Akaricidi su klasa pesticida koja se široko koristi u poljoprivredi, industriji i drugim industrijama. Uglavnom se koriste za suzbijanje poljoprivrednih grinja ili krpelja na stoci ili kućnim ljubimcima. Svake godine svijet trpi ogromne gubitke zbog grinja. Prema Organizaciji Ujedinjenih naroda za hranu i poljoprivredu, 80 posto svjetskih stada goveda 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 milijuna 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 milijuna američkih dolara, što čini 69,1% tržišta akaricida, a očekuje se da će veličina tržišta do 2025. godine doseći 2 milijarde američkih dolara. Veličina tržišta akaricida vjerojatno 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 štetnika, čineći više od 80% tržišta. Ostale srodne grinje su pseudopaukove grinje (uglavnom kratke paukove grinje), hrđave grinje te grinje galice 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 paukovih grinja i panklavih grinja, njihova otpornost na akaricide brzo je porasla. Grinje čine 3 od 12 prijavljenih otpornih člankonožaca. U globalnoj primjeni akaricida, konvencionalni kemijski akaricidi poput organofosfata, karbamata, organoklorina i piretroida i dalje zauzimaju dominantnu poziciju. Posljednjih godina, iako su se pojavili visokoučinkoviti akaricidi poput bifenazata i acetafenaka, problem homogenizacije akaricida i dalje je ozbiljan. Dugotrajnom i neznanstvenom upotrebom ovih akaricida, većina biljojedih grinja razvila je različite stupnjeve otpornosti na kemijske akaricide na tržištu, a njihovi učinci su značajno smanjeni. S druge strane, s rastućom pažnjom prema ekološkim problemima i postupnim povećanjem područja organske poljoprivrede, potražnja za prirodnim proizvodima za zaštitu usjeva na globalnom tržištu značajno se povećala. Stoga je razvoj sigurnih, učinkovitih, ekološki prihvatljivih, manje štetnih za prirodne neprijatelje te novih bioloških akaricida na koje nije lako razviti otpornost neizbježan.
Na temelju toga, hitno je potrebno da industrija i industrijski razvoj u potpunosti iskoriste prednosti bioloških resursa Kine kako bi se potaknulo istraživanje, razvoj i primjena bioloških akaricida.
1. Istraživačka pozadina veratrotrol alkaloida
Kukurijek, također poznat kao planinski luk, crni kukurijek, višegodišnja je ljekovita biljka. Kao domaća insekticidna biljka u Kini, ljudi često iskopavaju njegove rizome tijekom vegetacije i prže ih u blagom uvarku za hladno pranje ovaca, koza, goveda i druge stoke, te za suzbijanje crva kućne muhe i drugih parazita. Istraživači su zatim otkrili da kukurijek ima i dobar učinak suzbijanja drugih štetnika. Na primjer, etil acetatni ekstrakt Veratrum rhizomea ima dobro insekticidno djelovanje na ličinke Plutella xylostella drugog i trećeg stadija, dok ekstrakt alkaloida Veratrol ima određeni smrtonosni učinak na odrasle i ličinke njemačkog žohara četvrtog stadija. Istovremeno, istraživači su također otkrili da različiti ekstrakti Veratrum rhizomea imaju dobro akaricidno djelovanje, među kojima su etanolni ekstrakt > kloroformni ekstrakt > n-butanolni ekstrakt.
Međutim, kako ekstrahirati aktivne sastojke predstavlja težak problem. Kineski istraživači obično koriste ultrazvučnu ekstrakciju kloroformom alkaliziranim amonijakom, ekstrakciju vodom, ekstrakciju perkolacijom etanolom i superkritičnu ekstrakciju CO2 kako bi dobili aktivne tvari iz rizoma veratrum. Među njima, metoda ultrazvučne ekstrakcije kloroformom alkaliziranim amonijakom koristi veliku količinu otrovnog otapala 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 ekstrakcije CO2 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 dobivenih proizvoda znatno poboljšavaju. Osim toga, ostatak CO2 koji je netoksičan i bez otapala bezopasan je za ljudsko tijelo i okoliš, što može usporiti onečišćenje okoliša uzrokovano tradicionalnim metodama ekstrakcije, te je naveden kao jedna od najboljih tehnologija ekstrakcije i odvajanja za ljekovite učinke na biljke. Međutim, rizičan proizvodni proces 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 uglavnom se temelji na tradicionalnom kineskom ljekovitom materijalu veratrorum, dopunjenom prirodnim ljekovitim materijalima. Veratrotoin i drugi aktivni sastojci pripremaju se zajedno, a istovremeno se koriste različita otapala za kontinuiranu ekstrakciju botaničkih ljekovitih materijala, kako bi se maksimiziralo pročišćavanje i taloženje učinkovitih aktivnih komponenti u botaničkim ljekovitim materijalima u fazama. Dobivanje grupnih komponenti spojeva s različitom funkcionalnošću ili sličnom funkcionalnošću iz iste serije sirovina. Značajno poboljšava stopu iskorištenja botaničkih sirovina, smanjuje troškove proizvodnje i značajno povećava konkurentnost na tržištu.
Studija mehanizma djelovanja aktivnih tvari 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. Živčani sustav štetnika.
Prema istraživačkim izvješćima, njegova toksičnost temelji se na otvaranju naponski ovisnih Na+ kanala, što zauzvrat otvara naponski aktivirane Ca2+ kanale, 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 znanstvenici izvijestili su 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 s više mjesta djelovanja putem vlastitih strukturnih promjena, pa nije lako razviti otpornost na lijekove.
Tehnologija pripreme ekstrakta rizoma kukurijeka s 0,1% CE. Uz pomoć napredne tehnologije ekstrakcije i izvrsne tehnologije pripreme, površinska napetost lijeka je mala, što može brzo omotati tijelo kukca, potaknuti prodiranje i apsorpciju otopine lijeka te pojačati učinak aktivnih sastojaka. Ima dobru disperzibilnost u vodi, a otopina je prozirna i homogena nakon disperzije. Nakon 1000-strukog razrjeđenja, vrijeme potpunog vlaženja platna je 44 sekunde, a može se brzo navlažiti i prodrijeti. Podaci o višestrukoj stabilnosti raspršenja svjetlosti pokazali su da pripravak ekstrakta rizoma kukurijeka s 0,1% CE ima dobru stabilnost i u potpunosti zadovoljava različite uvjete terenske primjene.
Napredak istraživanja tehnologije primjene 0,1% CE ekstrakta rizoma veratrum
Nova tehnologija je uvelike poboljšala brzodjelujuća svojstva lijeka. U usporedbi s prethodnom tehnologijom, proizvod je smanjio upotrebu jednog sastojka. Zahvaljujući jedinstvenom procesu, sastojci u proizvodu su obilniji, a sinergijski učinak je očitiji.
Istovremeno, kada se koristi zajedno s postojećim kemijskim pesticidima, prvo, može značajno smanjiti populacijsku bazu crvenih paukova grinja, smanjiti količinu kemijskih pesticida i poboljšati učinak suzbijanja. Ukratko, u razdoblju visoke incidencije grinja Panonychus u Hezhouu, Guangxi, Kina, prskanje s 0,1% CE ekstrakta rizoma Veratrum + 30% etoksazola bilo je učinkovito unutar 20 minuta, nisu viđeni živi insekti 3 dana nakon primjene, a učinak 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 sve su uginule 1 dan nakon primjene, a nisu viđeni živi insekti 3 dana nakon primjene. Učinak suzbijanja je blizu 99% nakon 16 dana.
Gore navedeni rezultati terenskog biološkog testa pokazuju da kada je osnovni broj crvenih paukova nizak ili visok, primjena pojedinačnog sredstva i kombinirana primjena s kemijskim sredstvima, ekstrakt rizoma Veratella vulgaris može smanjiti osnovni broj crvenih paukova i poboljšati učinak suzbijanja kemijskih pesticida. Pokazao je izvrstan učinak suzbijanja. Istovremeno, ekstrakt rizoma kukurika dobiva se iz biljaka. U preporučenoj koncentraciji siguran je za upotrebu u fazama pupanja, cvjetanja i mladih plodova većine biljaka i nema utjecaja na širenje izdanaka, cvjetova i plodova. Siguran je i ekološki prihvatljiv za organizme koji nisu ciljne skupine, poput prirodnih neprijatelja grinja, te nema unakrsnu otpornost s postojećim insekticidima i akaricidima. Vrlo je pogodan za integrirano upravljanje grinjama (IPM). A smanjenjem upotrebe kemijskih pesticida, ostaci kemijskih pesticida poput etoksazola, spirodiklofena i bifenazata u citrusima mogu u potpunosti zadovoljiti „Kineski nacionalni standard sigurnosti hrane za maksimalne granice ostataka pesticida u hrani“, „Hrana Europske unije“. Standard za ograničenje ostataka pesticida i Američki standard za ograničenje ostataka pesticida u hrani pružaju čvrsto jamstvo za sigurnost hrane te kvalitetu 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 aktivni sastojci svake vrste nisu isti.
S brzim razvojem biotehnologije i dubinskim istraživanjem ljekovitih materijala kukurijeka, korištenje tehnologije uređivanja gena za poboljšanje ljekovitih vrsta kukurijeka i umjetno pripitomljavanje divljih vrsta kukurijeka napredovalo je u fazama. Umjetni uzgoj sorti kukurijeka uvelike će smanjiti štetu koju iskopavanje kukurijeka nanosi divljim resursima germplazme te dodatno potaknuti industrijalizaciju kukurijeka u poljoprivrednom i medicinskom području.
U budućnosti se očekuje da će prirodni ekstrakti rizoma kukurika dobiveni iz ljekovitog bilja postupno smanjiti upotrebu tradicionalnih kemijskih akaricida te dodatno poboljšati kvalitetu poljoprivrednih proizvoda, poboljšati kvalitetu i sigurnost poljoprivrednih proizvoda, poboljšati poljoprivredni ekološki okoliš i održati bioraznolikost.
Vrijeme objave: 08.08.2022.