Akaricīdi ir pesticīdu klase, ko plaši izmanto lauksaimniecībā, rūpniecībā un citās nozarēs. Tos galvenokārt izmanto, lai kontrolētu lauksaimniecības ērces jeb ērces mājlopiem vai mājdzīvniekiem. Katru gadu pasaule cieš milzīgus zaudējumus ērču kaitēkļu dēļ. Saskaņā ar Apvienoto Nāciju Organizācijas Pārtikas un lauksaimniecības organizācijas datiem, 80 procenti pasaules liellopu ganāmpulku ir invadēti ar ērcēm, kas pasaulei izmaksā aptuveni 7,3 miljardus dolāru gadā ekonomiskos zaudējumos. Dienvidamerikā sojas pupiņu augi, ko bojājusi zirnekļērce Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae), zaudēja aptuveni 18,28% no graudaugu ražas. Ķīnā gandrīz 40 miljonus akru citrusaugļu ir invadēti arī ar Panonychus citri (McGregor). Tāpēc pasaules tirgus pieprasījums pēc akaricīdiem gadu no gada pieaug. Astoņi lielākie produkti akaricīdu tirgū 2018. gadā ir: spirodiklofēns, spirometikons, diafentiurons, bifenazāts, piridabēns un propargīts, heksitiazokss un fenpiroksimāts, to kopējais pārdošanas apjoms ir 572 miljoni ASV dolāru, kas veido 69,1% no akaricīdu tirgus, un paredzams, ka tirgus apjoms līdz 2025. gadam sasniegs 2 miljardus ASV dolāru. Akaricīdu tirgus apjoms, visticamāk, palielināsies, jo samazinās globālā aramzeme, palielināsies iedzīvotāju skaits, pieaugs pieprasījums pēc dabīgiem produktiem un pieaugs pieprasījums pēc ilgtspējīgas lauksaimniecības prakses.
Globālā akaricīdu tirgus analīze liecina, ka sarkanā zirnekļērce, Panclaw citrus un Panonychus urmi ir ekonomiski nozīmīgākās kaitēkļu ērču sugas, kas veido vairāk nekā 80% no tirgus. Citas radniecīgas ērces ir pseido zirnekļērces (galvenokārt īsās zirnekļērces), rūsas ērces, kā arī žultsērces un zirgmušu ērces. Dārzeņi un augļi, tostarp citrusaugļi, vīnogas, sojas pupas, kokvilna un kukurūza, ir galvenās kultūras, kurām tiek izmantoti akaricīdi.
Tomēr, pateicoties zālēdāju ērcīšu, piemēram, zirnekļa ērcīšu un pankūku ērcīšu, īsajam dzīves ciklam, partenoģenēzei, unikālajiem vielmaiņas mehānismiem un spēcīgajai vides pielāgošanās spējai, to izturība pret akaricīdiem ir strauji augusi. Ērces veido 3 no 12 ziņotajiem rezistentajiem posmkājiem. Globālajā akaricīdu lietošanā dominējošo pozīciju joprojām ieņem tradicionālie ķīmiskie akaricīdi, piemēram, organofosfāti, karbamāti, organohlorīdi un piretroīdi. Pēdējos gados, lai gan ir parādījušies augstas efektivitātes akaricīdi, piemēram, bifenazāts un acetafenaks, akaricīdu homogenizācijas problēma joprojām ir nopietna. Ilgstoši un nezinātniski lietojot šos akaricīdus, lielākajai daļai zālēdāju ērcīšu ir izveidojusies dažāda izturība pret tirgū pieejamajiem ķīmiskajiem akaricīdiem, un to iedarbība ir ievērojami samazinājusies. No otras puses, pieaugot uzmanībai vides jautājumiem un pakāpeniski palielinoties bioloģiskās lauksaimniecības platībai, pasaules tirgū ir ievērojami pieaudzis pieprasījums pēc dabīgiem produktiem kultūraugu aizsardzībai. Tāpēc nenovēršama ir drošu, efektīvu, videi draudzīgu, dabiskajiem ienaidniekiem mazāk kaitīgu, kā arī drošu un jaunu bioloģisko akaricīdu, pret kuriem nav viegli attīstīt rezistenci, izstrāde.
Pamatojoties uz to, rūpniecībai un rūpniecības attīstībai ir steidzami jāizmanto Ķīnas bioloģisko resursu priekšrocības, lai veicinātu bioloģisko akaricīdu pētniecību, attīstību un pielietošanu.
1. Veratrotrola alkaloīdu pētniecības pamatojums
Hellebore, kas pazīstama arī kā kalnu sīpols, melnā hellebore, ir daudzgadīgs ārstniecības augs. Tā kā tas ir vietējais insekticīds augs Ķīnā, cilvēki veģetācijas periodā bieži izrok tā sakneņus un apcep tos vieglā novārījumā, lai aukstā mazgāšanā izmantotu aitas, kazas, liellopus un citus mājlopus, kā arī lai apkarotu mājas mušu kāpurus un citus parazītus. Pēc tam pētnieki atklāja, ka hellebore labi kontrolē arī citus kaitēkļus. Piemēram, Veratrum sakneņu etilacetāta ekstraktam piemīt laba insekticīda iedarbība pret Plutella xylostella otrās un trešās stadijas kāpuriem, savukārt Veratrola alkaloīdu ekstraktam ir noteikta letāla iedarbība uz pieaugušiem un ceturtās stadijas vācu prusaku kāpuriem. Vienlaikus pētnieki arī atklāja, ka dažādiem Veratrum sakneņu ekstraktiem piemīt laba akaricīda iedarbība, tostarp etanola ekstraktam, hloroforma ekstraktam un n-butanola ekstraktam.
Tomēr aktīvo vielu ieguves veids ir sarežģīts jautājums. Ķīnas pētnieki parasti izmanto amonjaka-sārmainu hloroforma ultraskaņas ekstrakciju, ūdens ekstrakciju, etanola perkolācijas ekstrakciju un superkritisko CO2 ekstrakciju, lai iegūtu aktīvās vielas no veratrolīna sakneņiem. Starp tām amonjaka-sārmainas hloroforma ultraskaņas ekstrakcijas metode izmanto lielu daudzumu toksiska šķīdinātāja hloroforma, lai gan ekstrakcijas ātrums ir relatīvi augsts; ūdens ekstrakcijas metodei ir daudz ekstrakcijas reižu, liels ūdens patēriņš un zems ekstrakcijas ātrums; ātrums ir zems. Superkritiskā CO2 ekstrakcijas metode veratrolīna alkaloīdu ieguvei ne tikai nodrošina augstu ekstrakcijas ātrumu, aktīvās vielas netiek iznīcinātas, bet arī ievērojami uzlabo iegūto produktu ārstniecisko aktivitāti un aktīvo vielu tīrību. Turklāt CO2 netoksiskās un šķīdinātāju nesaturošās atliekas ir nekaitīgas cilvēka organismam un videi, kas var palēnināt tradicionālo ekstrakcijas metožu radīto vides piesārņojumu, un ir atzītas par vienu no labākajām augu ārstnieciskās iedarbības ekstrakcijas un atdalīšanas tehnoloģijām. Tomēr riskantais ražošanas process un augstās izmaksas kavē tās plaša mēroga rūpniecisko pielietojumu.
2. Veratrotrola alkaloīdu pētniecības un attīstības progress
Veratruma ekstrakcijas tehnoloģijas pētījums. Koekstrakcijas tehnoloģija galvenokārt balstās uz tradicionālo ķīniešu ārstniecības materiālu veratrorum, ko papildina dabīgi ārstniecības materiāli. Veratrotoīns un citas vairākas aktīvās sastāvdaļas tiek sagatavotas kopā, un vienlaikus tiek izmantoti dažādi šķīdinātāji, lai nepārtraukti ekstrahētu botāniskos ārstniecības materiālus, tādējādi maksimāli palielinot botānisko ārstniecības materiālu efektīvo aktīvo komponentu attīrīšanu un nogulsnēšanos. No vienas izejvielu partijas iegūstot savienojumu grupas komponentus ar atšķirīgu funkcionalitāti vai līdzīgu funkcionalitāti. Ievērojami uzlabojot botānisko izejvielu izmantošanas līmeni, samazinot ražošanas izmaksas un ievērojami palielinot tirgus konkurētspēju.
Pētījums par Veratrum aktīvo vielu darbības mehānismu. Veratrola sakneņu ekstrakts ir maisījums, kas satur vairāk nekā desmit aktīvās vielas, piemēram, veratrolu, resveratrolu, veratrotoīnu, ciklopamīnu, veratrolu un resveratrola oksīdu. Kaitēkļu nervu sistēma.
Saskaņā ar pētījumu ziņojumiem, tā toksicitāte balstās uz sprieguma atkarīgu Na+ kanālu atvēršanos, kas savukārt atver sprieguma aktivizētus Ca2+ kanālus, izraisot neirotransmiteru izdalīšanos. Sprieguma aktivizēti nātrija jonu kanāli ir neatņemama neironu un muskuļu signalizācijas sastāvdaļa. Veratruma ekstrakta aktīvās sastāvdaļas var izraisīt strāvas traucējumus nātrija jonu kanālos, kā rezultātā mainās membrānas caurlaidība, izraisot trīci un šoku, kā arī nāvi.
Tajā pašā laikā daži franču zinātnieki ziņoja, ka veratrolīna alkaloīdi var arī nekonkurējoši inhibēt kukaiņu acetilholīnesterāzi (AChE). Veratrotrola alkaloīdu jaunā darbības mehānisma dēļ var notikt vairāku vietu uzbrukums, un ērcēm ir grūti pielāgoties daudzu vietu zālēm, izmantojot savas strukturālās izmaiņas, tāpēc nav viegli attīstīt zāļu rezistenci.
0,1 % CE hellebore sakneņu ekstrakta pagatavošanas tehnoloģija. Pateicoties progresīvai ekstrakcijas tehnoloģijai un papildinātai ar izcilu sagatavošanas tehnoloģiju, zāļu virsmas spraigums ir mazs, kas var ātri aptīt kukaiņa ķermeni, veicināt zāļu šķīduma iekļūšanu un uzsūkšanos, kā arī pastiprināt aktīvo vielu iedarbību. Tam ir laba disperģējamība ūdenī, un šķīdums pēc disperģēšanas ir caurspīdīgs un homogēns. 1000 reizes atšķaidīšanas laiks, lai pilnībā samitrinātu audekla loksni, ir 44 sekundes, un tas var ātri samitrināt un iesūkties. Vairākkārtējas gaismas izkliedes stabilitātes dati parādīja, ka 0,1 % CE veratrum sakneņu ekstrakta preparātam ir laba stabilitāte un tas pilnībā atbilst dažādām lauka lietošanas vidēm.
Pētījuma progress 0,1% CE veratrum sakneņu ekstrakta lietošanas tehnoloģijā
Jaunā tehnoloģija ir ievērojami uzlabojusi zāļu ātrās iedarbības īpašības. Salīdzinot ar iepriekšējo tehnoloģiju, produkts ir samazinājis vienas sastāvdaļas izmantošanu. Pateicoties unikālajam procesam, produkta sastāvdaļas ir bagātīgākas, un sinerģiskais efekts ir acīmredzamāks.
Vienlaikus, lietojot kopā ar esošajiem ķīmiskajiem pesticīdiem, pirmkārt, tas var ievērojami samazināt sarkano zirnekļērču populācijas bāzi, samazināt ķīmisko pesticīdu daudzumu un uzlabot kontroles efektu. Rezumējot, citrusaugļu Panonychus ērču augstās sastopamības periodā Hedžou, Guangsi, Ķīnā, 0,1% CE Veratrum sakneņu ekstrakta + 30% etoksazola izsmidzināšana bija efektīva 20 minūtēs, 3 dienas pēc lietošanas dzīvi kukaiņi netika novēroti, un kontroles efekts bija 11 dienas pēc lietošanas. var uzturēt virs 95%. Dzjansi Ruijin nabas apelsīnu citrusaugļu panklaw ērču agrīnajā stadijā 0,1% CE Veratrum sakneņu ekstrakta + 30% tetramizīna bifenazāta izsmidzināšana visi bojā gāja 1 dienu pēc lietošanas, un 3 dienas pēc lietošanas dzīvi kukaiņi netika novēroti. Kontroles efekts pēc 16 dienām ir tuvu 99%.
Iepriekš minētie lauka bioanalīzes rezultāti liecina, ka, lietojot gan vienu līdzekli, gan kombinētu ķīmisko vielu lietošanu, Veratella vulgaris sakneņu ekstrakts var samazināt sarkano zirnekļtārpu bāzes skaitu un uzlabot ķīmisko pesticīdu kontroles efektu, ja to bāzes skaits ir zems vai augsts. Tam bija lieliska kontroles iedarbība. Tajā pašā laikā hellebore sakneņu ekstrakts ir iegūts no augiem. Ieteicamajā koncentrācijā to var droši lietot lielākās daļas augu pumpurošanās, ziedēšanas un jauno augļu stadijās, un tas neietekmē dzinumu, ziedu un augļu izplatīšanos. Tas ir drošs un videi draudzīgs nemērķa organismiem, piemēram, ērču dabiskajiem ienaidniekiem, un tam nav krusteniskās rezistences ar esošajiem insekticīdiem un akaricīdiem. Tas ir ļoti piemērots integrētai ērču apkarošanai (IPM). Samazinot ķīmisko pesticīdu lietošanu, ķīmisko pesticīdu, piemēram, etoksazola, spirodiklofēna un bifenazāta, atliekas citrusaugļos var pilnībā atbilst "Ķīnas Nacionālajam pārtikas nekaitīguma standartam attiecībā uz pesticīdu atlieku maksimālo daudzumu pārtikā", "Eiropas Savienības pārtikas produkti". Pesticīdu atlieku robežvērtību standarts un ASV pesticīdu atlieku robežvērtību standarts pārtikas produktos sniedz stabilu garantiju pārtikas nekaitīgumam un lauksaimniecības produktu kvalitātei un drošībai.
Gēnu rediģēšanas tehnoloģija veicina hellebore industrializāciju
Hellebore ir izplatīts ārstniecības materiāls un daudzgadīgs Liliaceae dzimtas augs. Tas aug kalnos, mežos vai krūmos. Tas ir izplatīts Šaņsji, Hebei, Henanā, Šaņdunā, Liaoninā, Sičuaņā, Dzjansu un citās vietās Ķīnā. Tas ir bagāts ar savvaļas resursiem. Saskaņā ar pētījumu, medicīniskās hellebore gada produkcija ir tuvu 300–500 tonnām, un šķirņu vidū ir daudz, piemēram, hellebore, Xing'an hellebore, maosu hellebore un Guling hellebore, un katras sugas aktīvās sastāvdaļas nav vienādas.
Līdz ar straujo biotehnoloģijas attīstību un padziļinātiem pētījumiem par hellebore ārstniecības materiāliem, gēnu rediģēšanas tehnoloģiju izmantošana, lai uzlabotu hellebore ārstniecības sugas un mākslīgi pieradinātu savvaļas hellebore sugas, ir pakāpeniski progresējusi. Hellebore šķirņu mākslīgā kultivēšana ievērojami samazinās hellebore izrakumu radīto kaitējumu savvaļas dīgļplazmas resursiem un vēl vairāk veicinās hellebore industrializāciju lauksaimniecības un medicīnas jomā.
Paredzams, ka nākotnē dabīgie hellebore sakneņu ekstrakti, kas iegūti no ārstniecības augiem, pakāpeniski samazinās tradicionālo ķīmisko akaricīdu lietošanu un veicinās turpmākus uzlabojumus lauksaimniecības produktu kvalitātes uzlabošanā, lauksaimniecības produktu kvalitātes un drošības uzlabošanā, lauksaimniecības ekoloģiskās vides uzlabošanā un bioloģiskās daudzveidības saglabāšanā. Liels ieguldījums.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 8. augusts