Акарициды — это класс пестицидов, широко используемых в сельском хозяйстве, промышленности и других отраслях. В основном они используются для борьбы с сельскохозяйственными клещами или клещами на скоте или домашних животных. Каждый год мир несет огромные потери из-за клещевых вредителей. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций, 80 процентов поголовья крупного рогатого скота в мире заражены клещами, что обходится миру примерно в 7,3 миллиарда долларов в год в виде экономических потерь. В Южной Америке растения сои, поврежденные паутинным клещом Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae), потеряли примерно 18,28% урожая зерновых. В Китае почти 40 миллионов акров цитрусовых также заражены Panonychus citri (McGregor). Поэтому спрос на акарициды на мировом рынке растет с каждым годом. Восемь основных продуктов на рынке акарицидов в 2018 году: спиродиклофен, спирометикон, диафентиурон, бифеназат, пиридабен и пропаргит, гекситиазокс и фенпироксимат, их общий объем продаж составляет 572 млн долларов США, что составляет 69,1% рынка акарицидов, и ожидается, что размер рынка достигнет 2 млрд долларов США к 2025 году. Размер рынка акарицидов, вероятно, будет увеличиваться по мере сокращения площади пахотных земель в мире, увеличения численности населения, увеличения спроса на натуральные продукты и повышения спроса на устойчивые методы ведения сельского хозяйства.
Анализ мирового рынка акарицидов показывает, что красный паутинный клещ, Panclaw citrus и Panonychus urmi являются наиболее экономически важными видами клещей-вредителей, на долю которых приходится более 80% рынка. Другие родственные клещи — это ложные паутинные клещи (в основном короткие паутинные клещи), ржавчинные клещи, галловые клещи и клещи-слепни. Овощи и фрукты, включая цитрусовые, виноград, соевые бобы, хлопок и кукуруза, являются основными культурами, для которых применяются акарициды.
Однако из-за короткого жизненного цикла, партеногенеза, уникальных метаболических механизмов и сильной экологической приспособляемости травоядных клещей, таких как паутинные клещи и клещи-панклоу, их устойчивость к акарицидам быстро возросла. Клещи составляют 3 из 12 зарегистрированных устойчивых членистоногих. В мировом применении акарицидов традиционные химические акарициды, такие как органофосфаты, карбаматы, органохлорины и пиретроиды, по-прежнему занимают доминирующее положение. В последние годы, хотя появились высокоэффективные акарициды, такие как бифеназат и ацетафенак, проблема гомогенизации акарицидов по-прежнему остается серьезной. При длительном и ненаучном использовании этих акарицидов большинство травоядных клещей выработали различную степень устойчивости к химическим акарицидам на рынке, и их действие значительно снизилось. С другой стороны, с ростом внимания к проблемам окружающей среды и постепенным увеличением площади органического сельского хозяйства, спрос на натуральные продукты для защиты сельскохозяйственных культур на мировом рынке значительно возрос. Поэтому разработка безопасных, эффективных, экологически чистых, менее вредных для естественных врагов и безопасных и новых биологических акарицидов, к которым нелегко развить резистентность, неизбежна.
Исходя из этого, для промышленности и промышленного развития крайне необходимо в полной мере использовать преимущества биологических ресурсов Китая для содействия исследованиям, разработкам и применению биологических акарицидов.
1. Предпосылки исследования алкалоидов вератротрола
Морозник, также известный как горный лук, черный морозник, является многолетним лекарственным материалом. Как местное инсектицидное растение в Китае, люди часто выкапывают его корневища в период вегетации и жарят его в слабом отваре для холодной промывки овец, коз, крупного рогатого скота и другого домашнего скота, а также для борьбы с личинками мух и другими паразитами. Затем исследователи обнаружили, что морозник также оказывает хорошее контрольное действие на других вредителей. Например, этилацетатный экстракт корневища чемерицы оказывает хорошее инсектицидное действие на личинки второй и третьей стадии Plutella xylostella, в то время как экстракт алкалоида вератрола оказывает определенное летальное действие на взрослых особей и личинки четвертой стадии рыжего таракана. В то же время исследователи также обнаружили, что различные экстракты корневища чемерицы обладают хорошей акарицидной активностью, среди которых этанольный экстракт>хлороформный экстракт>н-бутаноловый экстракт.
Однако, как извлечь активные ингредиенты, является сложной проблемой. Китайские исследователи обычно используют ультразвуковую экстракцию хлороформа, подщелоченного аммиаком, водную экстракцию, экстракцию перколяцией этанола и сверхкритическую экстракцию CO2 для получения активных веществ из корневищ чемерицы. Среди них метод ультразвуковой экстракции хлороформа, подщелоченного аммиаком, использует большое количество токсичного растворителя хлороформа, хотя скорость экстракции относительно высока; метод водной экстракции имеет много времени экстракции, большое потребление воды и низкую скорость экстракции; скорость низкая. Метод сверхкритической экстракции CO2 для извлечения алкалоидов вератролина не только имеет высокую скорость экстракции, активные ингредиенты не разрушаются, но также значительно улучшаются лекарственная активность и чистота активных ингредиентов полученных продуктов. Кроме того, нетоксичный и не содержащий растворителей остаток CO2 безвреден для человеческого организма и окружающей среды, что может замедлить загрязнение окружающей среды, вызванное традиционными методами экстракции, и был включен в список как одна из лучших технологий экстракции и разделения для лекарственных эффектов растений. Однако рискованный процесс производства и высокая стоимость препятствуют его крупномасштабному промышленному применению.
2. Прогресс в исследованиях и разработках алкалоидов вератротрола
Исследование технологии экстракции чемерицы. Технология совместной экстракции в основном основана на традиционном китайском лекарственном материале вератрорум, дополненном натуральными лекарственными материалами. , Вератротоин и другие множественные активные ингредиенты готовятся вместе, и в то же время различные растворители используются для непрерывной экстракции ботанических лекарственных материалов, чтобы максимизировать очистку и осаждение эффективных активных компонентов в ботанических лекарственных материалах поэтапно. Получение групповых компонентов соединений с различной функциональностью или схожей функциональностью из одной и той же партии сырья. Значительно улучшить коэффициент использования ботанического сырья, снизить производственные затраты и значительно повысить конкурентоспособность на рынке.
Изучение механизма действия активных веществ Veratrum. Экстракт корневища Veratrol представляет собой своего рода смесь, которая содержит более десяти активных ингредиентов, таких как вератрол, ресвератрол, вератротоин, циклопамин, вератрол и оксид ресвератрола. Нервная система вредителей.
Согласно отчетам об исследованиях, его токсичность основана на открытии потенциалзависимых Na+-каналов, которые в свою очередь открывают потенциалактивируемые Ca2+-каналы, что приводит к высвобождению нейротрансмиттера. Потенциалзависимые натриевые ионные каналы являются неотъемлемой частью нейронной и мышечной сигнализации. Активные компоненты в экстракте Veratrum могут вызывать нарушения тока в натриевых ионных каналах, что приводит к изменению проницаемости мембраны, вызывая треморный шок и в конечном итоге смерть.
В то же время некоторые французские ученые сообщили, что алкалоиды вератролина также могут неконкурентно ингибировать ацетилхолинэстеразу (АХЭ) насекомых. Из-за нового механизма действия алкалоидов вератрола может происходить многосайтовая атака, и клещам трудно адаптироваться к препаратам многосайтового действия посредством собственных структурных изменений, поэтому нелегко выработать лекарственную устойчивость.
Технология приготовления экстракта корневища чемерицы 0,1% CE. Поддерживаемая передовой технологией экстракции и дополненная превосходной технологией приготовления, поверхностное натяжение препарата невелико, что может быстро окутать тело насекомого, способствовать проникновению и всасыванию лекарственного раствора и усиливать действие активных ингредиентов. Он обладает хорошей диспергируемостью в воде, а раствор прозрачен и однороден после дисперсии. Разбавление в 1000 раз, время полного смачивания полотна составляет 44 секунды, и он может быстро смачивать и проникать. Данные по стабильности многократного рассеяния света показали, что препарат экстракта корневища чемерицы 0,1% CE имел хорошую стабильность и полностью соответствовал различным средам полевого применения.
Ход исследований по технологии применения 0,1% экстракта корневища чемерицы CE
Новая технология значительно улучшила быстродействующие свойства препарата. По сравнению с предыдущей технологией, продукт сократил использование одного ингредиента. Благодаря уникальному процессу ингредиенты в продукте более обильны, а синергетический эффект более очевиден.
В то же время, при использовании вместе с существующими химическими пестицидами, во-первых, он может значительно сократить популяционную базу красного паутинного клеща, уменьшить количество химических пестицидов и улучшить эффект контроля. Подводя итог, в период высокой заболеваемости цитрусовым клещом Panonychus в Хэчжоу, Гуанси, Китай, распыление 0,1% CE экстракта корневища Veratrum + 30% этоксазола было эффективным в течение 20 минут, живых насекомых не было обнаружено через 3 дня после применения, а эффект контроля составил 11 дней после применения. можно поддерживать выше 95%. На ранней стадии цитрусовых панклоу-клещей Jiangxi Ruijin navel orange 0,1% CE экстракта корневища Veratrum + 30% тетрамизин бифеназата все погибли через 1 день после применения, и живых насекомых не было обнаружено через 3 дня после применения., эффект контроля близок к 99% через 16 дней.
Приведенные выше результаты полевого биоанализа показывают, что когда базовая численность красных паутинных клещей низкая или высокая, использование одного агента и комплексное использование с химическими агентами, экстракт корневища Veratella vulgaris может снизить базовую численность красных паутинных червей и улучшить контрольный эффект химических пестицидов. Он показал превосходный контрольный эффект. В то же время экстракт корневища морозника получают из растений. В рекомендуемой концентрации он безопасен для использования на стадиях бутонизации, цветения и молодых плодов большинства растений и не оказывает влияния на расширение побегов, цветов и плодов. Он безопасен и экологически безопасен для нецелевых организмов, таких как естественные враги клещей, и не имеет перекрестной резистентности с существующими инсектицидами и акарицидами. Он очень подходит для комплексного управления клещами (IPM). А с сокращением использования химических пестицидов остатки химических пестицидов, таких как этоксазол, спиродиклофен и бифеназат в цитрусовых, могут полностью соответствовать «Национальному стандарту безопасности пищевых продуктов Китая по максимальным остаточным уровням пестицидов в пищевых продуктах», «Продукты питания Европейского союза». Стандарт предельного уровня остатков пестицидов и Стандарт предельного уровня остатков пестицидов США в пищевых продуктах обеспечивают надежную гарантию безопасности пищевых продуктов, а также качества и безопасности сельскохозяйственной продукции.
Технология редактирования генов способствует индустриализации морозника
Морозник является распространенным лекарственным материалом и является многолетним травянистым растением семейства лилейных. Он растет в горах, лесах или кустарниках. Он распространен в провинциях Шаньси, Хэбэй, Хэнань, Шаньдун, Ляонин, Сычуань, Цзянсу и других местах Китая. Он богат дикими ресурсами. Согласно исследованию, годовой объем производства лекарственного морозника составляет около 300-500 тонн, а его разновидности включают в себя множество разновидностей, таких как морозник, морозник Синъань, морозник Маосу и морозник Гулин, а активные компоненты каждого вида не одинаковы.
С быстрым развитием биотехнологии и углубленным исследованием лекарственных материалов чемерицы, использование технологии редактирования генов для улучшения лекарственных видов чемерицы и искусственного одомашнивания диких видов чемерицы прогрессировало поэтапно. Искусственное выращивание сортов чемерицы значительно сократит ущерб, наносимый выкапыванием чемерицы диким ресурсам зародышевой плазмы, и будет способствовать дальнейшему индустриализации чемерицы в сельскохозяйственной и медицинской областях.
Ожидается, что в будущем натуральные экстракты корневищ чемерицы, полученные из лекарственных растений, позволят постепенно сократить использование традиционных химических акарицидов и внесут дальнейшие улучшения в улучшение качества сельскохозяйственной продукции, повышение качества и безопасности сельскохозяйственной продукции, улучшение агроэкологической среды и сохранение биоразнообразия. большой вклад.
Время публикации: 08-08-2022