Akaricidi su klasa pesticida koja se široko koristi u poljoprivredi, industriji i drugim industrijama. Uglavnom se koriste za suzbijanje poljoprivrednih grinja, odnosno krpelja na stoci ili kućnim ljubimcima. Svake godine svijet trpi ogromne gubitke zbog štetočina grinja. Prema podacima Organizacije Ujedinjenih nacija za hranu i poljoprivredu, 80 posto svjetskih stada stoke zaraženo je krpeljima, što svijet košta procijenjenih 7,3 milijarde dolara godišnje ekonomskih gubitaka. U Južnoj Americi, biljke soje oštećene paukovim grinjama Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) izgubile su približno 18,28% prinosa žitarica. U Kini je gotovo 40 miliona hektara agruma također zaraženo Panonychus citri (McGregor). Stoga, globalna potražnja za akaricidima na tržištu raste iz godine u godinu. Osam vodećih proizvoda na tržištu akaricida u 2018. godini su: spirodiklofen, spirometikon, diafentiuron, bifenazat, piridaben i propargit, heksitiazoks i fenpiroksimat, njihova ukupna prodaja iznosi 572 miliona američkih dolara, što čini 69,1% tržišta akaricida, a očekuje se da će veličina tržišta dostići 2 milijarde američkih dolara do 2025. godine. Veličina tržišta akaricida vjerovatno će se povećati kako se smanjuje globalna obradiva površina, povećava stanovništvo, povećava potražnja za prirodnim proizvodima i povećava potražnja za održivim poljoprivrednim praksama.
Analiza globalnog tržišta akaricida pokazuje da su crveni pauk, Panclaw citrus i Panonychus urmi daleko ekonomski najvažnije vrste grinja štetočina, čineći više od 80% tržišta. Ostale srodne grinje su pseudopaukove grinje (uglavnom kratke paukove grinje), hrđave grinje te grinje galučice i obadi. Povrće i voće, uključujući citruse, vinovu lozu, soju, pamuk i kukuruz, glavne su kulture na koje se primjenjuju akaricidi.
Međutim, zbog kratkog životnog ciklusa, partenogeneze, jedinstvenih metaboličkih alata i snažne prilagodljivosti okolišu biljojedih grinja poput paučina i panklavih grinja, njihova otpornost na akaricide je brzo porasla. Grinje čine 3 od 12 prijavljenih otpornih člankonožaca. U globalnoj primjeni akaricida, konvencionalni hemijski akaricidi poput organofosfata, karbamata, organoklorina i piretroida i dalje zauzimaju dominantnu poziciju. Posljednjih godina, iako su se pojavili visoko efikasni akaricidi poput bifenazata i acetafenaka, problem homogenizacije akaricida je i dalje ozbiljan. S dugotrajnom i nenaučnom upotrebom ovih akaricida, većina biljojedih grinja razvila je različite stepene otpornosti na hemijske akaricide na tržištu, a njihovi efekti su značajno smanjeni. S druge strane, s rastućom pažnjom prema ekološkim problemima i postepenim povećanjem područja organske poljoprivrede, potražnja za prirodnim proizvodima za zaštitu usjeva na globalnom tržištu značajno je porasla. Stoga je razvoj sigurnih, efikasnih, ekološki prihvatljivih, manje štetnih za prirodne neprijatelje, kao i novih bioloških akaricida na koje nije lako razviti otpornost, neizbježan.
Na osnovu toga, hitno je potrebno da industrija i industrijski razvoj u potpunosti iskoriste prednosti bioloških resursa Kine kako bi se promovisalo istraživanje, razvoj i primjena bioloških akaricida.
1. Istraživačka pozadina veratrotrol alkaloida
Kukurijek, također poznat kao planinski luk, crni kukurijek, je višegodišnja ljekovita biljka. Kao domaća insekticidna biljka u Kini, ljudi često iskopavaju njegove rizome tokom vegetacije i prže ih u blagom dekoktu za hladno pranje ovaca, koza, goveda i druge stoke, te za suzbijanje crva kućnih muha i drugih parazita. Istraživači su potom otkrili da kukurijek ima i dobar učinak suzbijanja drugih štetočina. Na primjer, etil acetatni ekstrakt Veratrum rizoma ima dobru insekticidnu aktivnost na larve Plutella xylostella drugog i trećeg stadija, dok ekstrakt alkaloida Veratrol ima određeni smrtonosni učinak na odrasle i larve njemačkog žohara četvrtog stadija. Istovremeno, istraživači su također otkrili da različiti ekstrakti Veratrum rizoma imaju dobru akaricidnu aktivnost, među kojima su etanolni ekstrakt > hloroformski ekstrakt > n-butanolni ekstrakt.
Međutim, kako ekstrahirati aktivne sastojke predstavlja težak problem. Kineski istraživači obično koriste ultrazvučnu ekstrakciju amonijakom alkaliziranim kloroformom, ekstrakciju vodom, ekstrakciju etanolom perkolacijom i superkritičnu CO2 ekstrakciju kako bi dobili aktivne supstance iz rizoma veratrum-a. Među njima, metoda ultrazvučne ekstrakcije amonijakom alkaliziranim kloroformom koristi veliku količinu otrovnog rastvarača kloroforma, iako je brzina ekstrakcije relativno visoka; metoda ekstrakcije vodom ima mnogo vremena ekstrakcije, veliku potrošnju vode i nisku brzinu ekstrakcije; brzina ekstrakcije je niska. Superkritična metoda CO2 ekstrakcije za ekstrakciju veratrolinskih alkaloida ne samo da ima visoku brzinu ekstrakcije, aktivni sastojci se ne uništavaju, već se i ljekovita aktivnost i čistoća aktivnih sastojaka dobijenih proizvoda znatno poboljšavaju. Osim toga, ostatak CO2 koji je netoksičan i bez rastvarača je bezopasan za ljudski organizam i okoliš, što može usporiti zagađenje okoliša uzrokovano tradicionalnim metodama ekstrakcije, te je naveden kao jedna od najboljih tehnologija ekstrakcije i separacije za ljekovite efekte biljaka. Međutim, rizičan proces proizvodnje i visoki troškovi ometaju njegovu industrijsku primjenu u velikim razmjerima.
2. Napredak istraživanja i razvoja veratrotrol alkaloida
Studija o tehnologiji ekstrakcije Veratrum-a. Tehnologija ko-ekstrakcije se uglavnom zasniva na tradicionalnom kineskom ljekovitom materijalu veratrorum, dopunjenom prirodnim ljekovitim materijalima. Veratrotoin i drugi aktivni sastojci se pripremaju zajedno, a istovremeno se koriste različiti rastvarači za kontinuiranu ekstrakciju botaničkih ljekovitih materijala, kako bi se maksimiziralo prečišćavanje i taloženje efikasnih aktivnih komponenti u botaničkim ljekovitim materijalima u fazama. Dobijanje grupnih komponenti jedinjenja sa različitom funkcionalnošću ili sličnom funkcionalnošću iz iste serije sirovina. Značajno poboljšanje stope iskorištenja botaničkih sirovina, smanjenje troškova proizvodnje i značajno povećanje konkurentnosti na tržištu.
Studija o mehanizmu djelovanja aktivnih supstanci Veratrum-a. Ekstrakt rizoma Veratrola je vrsta mješavine koja sadrži više od deset aktivnih sastojaka kao što su veratrol, resveratrol, veratrotoin, ciklopamin, veratrol i resveratrol oksid. Nervni sistem štetočina.
Prema istraživačkim izvještajima, njegova toksičnost zasniva se na otvaranju Na+ kanala zavisnih od napona, što zauzvrat otvara Ca2+ kanale aktivirane naponom, što dovodi do oslobađanja neurotransmitera. Naponski kontrolirani natrijevi ionski kanali sastavni su dio neuronske i mišićne signalizacije. Aktivne komponente u ekstraktu Veratrum mogu uzrokovati poremećaje struje u natrijevim ionskim kanalima, što rezultira promjenama u propusnosti membrane, uzrokujući tremor, šok i na kraju smrt.
Istovremeno, neki francuski naučnici su izvijestili da veratrolin alkaloidi mogu i nekompetitivno inhibirati acetilkolinesterazu (AChE) kod insekata. Zbog novog mehanizma djelovanja veratrotrol alkaloida, može doći do napada na više mjesta, a grinjama je teško prilagoditi se lijekovima na više mjesta djelovanja putem vlastitih strukturnih promjena, tako da nije lako razviti otpornost na lijekove.
Tehnologija pripreme ekstrakta rizoma kukurika s 0,1% CE. Podržana naprednom tehnologijom ekstrakcije i dopunjena izvrsnom tehnologijom pripreme, površinska napetost lijeka je mala, što može brzo obaviti tijelo insekta, pospješiti prodiranje i apsorpciju rastvora lijeka i pojačati učinak aktivnih sastojaka. Ima dobru disperzibilnost u vodi, a rastvor je proziran i homogen nakon disperzije. Razrjeđivanjem od 1000 puta, vrijeme potpunog vlaženja platna je 44 sekunde, a može se brzo navlažiti i prodrijeti. Podaci o višestrukoj stabilnosti raspršenja svjetlosti pokazali su da preparat ekstrakta rizoma kukurika s 0,1% CE ima dobru stabilnost i u potpunosti zadovoljava različite uvjete primjene na terenu.
Napredak istraživanja tehnologije primjene 0,1% CE ekstrakta rizoma veratrum
Nova tehnologija je značajno poboljšala brzodjelujuća svojstva lijeka. U poređenju s prethodnom tehnologijom, proizvod je smanjio upotrebu samo jednog sastojka. Zahvaljujući jedinstvenom procesu, sastojci u proizvodu su obilniji, a sinergijski efekat je očigledniji.
Istovremeno, kada se koristi zajedno s postojećim hemijskim pesticidima, prvo, može značajno smanjiti populaciju crvenih paučina, smanjiti količinu hemijskih pesticida i poboljšati efekat suzbijanja. Ukratko, u periodu visoke incidencije grinja Panonychus u Hezhouu, Guangxi, Kina, prskanje s 0,1% CE ekstrakta rizoma Veratrum + 30% etoksazola bilo je učinkovito u roku od 20 minuta, nisu viđeni živi insekti 3 dana nakon primjene, a efekat suzbijanja bio je 11 dana nakon primjene. Može se održati iznad 95%. U ranoj fazi grinja pupkaste naranče Jiangxi Ruijin, 0,1% CE ekstrakta rizoma Veratrum + 30% tetramizin bifenazata uginule su 1 dan nakon primjene, a nisu viđeni živi insekti 3 dana nakon primjene. Efekat suzbijanja je blizu 99% nakon 16 dana.
Gore navedeni rezultati biološkog testa na terenu pokazuju da kada je osnovni broj crvenih paukova grinja nizak ili visok, upotreba pojedinačnog sredstva i kombinovana upotreba sa hemijskim sredstvima, ekstrakt rizoma Veratella vulgaris može smanjiti osnovni broj crvenih paukova i poboljšati efekat kontrole hemijskih pesticida. Pokazao je odličan efekat kontrole. Istovremeno, ekstrakt rizoma kukurika dobija se iz biljaka. U preporučenoj koncentraciji, siguran je za upotrebu u fazama pupanja, cvjetanja i mladih plodova većine biljaka i nema uticaja na širenje izdanaka, cvjetova i plodova. Siguran je i ekološki prihvatljiv za organizme koji nisu ciljna grupa, kao što su prirodni neprijatelji grinja, i nema unakrsnu otpornost sa postojećim insekticidima i akaricidima. Vrlo je pogodan za integrisano upravljanje grinjama (IPM). A sa smanjenjem upotrebe hemijskih pesticida, ostaci hemijskih pesticida kao što su etoksazol, spirodiklofen i bifenazat u citrusima mogu u potpunosti ispuniti „Kineski nacionalni standard sigurnosti hrane za maksimalne granice ostataka pesticida u hrani“, „Hrana Evropske unije“. Standard za ograničenje ostataka pesticida i Američki standard za ograničenje ostataka pesticida u hrani pružaju čvrstu garanciju za sigurnost hrane te kvalitet i sigurnost poljoprivrednih proizvoda.
Tehnologija uređivanja gena potiče industrijalizaciju kukurika
Kukurijek je uobičajena ljekovita biljka i višegodišnja je biljka iz porodice Liliaceae. Raste u planinama, šumama ili grmlju. Rasprostranjen je u Shanxiju, Hebeiju, Henanu, Shandongu, Liaoningu, Sečuanu, Jiangsuu i drugim mjestima u Kini. Bogat je divljim resursima. Prema istraživanju, godišnja proizvodnja ljekovitog kukurijeka je blizu 300-500 tona, a sorte uključuju mnoge varijante, kao što su kukurijek, kukurijek Xing'an, kukurijek Maosu i kukurijek Guling, a aktivne komponente svake vrste nisu iste.
S brzim razvojem biotehnologije i dubinskim istraživanjem ljekovitih materijala kukurijeka, upotreba tehnologije uređivanja gena za poboljšanje ljekovitih vrsta kukurijeka i vještačko pripitomljavanje divljih vrsta kukurijeka napredovalo je u fazama. Vještački uzgoj sorti kukurijeka uveliko će smanjiti štetu koju iskopavanje kukurijeka nanosi divljim resursima germplazme i dalje će promovirati industrijalizaciju kukurijeka u poljoprivrednom i medicinskom području.
U budućnosti se očekuje da će prirodni ekstrakti rizoma kukurika, dobiveni iz ljekovitih biljaka, postepeno smanjiti upotrebu tradicionalnih kemijskih akaricida i donijeti daljnja poboljšanja u poboljšanju kvalitete poljoprivrednih proizvoda, poboljšanju kvalitete i sigurnosti poljoprivrednih proizvoda, poboljšanju poljoprivrednog ekološkog okruženja i održavanju biodiverziteta.
Vrijeme objave: 08.08.2022.