Akaricidai yra pesticidų klasė, plačiai naudojama žemės ūkyje, pramonėje ir kitose pramonės šakose. Jie daugiausia naudojami žemės ūkio erkėms, arba erkėms, gyvenančioms gyvulių ar naminių gyvūnėlių organizme, kontroliuoti. Kiekvienais metais pasaulis patiria didžiulius nuostolius dėl erkių kenkėjų. Remiantis Jungtinių Tautų Maisto ir žemės ūkio organizacijos duomenimis, 80 procentų pasaulio galvijų bandų yra užkrėstos erkėmis, o tai pasauliui kainuoja apie 7,3 milijardo dolerių ekonominių nuostolių per metus. Pietų Amerikoje voratinklinės erkės Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) pažeisti sojų pupelių augalai prarado maždaug 18,28 % grūdų derliaus. Kinijoje beveik 40 milijonų akrų citrusinių vaisių taip pat užkrėsti Panonychus citri (McGregor). Todėl pasaulinė akaricidų paklausa rinkoje kasmet didėja. Aštuoni populiariausi produktai akaricidų rinkoje 2018 m. yra: spirodiklofenas, spirometikonas, diafentiuronas, bifenazatas, piridabenas, propargitas, heksitiazoksas ir fenpiroksimatas. Jų bendra pardavimų apimtis siekia 572 mln. JAV dolerių, tai sudaro 69,1 % akaricidų rinkos, o tikimasi, kad iki 2025 m. rinkos dydis pasieks 2 mlrd. JAV dolerių. Akaricidų rinkos dydis greičiausiai padidės, nes mažėja dirbamos žemės plotai pasaulyje, didėja gyventojų skaičius, auga natūralių produktų paklausa ir didėja tvarios žemės ūkio praktikos paklausa.
Pasaulinės akaricidų rinkos analizė rodo, kad raudonoji voratinklinė erkė, citrusinių vaisių erkė ir Panonychus urmi yra ekonomiškai svarbiausios kenkėjų erkių rūšys, sudarančios daugiau nei 80 % rinkos. Kitos susijusios erkės yra pseudovoratinklinės erkės (daugiausia trumposios voratinklinės erkės), rūdžių erkės ir tulžies bei arklinių muselių erkės. Daržovės ir vaisiai, įskaitant citrusinius augalus, vynuoges, sojų pupeles, medvilnę ir kukurūzus, yra pagrindiniai augalai, kuriems naudojami akaricidai.
Tačiau dėl trumpo gyvenimo ciklo, partenogenezės, unikalių medžiagų apykaitos įrankių ir didelio prisitaikymo prie aplinkos žolėdžių erkių, tokių kaip voratinklinės erkės ir panaginės erkės, jų atsparumas akaricidams sparčiai išaugo. Erkės sudaro 3 iš 12 žinomų atsparių nariuotakojų. Pasauliniu mastu taikant akaricidus, įprasti cheminiai akaricidai, tokie kaip organofosfatai, karbamatai, organochloridai ir piretroidai, vis dar užima dominuojančią padėtį. Pastaraisiais metais, nors atsirado didelio efektyvumo akaricidų, tokių kaip bifenazatas ir acetafenakas, akaricidų homogenizacijos problema tebėra rimta. Ilgai ir nemoksliškai naudojant šiuos akaricidus, dauguma žolėdžių erkių įgijo skirtingą atsparumo laipsnį rinkoje esantiems cheminiams akaricidams, o jų poveikis labai sumažėjo. Kita vertus, didėjant dėmesiui aplinkosaugos problemoms ir palaipsniui didėjant ekologinio ūkininkavimo sričiai, pasaulinėje rinkoje labai išaugo natūralių produktų, skirtų pasėliams apsaugoti, paklausa. Todėl neišvengiamai reikės sukurti saugius, efektyvius, aplinkai nekenksmingus, mažiau kenksmingus natūraliems priešams ir saugius bei naujus biologinius akaricidus, kuriems nebūtų lengva išsiugdyti atsparumą.
Remiantis tuo, pramonei ir pramonės plėtrai būtina skubiai visapusiškai išnaudoti Kinijos biologinių išteklių pranašumus, siekiant skatinti biologinių akaricidų tyrimus, plėtrą ir taikymą.
1. Veratrotrolio alkaloidų tyrimų kontekstas
Eleboras, dar žinomas kaip kalninis svogūnas, juodasis eleboras, yra daugiametis vaistinis augalas. Kinijoje šis insekticidinis augalas dažnai iškasa jo šakniastiebius vegetacijos laikotarpiu ir kepa juos švelniame nuovire, kad šaltai nuplautų avis, ožkas, galvijus ir kitus gyvulius, taip pat kovotų su musių lervomis ir kitais parazitais. Tuomet tyrėjai nustatė, kad eleboras taip pat gerai kontroliuoja kitus kenkėjus. Pavyzdžiui, Veratrum šakniastiebių etilo acetato ekstraktas pasižymi geru insekticidiniu aktyvumu prieš antros ir trečios stadijos Plutella xylostella lervas, o Veratrolio alkaloidų ekstraktas turi tam tikrą mirtiną poveikį suaugusioms ir ketvirtos stadijos vokiškojo tarakonų lervoms. Tuo pačiu metu tyrėjai taip pat nustatė, kad skirtingi Veratrum šakniastiebių ekstraktai pasižymi geru akaricidiniu aktyvumu, tarp kurių yra etanolio ekstraktas, chloroformo ekstraktas ir n-butanolio ekstraktas.
Tačiau veikliųjų medžiagų išgavimo būdas yra sudėtingas. Kinijos tyrėjai veikliosioms medžiagoms iš veratrolino šakniastiebių gauti dažniausiai naudoja amoniako šarminimo chloroformo ultragarsinę ekstrakciją, vandens ekstrakciją, etanolio perkoliacijos ekstrakciją ir superkritinę CO2 ekstrakciją. Tarp jų amoniako šarminimo chloroformo ultragarsinės ekstrakcijos metodas naudoja didelį kiekį toksiško tirpiklio chloroformo, nors ekstrakcijos greitis yra gana didelis; vandens ekstrakcijos metodas turi ilgą ekstrakcijos laiką, dideles vandens sąnaudas ir mažą ekstrakcijos greitį; greitis yra mažas. Superkritinės CO2 ekstrakcijos metodas veratrolino alkaloidams išgauti ne tik pasižymi dideliu ekstrakcijos greičiu, veikliosios medžiagos nėra sunaikinamos, bet ir žymiai pagerina gautų produktų vaistinis aktyvumas bei veikliųjų medžiagų grynumas. Be to, CO2 netoksiškos ir tirpiklių neturinčios liekanos yra nekenksmingos žmogaus organizmui ir aplinkai, o tai gali sulėtinti tradicinių ekstrahavimo metodų sukeltą aplinkos taršą ir yra įvardyta kaip viena geriausių augalų vaistinio poveikio ekstrakcijos ir atskyrimo technologijų. Tačiau rizikingas gamybos procesas ir didelė kaina trukdo jo plačiam pramoniniam pritaikymui.
2. Veratrotrolio alkaloidų tyrimų ir plėtros pažanga
Veratromo ekstrahavimo technologijos tyrimas. Koekstrahavimo technologija daugiausia pagrįsta tradicine kinų vaistine medžiaga veratrorum, papildyta natūraliomis vaistinėmis medžiagomis. Veratrotoinas ir kiti keli aktyvūs ingredientai yra ruošiami kartu, o tuo pačiu metu skirtingi tirpikliai naudojami nuolat ekstrahuoti botanines vaistines medžiagas, siekiant maksimaliai padidinti veiksmingų veikliųjų komponentų iš botaninių vaistinių medžiagų išgryninimą ir nusodinimą etapais. Iš tos pačios žaliavų partijos gaunami junginių, turinčių skirtingą arba panašų funkcionalumą, grupiniai komponentai. Žymiai pagerinamas botaninių žaliavų panaudojimo lygis, sumažinamos gamybos sąnaudos ir žymiai padidėja rinkos konkurencingumas.
Veratrumo veikliųjų medžiagų veikimo mechanizmo tyrimas. Veratrolio šakniastiebių ekstraktas yra mišinys, kuriame yra daugiau nei dešimt veikliųjų medžiagų, tokių kaip veratrolis, resveratrolis, veratrotoinas, ciklopaminas, veratrolis ir resveratrolio oksidas. Kenkėjų nervų sistema.
Remiantis tyrimų ataskaitomis, jo toksiškumas pagrįstas įtampos priklausomų Na+ kanalų atsidarymu, kurie savo ruožtu atveria įtampos aktyvuojamus Ca2+ kanalus, sukeldami neurotransmiterių išsiskyrimą. Įtampos aktyvuojami natrio jonų kanalai yra neatsiejama neuronų ir raumenų signalizacijos dalis. Aktyvūs Veratrum ekstrakto komponentai gali sukelti srovės sutrikimus natrio jonų kanaluose, dėl to pakinta membranos pralaidumas, atsiranda tremorinis šokas ir galiausiai mirtis.
Tuo pačiu metu kai kurie prancūzų mokslininkai pranešė, kad veratrolino alkaloidai taip pat gali nekonkurenciškai slopinti vabzdžių acetilcholinesterazę (AChE). Dėl naujo veratrotrolio alkaloidų veikimo mechanizmo gali pasireikšti daugiafunkcinis atakavimas, o erkėms sunku prisitaikyti prie daugiafunkcinių vaistų per savo struktūrinius pokyčius, todėl nėra lengva išsivystyti atsparumą vaistams.
0,1 % CE čemerys šakniastiebių ekstrakto paruošimo technologija. Pažangi ekstrahavimo technologija ir puiki paruošimo technologija užtikrina mažą vaisto paviršiaus įtempimą, kuris gali greitai apgaubti vabzdžio kūną, skatinti vaisto tirpalo įsiskverbimą ir absorbciją bei sustiprinti veikliųjų medžiagų poveikį. Jis gerai disperguojasi vandenyje, o tirpalas po dispersijos yra skaidrus ir homogeniškas. Praskiedus 1000 kartų, drobės lakštas visiškai sudrėksta per 44 sekundes, todėl jis gali greitai sudrėkti ir įsiskverbti. Daugkartinio šviesos sklaidos stabilumo duomenys parodė, kad 0,1 % CE veratrum šakniastiebių ekstrakto preparatas pasižymi geru stabilumu ir visiškai atitinka įvairias lauko taikymo aplinkas.
0,1 % CE veratrum šakniastiebių ekstrakto taikymo technologijos tyrimų pažanga
Naujoji technologija gerokai pagerino greito vaisto veikimo savybes. Palyginti su ankstesne technologija, produkte sumažintas vieno ingrediento naudojimas. Dėl unikalaus proceso produkte yra daugiau ingredientų, o sinerginis poveikis yra akivaizdesnis.
Tuo pačiu metu, naudojant kartu su esamais cheminiais pesticidais, pirma, jis gali žymiai sumažinti raudonųjų voratinklinių erkių populiacijos bazę, sumažinti cheminių pesticidų kiekį ir pagerinti kontrolės efektą. Apibendrinant galima teigti, kad didelio citrusinių Panonychus erkių paplitimo laikotarpiu Hedžou, Guangsi, Kinijoje, purškimas 0,1 % CE Veratrum šakniastiebių ekstrakto + 30 % etoksazolo buvo veiksmingas per 20 minučių, praėjus 3 dienoms po panaudojimo gyvų vabzdžių nematyti, o kontrolės efektas buvo 11 dienų po panaudojimo. Galima išlaikyti daugiau nei 95 %. Ankstyvojoje Jiangxi Ruijin bambos apelsinų citrusinių panclaw erkių stadijoje 0,1 % CE Veratrum šakniastiebių ekstrakto + 30 % tetramizino bifenazato visi vabzdžiai žuvo per 1 dieną po panaudojimo, o praėjus 3 dienoms po panaudojimo gyvų vabzdžių nematyti. Kontrolės efektas yra artimas 99 % po 16 dienų.
Pateikti lauko biologinio tyrimo rezultatai rodo, kad esant mažam arba dideliam raudonųjų voratinklinių erkučių baziniam skaičiui, naudojant vieną medžiagą arba kombinuotus cheminius preparatus, Veratella vulgaris šakniastiebių ekstraktas gali sumažinti raudonųjų voratinklinių kirmėlių bazinį skaičių ir pagerinti cheminių pesticidų kontrolės poveikį. Jis parodė puikų kontrolės poveikį. Tuo pačiu metu čemerys šakniastiebių ekstraktas yra gaunamas iš augalų. Esant rekomenduojamai koncentracijai, jį saugu naudoti daugumos augalų pumpuravimo, žydėjimo ir jaunų vaisių stadijose ir jis neturi įtakos ūglių, žiedų ir vaisių plėtimuisi. Jis yra saugus ir ekologiškas netiksliniams organizmams, tokiems kaip natūralūs erkių priešai, ir neturi kryžminio atsparumo esamiems insekticidams ir akaricidams. Jis labai tinka integruotai erkių kontrolei (IPM). Sumažinus cheminių pesticidų naudojimą, cheminių pesticidų, tokių kaip etoksazolas, spirodiklofenas ir bifenazatas, likučiai citrusiniuose vaisiuose gali visiškai atitikti „Kinijos nacionalinį maisto saugos standartą dėl didžiausių pesticidų likučių kiekių maisto produktuose“, „Europos Sąjungos maisto produktai“. Pesticidų likučių ribinės vertės standartas ir JAV pesticidų likučių ribinės vertės maisto produktuose suteikia tvirtą maisto saugos ir žemės ūkio produktų kokybės bei saugos garantiją.
Genų redagavimo technologija skatina čemerų industrializaciją
Eleboras yra įprasta vaistinė medžiaga ir daugiametis žolinis augalas, priklausantis lelijinių (Liliaceae) šeimai. Jis auga kalnuose, miškuose ar krūmynuose. Jis paplitęs Šansi, Hebėjaus, Henano, Šandongo, Liaoningo, Sičuano, Dziangsu ir kitose Kinijos vietose. Jis turtingas laukinės gamtos išteklių. Tyrimo duomenimis, metinė vaistinio eleboro produkcija siekia beveik 300–500 tonų, o veislių yra daug, pavyzdžiui, eleboras, Xing'an eleboras, maosu eleboras ir Guling eleboras, o kiekvienos rūšies veikliosios medžiagos nėra vienodos.
Sparčiai vystantis biotechnologijoms ir atliekant išsamius čemerų vaistinių medžiagų tyrimus, genų redagavimo technologijų naudojimas vaistinių čemerų rūšims gerinti ir dirbtiniam laukinių čemerų rūšių prijaukinimui progresavo etapais. Dirbtinis čemerų veislių auginimas gerokai sumažins čemerų kasimo daromą žalą laukinių augalų gemalo ištekliams ir dar labiau paskatins čemerų industrializaciją žemės ūkio ir medicinos srityse.
Tikimasi, kad ateityje natūralūs čemerų šakniastiebių ekstraktai, gauti iš vaistinių augalų, palaipsniui sumažins tradicinių cheminių akaricidų naudojimą ir dar labiau pagerins žemės ūkio produktų kokybę, pagerins jų kokybę ir saugą, pagerins žemės ūkio ekologinę aplinką ir išsaugos biologinę įvairovę.
Įrašo laikas: 2022 m. rugpjūčio 8 d.