Acaricidele sunt o clasă de pesticide utilizate pe scară largă în agricultură, industrie și alte industrii. Acestea sunt utilizate în principal pentru a controla acarienii agricoli sau căpușele de pe animale sau animale de companie. În fiecare an, lumea suferă pierderi uriașe din cauza dăunătorilor acarieni. Potrivit Organizației Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură, 80% din efectivele de bovine ale lumii sunt infestate cu căpușe, ceea ce costă lumea pierderi economice estimate la 7,3 miliarde de dolari pe an. În America de Sud, plantele de soia afectate de acarianul păianjen Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) au pierdut aproximativ 18,28% din producția de cereale. În China, aproape 40 de milioane de acri de citrice sunt, de asemenea, infestate cu Panonychus citri (McGregor). Prin urmare, cererea de acaricide pe piața globală crește de la an la an. Cele opt produse de top de pe piața acaricidelor în 2018 sunt: spirodiclofen, spirometiconă, diafentiuron, bifenazat, piridaben, propargit, hexitiazox și fenpiroximat, vânzările lor totale fiind de 572 de milioane USD, reprezentând 69,1% din piața acaricidelor, iar dimensiunea pieței este de așteptat să ajungă la 2 miliarde USD până în 2025. Dimensiunea pieței acaricidelor este probabil să fie mai mare pe măsură ce terenul arabil global scade, populația crește, cererea de produse naturale crește și cererea de practici agricole durabile crește.
Analiza pieței globale a acaricidelor arată că acarianul păianjen roșu, Panclaw citric și Panonychus urmi sunt de departe cele mai importante specii de acarieni dăunători din punct de vedere economic, reprezentând peste 80% din piață. Alți acarieni înrudiți sunt pseudo-păianjenul (în principal acarienii păianjen scurți), acarienii ruginii și acarienii galei și acarienii tafani. Legumele și fructele, inclusiv citricele, vița-de-vie, soia, bumbacul și porumbul, sunt principalele culturi pentru care se aplică acaricide.
Cu toate acestea, datorită ciclului de viață scurt, partenogenezei, instrumentelor metabolice unice și adaptabilității puternice la mediu a acarienilor erbivori, cum ar fi acarienii păianjen și acarienii ghearele, rezistența lor la acaricide a crescut rapid. Acarienii reprezintă 3 din cele 12 artropode rezistente raportate. În aplicarea globală a acaricidelor, acaricidele chimice convenționale, cum ar fi organofosfații, carbamații, organoclorurinele și piretroizii, ocupă încă o poziție dominantă. În ultimii ani, deși au apărut acaricide de înaltă eficiență, cum ar fi bifenazatul și acetafenacul, problema omogenizării acaricidelor este încă serioasă. Având în vedere utilizarea pe termen lung și neștiințifică a acestor acaricide, majoritatea acarienilor erbivori au dezvoltat diferite grade de rezistență la acaricidele chimice de pe piață, iar efectele acestora au scăzut semnificativ. Pe de altă parte, odată cu atenția tot mai mare acordată problemelor de mediu și cu creșterea treptată a domeniului agriculturii organice, cererea de produse naturale pentru protejarea culturilor pe piața globală a crescut semnificativ. Prin urmare, dezvoltarea unor acaricide biologice sigure, eficiente, ecologice, mai puțin dăunătoare pentru dușmanii naturali și sigure, precum și a unor noi acaricide biologice, la care nu este ușor să dezvolte rezistență, este iminentă.
Pe baza acestui fapt, este o nevoie urgentă ca industria și dezvoltarea industrială să utilizeze pe deplin avantajele resurselor biologice ale Chinei pentru a promova cercetarea, dezvoltarea și aplicarea acaricidelor biologice.
1. Contextul cercetării privind alcaloizii veratrotrolului
Spânzurătoarea, cunoscută și sub numele de ceapă de munte, spânzurătoare neagră, este o plantă medicinală perenă. Fiind o plantă insecticidă nativă în China, oamenii îi scot adesea rizomii în timpul perioadei de vegetație și îi prăjesc într-un decoct ușor pentru a spăla la rece oile, caprele, bovinele și alte animale, precum și pentru a combate viermii musculițelor de casă și alți paraziți. Cercetătorii au descoperit apoi că spânzurătoarea are și un bun efect de control asupra altor dăunători. De exemplu, extractul de acetat de etil din rizomul Veratrum are o bună activitate insecticidă asupra larvelor de Plutella xylostella în stadiul doi și trei, în timp ce extractul de alcaloid Veratrol are un anumit efect letal asupra larvelor adulte și patru ale gândacului de bucătărie german. În același timp, cercetătorii au descoperit, de asemenea, că diferite extracte din rizomul Veratrum au o bună activitate acaricidă, printre care extractul etanolic>extractul cloroform>extractul n-butanol.
Cu toate acestea, modul de extragere a ingredientelor active este o problemă dificilă. Cercetătorii chinezi utilizează de obicei extracția cu ultrasunete cu cloroform alcalinizat cu amoniac, extracția cu apă, extracția prin percolare cu etanol și extracția cu CO2 supercritic pentru a obține substanțe active din rizomii de veratrum. Printre acestea, metoda de extracție cu ultrasunete cu cloroform alcalinizat cu amoniac utilizează o cantitate mare de solvent toxic, cloroform, deși rata de extracție este relativ mare; metoda de extracție cu apă are mulți timpi de extracție, un consum mare de apă și o rată de extracție scăzută; rata este scăzută. Metoda de extracție cu CO2 supercritic pentru extragerea alcaloizilor veratrolinei nu numai că are o rată de extracție ridicată, ingredientele active nu sunt distruse, dar și activitatea medicinală și puritatea ingredientelor active ale produselor obținute sunt mult îmbunătățite. În plus, reziduul de CO2 netoxic și fără solvent este inofensiv pentru organismul uman și pentru mediu, ceea ce poate încetini poluarea mediului cauzată de metodele tradiționale de extracție și a fost listat ca una dintre cele mai bune tehnologii de extracție și separare pentru efectele medicinale ale plantelor. Cu toate acestea, procesul de producție riscant și costul ridicat împiedică aplicarea sa industrială la scară largă.
2. Progresul cercetării și dezvoltării alcaloizilor veratrotrol
Studiu privind tehnologia de extracție a Veratrului. Tehnologia de co-extracție se bazează în principal pe materialul medicinal tradițional chinezesc veratrorum, suplimentat cu materiale medicinale naturale. Veratrotoina și alte ingrediente active multiple sunt preparate împreună și, în același timp, se utilizează diferiți solvenți pentru a extrage continuu materialele medicinale botanice, astfel încât să se maximizeze purificarea și precipitarea componentelor active eficiente din materialele medicinale botanice în etape. Obținerea componentelor grupate ale compușilor cu funcționalități diferite sau similare din același lot de materii prime. Îmbunătățește semnificativ rata de utilizare a materiilor prime botanice, reduce costurile de producție și crește semnificativ competitivitatea pe piață.
Studiu asupra mecanismului de acțiune al substanțelor active din Veratrum. Extractul de rizom de Veratrol este un tip de amestec care conține peste zece ingrediente active, cum ar fi veratrol, resveratrol, veratrotoină, ciclopamină, veratrol și oxid de resveratrol. Sistemul nervos al dăunătorilor.
Conform rapoartelor de cercetare, toxicitatea sa se bazează pe deschiderea canalelor de Na+ dependente de voltaj, care, la rândul lor, deschid canalele de Ca2+ activate de voltaj, ducând la eliberarea de neurotransmițători. Canalele de ioni de sodiu voltaj-dependente sunt o parte integrantă a semnalizării neuronale și musculare. Componentele active din extractul de Veratrum pot provoca perturbări de curent în canalele de ioni de sodiu, rezultând modificări ale permeabilității membranei, provocând șoc tremor și, în cele din urmă, moarte.
În același timp, unii cercetători francezi au raportat că alcaloizii veratrolinici pot inhiba, de asemenea, în mod necompetitiv acetilcolinesteraza (AChE) insectelor. Datorită mecanismului de acțiune inovator al alcaloizilor veratrotrol, poate apărea un atac multi-site, iar acarienii sunt dificil de adaptat la medicamentele cu acțiune multiplă prin propriile modificări structurale, astfel încât dezvoltarea rezistenței la medicamente nu este ușoară.
Tehnologie de preparare a extractului de rizom de helebrum cu 0,1% CE. Susținută de o tehnologie avansată de extracție și completată de o tehnologie excelentă de preparare, tensiunea superficială a medicamentului este mică, ceea ce poate înfășura rapid corpul insectei, poate promova penetrarea și absorbția soluției medicamentoase și poate spori efectul ingredientelor active. Are o bună dispersabilitate în apă, iar soluția este transparentă și omogenă după dispersare. La o diluție de 1000 de ori, timpul de udare completă a foii de pânză este de 44 de secunde, putând fi udată și penetrată rapid. Datele multiple de stabilitate la împrăștierea luminii au arătat că preparatul de extract de rizom de veratrum cu 0,1% CE a avut o stabilitate bună și a îndeplinit pe deplin diversele medii de aplicare pe teren.
Progresul cercetărilor privind tehnologia de aplicare a extractului de rizom de veratrum 0,1% CE
Noua tehnologie a îmbunătățit considerabil proprietățile de acțiune rapidă ale medicamentului. Comparativ cu tehnologia anterioară, produsul a redus utilizarea unui singur ingredient. Prin procesul unic, ingredientele din produs sunt mai abundente, iar efectul sinergic este mai evident.
În același timp, atunci când este utilizat împreună cu pesticidele chimice existente, în primul rând, poate reduce semnificativ baza populației de acarieni păianjen roșii, poate reduce cantitatea de pesticide chimice și poate îmbunătăți efectul de control. Pe scurt, în perioada de incidență ridicată a acarianului Panonychus citric din Hezhou, Guangxi, China, pulverizarea cu extract de rizom Veratrum 0,1% CE + 30% etoxazol a fost eficientă în 20 de minute, nu au fost observate insecte vii la 3 zile de la aplicare, iar efectul de control a fost menținut la 11 zile de la aplicare. Poate fi menținut peste 95%. În stadiul incipient al infestării cu acarienii citrici Panonychus portocalii din Jiangxi Ruijin, toate insectele au murit la 1 zi de la aplicare și nu au fost observate insecte vii la 3 zile de la aplicare, efectul de control fiind aproape de 99% după 16 zile.
Rezultatele biotestelor de teren de mai sus arată că, atunci când numărul de bază al acarienilor păianjen roșii este scăzut sau ridicat, utilizarea ca agent unic sau utilizarea combinată cu agenți chimici, extractul de rizom de Veratella vulgaris poate reduce numărul de bază al viermilor păianjen roșii și poate îmbunătăți efectul de control al pesticidelor chimice. Acesta a demonstrat un efect de control excelent. În același timp, extractul de rizom de spânzurătoare este derivat din plante. La concentrația recomandată, este sigur pentru utilizare în stadiile de înmugurire, înflorire și fructe tinere ale majorității plantelor și nu are niciun efect asupra extinderii lăstarilor, florilor și fructelor. Este sigur și ecologic pentru organismele nevizate, cum ar fi dușmanii naturali ai acarienilor, și nu are rezistență încrucișată cu insecticidele și acaricidele existente. Este foarte potrivit pentru gestionarea integrată a acarienilor (IPM). Și odată cu reducerea utilizării pesticidelor chimice, reziduurile de pesticide chimice precum etoxazolul, spirodiclofenul și bifenazatul din citrice pot îndeplini pe deplin „Standardul național de siguranță alimentară din China pentru limitele maxime de reziduuri de pesticide din alimente”, „Alimentele Uniunii Europene”. Standardul limită de reziduuri de pesticide și Standardul limită de reziduuri de pesticide din SUA oferă o garanție solidă pentru siguranța alimentară și calitatea și siguranța produselor agricole.
Tehnologia de editare genetică promovează industrializarea spânzurătorii
Spânzurătoarea este o plantă medicinală comună și este o plantă perenă din familia Liliaceae. Crește în munți, păduri sau tufișuri. Este răspândită în Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Sichuan, Jiangsu și alte locuri din China. Este bogată în resurse sălbatice. Conform studiilor, producția anuală de spânzurătoare medicinală este de aproape 300-500 de tone, iar soiurile includ multe varietăți, cum ar fi spânzurătoarea, spânzurătoarea Xing'an, spânzurătoarea maosu și spânzurătoarea Guling, iar componentele active ale fiecărei specii nu sunt aceleași.
Odată cu dezvoltarea rapidă a biotehnologiei și cercetările aprofundate asupra materialelor medicinale din spânzurătoare, utilizarea tehnologiei de editare genetică pentru îmbunătățirea speciilor medicinale de spânzurătoare și domesticirea artificială a speciilor sălbatice de spânzurătoare a progresat în etape. Cultivarea artificială a soiurilor de spânzurătoare va reduce considerabil daunele aduse resurselor de germeni sălbatici prin excavarea spânzurătoare și va promova în continuare industrializarea spânzurătoarei în domeniul agricol și în domeniul medical.
În viitor, se așteaptă ca extractele naturale de rizomi de spânzurătoare derivate din plante medicinale să reducă treptat utilizarea acaricidelor chimice tradiționale și să aducă îmbunătățiri suplimentare în ceea ce privește îmbunătățirea calității produselor agricole, îmbunătățirea calității și siguranței produselor agricole, îmbunătățirea mediului ecologic agricol și menținerea biodiversității, având o contribuție semnificativă.
Data publicării: 08 august 2022