.
Avšak vzhľadom na krátky životný cyklus, partenogenézu, jedinečné metabolické nástroje a silnú prispôsobivosť bylinožravých roztočov voči prostrediu, ich odolnosť voči akaricídom rýchlo rastie. Roztoče tvoria 3 z 12 hlásených rezistentných článkonožcov. Pri globálnom používaní akaricídov stále zaujímajú dominantné postavenie konvenčné chemické akaricídy, ako sú organofosfáty, karbamáty, organochlórované látky a pyretroidy. V posledných rokoch, hoci sa objavili vysokoúčinné akaricídy, ako sú bifenazát a acetafenak, problém homogenizácie akaricídov je stále vážny. Pri dlhodobom a nevedeckom používaní týchto akaricídov si väčšina bylinožravých roztočov vyvinula rôzne stupne odolnosti voči chemickým akaricídom na trhu a ich účinky sa výrazne znížili. Na druhej strane, s rastúcou pozornosťou venovanou environmentálnym otázkam a postupným nárastom oblasti ekologického poľnohospodárstva sa výrazne zvýšil dopyt po prírodných produktoch na ochranu plodín na globálnom trhu. Preto je vývoj bezpečných, účinných, ekologických, menej škodlivých pre prirodzených nepriateľov a nových biologických akaricídov, voči ktorým sa ľahko nevyvinie rezistencia, bezprostredný.
Na základe toho je naliehavo potrebné, aby priemysel a priemyselný rozvoj plne využili výhody biologických zdrojov Číny na podporu výskumu, vývoja a aplikácie biologických akaricídov.
1. Výskumné pozadie veratrotrolových alkaloidov
Čemerica, tiež známa ako horská cibuľa, čierna čemurica, je trváca liečivá látka. Keďže je to pôvodná insekticídna rastlina v Číne, ľudia často vykopávajú jej odnože počas vegetačného obdobia a vyprážajú ich do jemného odvaru na studené umývanie oviec, kôz, dobytka a iných hospodárskych zvierat a na ničenie larvov múch domácich a iných parazitov. Výskumníci potom zistili, že čemurica má aj dobrý účinok na kontrolu iných škodcov. Napríklad etylacetátový extrakt z odnože Veratrum má dobrú insekticídnu aktivitu na larvy druhého a tretieho instaru Plutella xylostella, zatiaľ čo extrakt z alkaloidu Veratrol má určitý letálny účinok na dospelé larvy a larvy štvrtého instaru nemeckého švába. Zároveň výskumníci zistili, že rôzne extrakty z odnože Veratrum majú dobrú akaricídnu aktivitu, medzi nimi etanolový extrakt > chloroformový extrakt > n-butanolový extrakt.
Avšak, spôsob extrakcie účinných látok je zložitý problém. Čínski výskumníci zvyčajne používajú ultrazvukovú extrakciu chloroformom alkalizovaným amoniakom, extrakciu vodou, extrakciu perkolačnou etanolom a superkritickú extrakciu CO2 na získanie účinných látok z odnoží veratrum. Medzi nimi metóda ultrazvukovej extrakcie s chloroformom alkalizovaným amoniakom používa veľké množstvo toxického rozpúšťadla chloroform, hoci rýchlosť extrakcie je relatívne vysoká; metóda extrakcie vodou má veľa časov extrakcie, veľkú spotrebu vody a nízku rýchlosť extrakcie; rýchlosť extrakcie je nízka. Metóda superkritickej extrakcie CO2 na extrakciu veratrolínových alkaloidov má nielen vysokú rýchlosť extrakcie, účinné látky sa neničia, ale výrazne sa zlepšuje aj liečivá aktivita a čistota účinných látok získaných produktov. Okrem toho je netoxický a bezrozpúšťadlový zvyšok CO2 neškodný pre ľudské telo a životné prostredie, čo môže spomaliť znečistenie životného prostredia spôsobené tradičnými extrakčnými metódami a bol uvedený ako jedna z najlepších extrakčných a separačných technológií pre liečivé účinky rastlín. Rizikový výrobný proces a vysoké náklady však bránia jej rozsiahlemu priemyselnému využitiu.
2. Pokrok vo výskume a vývoji veratrotrolových alkaloidov
Štúdia extrakčnej technológie Veratrum. Technológia koextrakcie je založená hlavne na tradičnej čínskej liečivej látke veratrorum, doplnenej o prírodné liečivé materiály. Veratrotoín a ďalšie viaceré účinné látky sa pripravujú spoločne a súčasne sa na kontinuálnu extrakciu botanických liečivých materiálov používajú rôzne rozpúšťadlá, aby sa maximalizovalo čistenie a vyzrážanie účinných účinných zložiek v botanických liečivých materiáloch v etapách. Získanie skupinových zložiek zlúčenín s rôznou alebo podobnou funkčnosťou z tej istej šarže surovín. Výrazne sa zlepšuje miera využitia botanických surovín, znižujú sa výrobné náklady a výrazne sa zvyšuje konkurencieschopnosť na trhu.
Štúdia mechanizmu účinku účinných látok z Veratrum. Extrakt z odnoží Veratrolu je druh zmesi, ktorá obsahuje viac ako desať účinných látok, ako sú veratrol, resveratrol, veratrotoín, cyklopamín, veratrol a resveratroloxid. Nervový systém škodcov.
Podľa výskumných správ je jeho toxicita založená na otváraní napäťovo závislých Na+ kanálov, ktoré následne otvárajú napäťovo aktivované Ca2+ kanály, čo vedie k uvoľňovaniu neurotransmiterov. Napäťovo riadené sodíkové iónové kanály sú neoddeliteľnou súčasťou neuronálnej a svalovej signalizácie. Aktívne zložky v extrakte z Veratrum môžu spôsobiť poruchy prúdu v sodíkových iónových kanáloch, čo vedie k zmenám v permeabilite membrán, spôsobuje tremor, šok a nakoniec smrť.
Zároveň niektorí francúzski vedci uviedli, že veratrolínové alkaloidy môžu tiež nekompetitívne inhibovať acetylcholínesterázu (AChE) hmyzu. Vzhľadom na nový mechanizmus účinku veratrotrolových alkaloidov môže dôjsť k útoku na viacerých miestach a pre roztoče je ťažké prispôsobiť sa liekom s viacerými miestami účinku prostredníctvom vlastných štrukturálnych zmien, takže nie je ľahké vyvinúť rezistenciu na liek.
Technológia prípravy 0,1% CE extraktu z odnoží čemure. Vďaka pokročilej extrakčnej technológii a vynikajúcej technológii prípravy je povrchové napätie liečiva nízke, čo umožňuje rýchlo obaliť telo hmyzu, podporiť prenikanie a vstrebávanie roztoku liečiva a zvýšiť účinok účinných látok. Má dobrú disperziu vo vode a roztok je po disperzii priehľadný a homogénny. Pri 1000-násobnom zriedení je čas na úplné navlhčenie plátna 44 sekúnd a dokáže rýchlo navlhčiť a preniknúť. Údaje o stabilite pri viacnásobnom rozptyle svetla ukázali, že prípravok s 0,1% CE extraktom z odnoží čemure mal dobrú stabilitu a plne vyhovoval rôznym aplikačným podmienkam v teréne.
Pokrok vo výskume technológie aplikácie 0,1 % extraktu z odnoží veratrum s obsahom enzýmu CE
Nová technológia výrazne zlepšila rýchlo účinkujúce vlastnosti lieku. V porovnaní s predchádzajúcou technológiou sa v produkte znížilo použitie jednej zložky. Vďaka jedinečnému procesu sú zložky v produkte hojnejšie a synergický efekt je zreteľnejší.
Zároveň, keď sa použije spolu s existujúcimi chemickými pesticídmi, môže v prvom rade výrazne znížiť populáciu roztočov červených pavúkovcov, znížiť množstvo chemických pesticídov a zlepšiť účinok kontroly. Stručne povedané, v období vysokého výskytu roztočov Panonychus citrusov v meste Hezhou, Guangxi, Čína, bol postrek 0,1% CE extraktom z odnoží Veratrum + 30% etoxazolom účinný do 20 minút, 3 dni po aplikácii nebol pozorovaný žiadny živý hmyz a účinok kontroly pretrvával 11 dní po aplikácii. V skorom štádiu roztočov pupkového oranžového v provincii Jiangxi Ruijin sa účinok 0,1% CE extraktu z odnoží Veratrum + 30% tetramizín bifenazátu blíži k 95%. V skorom štádiu nákazy roztočmi pupkového oranžového v provincii Jiangxi Ruijin uhynuli všetky roztoče citrusového pôvodu s 1 deň po aplikácii a 3 dni po aplikácii nebol pozorovaný žiadny živý hmyz. Účinok kontroly sa po 16 dňoch blíži k 99%.
Vyššie uvedené výsledky poľných biologických testov ukazujú, že pri nízkom alebo vysokom počte roztočov červených, pri použití samostatne alebo v kombinácii s chemickými látkami, extrakt z odnoží Veratella vulgaris môže znížiť počet roztočov červených pavúkov a zlepšiť kontrolný účinok chemických pesticídov. Preukázal vynikajúci kontrolný účinok. Zároveň extrakt z odnoží čemurenice pochádza z rastlín. Pri odporúčanej koncentrácii je bezpečné ho používať v štádiu pučania, kvitnutia a mladých plodov väčšiny rastlín a nemá žiadny vplyv na rast výhonkov, kvetov a plodov. Je bezpečný a ekologický pre necieľové organizmy, ako sú prirodzení nepriatelia roztočov, a nemá krížovú rezistenciu s existujúcimi insekticídmi a akaricídmi. Je veľmi vhodný na integrovanú ochranu proti roztočom (IPM). A so znížením používania chemických pesticídov môžu rezíduá chemických pesticídov, ako je etoxazol, spirodiklofén a bifenazát, v citrusoch plne spĺňať „Čínsky národný štandard bezpečnosti potravín pre maximálne limity rezíduí pesticídov v potravinách“ a „Potraviny Európskej únie“. Norma pre limity rezíduí pesticídov a americká norma pre limity rezíduí pesticídov v potravinách poskytujú spoľahlivú záruku bezpečnosti potravín a kvality a bezpečnosti poľnohospodárskych produktov.
Technológia génovej úpravy podporuje industrializáciu čemure
Čemerica je bežná liečivá látka a trváca bylina z čeľade ľaliovitých (Liliaceae). Rastie v horách, lesoch alebo kríkoch. Je rozšírená v provinciách Shanxi, Che-pej, Henan, Shandong, Liaoning, Sichuan, Jiangsu a ďalších miestach v Číne. Je bohatá na divo rastúce zdroje. Podľa výskumu sa ročná produkcia liečivej čemurenice blíži k 300 – 500 ton a odrody zahŕňajú mnoho druhov, ako napríklad čemurenica, čemurenica Xing'an, čemurenica Maosu a čemurenica Guling, pričom účinné látky jednotlivých druhov nie sú rovnaké.
Vďaka rýchlemu rozvoju biotechnológií a hĺbkovému výskumu liečivých materiálov z čemuerie sa využívanie technológie génovej úpravy na zlepšenie liečivých druhov čemuerie a umelá domestikácia divých druhov čemuerie postupne rozvíjali. Umelé pestovanie odrôd čemuerie výrazne zníži poškodenie zdrojov divokej zárodočnej plazmy ťažbou čemuerie a ďalej podporí industrializáciu čemuerie v poľnohospodárstve a medicíne.
V budúcnosti sa očakáva, že prírodné extrakty z odnoží čemurenice získané z liečivých rastlín postupne znížia používanie tradičných chemických akaricídov a prinesú ďalšie zlepšenia v zlepšovaní kvality poľnohospodárskych produktov, zlepšovaní kvality a bezpečnosti poľnohospodárskych produktov, zlepšovaní poľnohospodárskeho ekologického prostredia a udržiavaní biodiverzity. Veľký prínos.
Čas uverejnenia: 8. augusta 2022