Acarisid ialah sejenis racun perosak yang digunakan secara meluas dalam pertanian, industri dan industri lain. Ia digunakan terutamanya untuk mengawal hama pertanian, atau kutu pada ternakan atau haiwan peliharaan. Setiap tahun dunia mengalami kerugian besar akibat perosak hama. Menurut Pertubuhan Makanan dan Pertanian Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu, 80 peratus daripada kawanan lembu dunia diserang kutu, yang menyebabkan kerugian ekonomi dianggarkan sebanyak $7.3 bilion setahun kepada dunia. Di Amerika Selatan, tumbuhan kacang soya yang rosak akibat hama labah-labah Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) kehilangan kira-kira 18.28% dalam hasil bijirin. Di China, hampir 40 juta ekar tanaman sitrus juga diserang oleh Panonychus citri (McGregor). Oleh itu, permintaan pasaran global untuk akarisid semakin meningkat tahun demi tahun. Lapan produk teratas dalam pasaran akarisid pada tahun 2018 ialah: spirodiklofen, spirometikon, diafentiuron, bifenazat, piridaben, dan propargit, heksitiazoks, dan fenpirokimat, jumlah jualannya ialah US$572 juta, menyumbang 69.1% daripada pasaran akarisid, dan saiz pasaran dijangka mencecah US$2 bilion menjelang 2025. Saiz pasaran akarisid berkemungkinan akan lebih besar apabila tanah pertanian global berkurangan, populasi meningkat, permintaan untuk produk semula jadi meningkat, dan permintaan untuk amalan pertanian lestari meningkat.
Analisis pasaran akarisid global menunjukkan bahawa hama labah-labah merah, sitrus Panclaw dan Panonychus urmi setakat ini merupakan spesies hama perosak yang paling penting dari segi ekonomi, menyumbang lebih daripada 80% pasaran. Hama lain yang berkaitan ialah hama labah-labah pseudo (terutamanya hama labah-labah pendek), hama karat dan hama hempedu dan lalat kuda. Sayur-sayuran dan buah-buahan, termasuk sitrus, anggur, kacang soya, kapas dan jagung, adalah tanaman utama yang menggunakan akarisid.
Walau bagaimanapun, disebabkan kitaran hayat yang pendek, partenogenesis, alat metabolik yang unik dan kebolehsuaian persekitaran yang kuat bagi hama herbivor seperti hama labah-labah dan hama panclaw, rintangan mereka terhadap akarisida telah berkembang pesat. Hama menyumbang kepada 3 daripada 12 artropod tahan yang dilaporkan. Dalam aplikasi akarisida global, akarisida kimia konvensional seperti organofosfat, karbamat, organoklorin, dan piretroid masih menduduki kedudukan yang dominan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, walaupun akarisida berkecekapan tinggi seperti bifenazat dan asetafenak telah muncul, masalah homogenisasi akarisida masih serius. Dengan penggunaan akarisida ini dalam jangka masa panjang dan tidak saintifik, kebanyakan hama herbivor telah mengembangkan tahap rintangan yang berbeza terhadap akarisida kimia di pasaran, dan kesannya telah menurun dengan ketara. Sebaliknya, dengan perhatian yang semakin meningkat terhadap isu alam sekitar dan peningkatan beransur-ansur dalam bidang pertanian organik, permintaan untuk produk semula jadi untuk melindungi tanaman di pasaran global telah meningkat dengan ketara. Oleh itu, pembangunan akarisid biologi baharu yang selamat, cekap, mesra alam, kurang berbahaya kepada musuh semula jadi dan selamat yang tidak mudah mengalami rintangan akan segera dijalankan.
Berdasarkan ini, adalah satu keperluan mendesak bagi industri dan pembangunan perindustrian untuk memanfaatkan sepenuhnya kelebihan sumber biologi China bagi menggalakkan penyelidikan dan pembangunan serta aplikasi akarisida biologi.
1. Latar belakang kajian alkaloid veratrotrol
Hellebore, juga dikenali sebagai bawang gunung, hellebore hitam, merupakan bahan perubatan saka. Sebagai tumbuhan insektisida asli di China, orang ramai sering menggali rizomnya semasa tempoh tumbuh-tumbuhan dan menggorengnya menjadi rebusan ringan untuk mencuci biri-biri, kambing, lembu dan ternakan lain dengan sejuk, dan untuk menangani ulat lalat rumah dan parasit lain. Kemudian penyelidik mendapati bahawa hellebore juga mempunyai kesan kawalan yang baik terhadap perosak lain. Contohnya, ekstrak etil asetat rizom Veratrum mempunyai aktiviti insektisida yang baik pada larva instar kedua dan ketiga Plutella xylostella, manakala ekstrak alkaloid Veratrol mempunyai kesan maut tertentu pada larva instar dewasa dan keempat lipas Jerman. Pada masa yang sama, penyelidik juga mendapati bahawa ekstrak rizom Veratrum yang berbeza mempunyai aktiviti akarisida yang baik, antaranya ekstrak etanol>ekstrak kloroform>ekstrak n-butanol.
Walau bagaimanapun, cara mengekstrak bahan aktif adalah masalah yang sukar. Penyelidik Cina biasanya menggunakan pengekstrakan ultrasonik kloroform beralkali ammonia, pengekstrakan air, pengekstrakan perkolasi etanol, dan pengekstrakan CO2 superkritikal untuk mendapatkan bahan aktif daripada rizom veratrum. Antaranya, kaedah pengekstrakan ultrasonik kloroform beralkali ammonia menggunakan sejumlah besar kloroform pelarut toksik walaupun kadar pengekstrakan agak tinggi; kaedah pengekstrakan air mempunyai banyak masa pengekstrakan, penggunaan air yang besar, dan kadar pengekstrakan yang rendah; kadarnya rendah. Kaedah pengekstrakan CO2 superkritikal untuk mengekstrak alkaloid veratrolin bukan sahaja mempunyai kadar pengekstrakan yang tinggi, bahan aktif tidak dimusnahkan, tetapi juga aktiviti perubatan dan ketulenan bahan aktif produk yang diperoleh bertambah baik. Di samping itu, sisa CO2 yang tidak toksik dan bebas pelarut tidak berbahaya kepada tubuh manusia dan alam sekitar, yang boleh memperlahankan pencemaran alam sekitar yang disebabkan oleh kaedah pengekstrakan tradisional, dan telah disenaraikan sebagai salah satu teknologi pengekstrakan dan pemisahan terbaik untuk kesan perubatan tumbuhan. Walau bagaimanapun, proses pengeluaran yang berisiko dan kos yang tinggi menghalang aplikasi perindustrian berskala besarnya.
2. Kemajuan penyelidikan dan pembangunan alkaloid veratrotrol
Kajian tentang teknologi pengekstrakan Veratrum. Teknologi pengekstrakan bersama terutamanya berdasarkan bahan perubatan tradisional Cina veratrorum, ditambah dengan bahan perubatan semula jadi. Veratrotoin dan pelbagai bahan aktif lain disediakan bersama, dan pada masa yang sama, pelarut yang berbeza digunakan untuk mengekstrak bahan perubatan botani secara berterusan, untuk memaksimumkan penulenan dan pemendakan komponen aktif yang berkesan dalam bahan perubatan botani secara berperingkat. Memperoleh komponen kumpulan sebatian dengan fungsi yang berbeza atau fungsi yang serupa daripada kelompok bahan mentah yang sama. Meningkatkan kadar penggunaan bahan mentah botani dengan ketara, mengurangkan kos pengeluaran, dan meningkatkan daya saing pasaran dengan ketara.
Kajian tentang mekanisme tindakan bahan aktif Veratrum. Ekstrak rimpang Veratrol adalah sejenis campuran yang mengandungi lebih daripada sepuluh bahan aktif seperti veratrol, resveratrol, veratrotoin, siklopamina, veratrol, dan resveratrol oksida. Sistem saraf perosak.
Menurut laporan penyelidikan, ketoksikannya adalah berdasarkan pembukaan saluran Na+ yang bergantung kepada voltan, yang seterusnya membuka saluran Ca2+ yang diaktifkan voltan, yang membawa kepada pembebasan neurotransmiter. Saluran ion natrium berpagar voltan merupakan bahagian penting dalam isyarat neuron dan otot. Komponen aktif dalam ekstrak Veratrum boleh menyebabkan gangguan arus dalam saluran ion natrium, mengakibatkan perubahan dalam kebolehtelapan membran, menyebabkan gegaran dan akhirnya kematian.
Pada masa yang sama, beberapa sarjana Perancis melaporkan bahawa alkaloid veratrolin juga boleh menghalang asetilkolinesterase (AChE) serangga secara tidak kompetitif. Disebabkan oleh mekanisme tindakan baharu alkaloid veratrotrol, serangan berbilang tapak boleh berlaku, dan sukar bagi hama untuk menyesuaikan diri dengan ubat berbilang tapak tindakan melalui perubahan strukturnya sendiri, jadi tidak mudah untuk membangunkan rintangan ubat.
Teknologi penyediaan ekstrak rizom hellebore 0.1% CE. Disokong oleh teknologi pengekstrakan canggih dan dilengkapi dengan teknologi penyediaan yang sangat baik, tegangan permukaan ubat adalah kecil, yang boleh membalut badan serangga dengan cepat, menggalakkan penembusan dan penyerapan larutan ubat, dan meningkatkan kesan bahan aktif. Ia mempunyai kebolehsebaran yang baik dalam air, dan larutannya lutsinar dan homogen selepas penyebaran. 1000 kali pencairan, masa untuk membasahi sepenuhnya lembaran kanvas ialah 44 saat, dan ia boleh membasahi dan menembusi dengan cepat. Data kestabilan penyerakan cahaya berganda menunjukkan bahawa penyediaan ekstrak rizom veratrum 0.1% CE mempunyai kestabilan yang baik dan memenuhi sepenuhnya pelbagai persekitaran aplikasi lapangan.
Kemajuan penyelidikan mengenai teknologi aplikasi ekstrak rizom veratrum 0.1% CE
Teknologi baharu ini telah meningkatkan sifat bertindak pantas ubat dengan ketara. Berbanding dengan teknologi sebelumnya, produk ini telah mengurangkan penggunaan satu bahan sahaja. Melalui proses yang unik, bahan-bahan dalam produk ini lebih banyak, dan kesan sinerginya lebih jelas.
Pada masa yang sama, apabila digunakan bersama racun perosak kimia sedia ada, pertama sekali, ia dapat mengurangkan populasi hama labah-labah merah dengan ketara, mengurangkan jumlah racun perosak kimia dan meningkatkan kesan kawalan. Secara ringkasnya, dalam tempoh kejadian hama Panonychus sitrus yang tinggi di Hezhou, Guangxi, China, penyemburan ekstrak rizom Veratrum CE 0.1% + etoksazol 30% berkesan dalam masa 20 minit, tiada serangga hidup dilihat 3 hari selepas penggunaan, dan kesan kawalan adalah 11 hari selepas penggunaan. boleh dikekalkan melebihi 95%. Pada peringkat awal hama panclaw sitrus oren pusar Jiangxi Ruijin, ekstrak rizom Veratrum CE 0.1% + tetramizin bifenazat 30% semuanya mati 1 hari selepas penggunaan, dan tiada serangga hidup dilihat 3 hari selepas penggunaan, kesan kawalan hampir 99% selepas 16 hari.
Keputusan ujian bio lapangan di atas menunjukkan bahawa apabila bilangan asas hama labah-labah merah rendah atau tinggi, penggunaan agen tunggal dan penggunaan sebatian dengan agen kimia, ekstrak rizom Veratella vulgaris dapat mengurangkan bilangan asas cacing labah-labah merah dan meningkatkan kesan kawalan racun perosak kimia. Ia menunjukkan kesan kawalan yang sangat baik. Pada masa yang sama, ekstrak rizom hellebore berasal dari tumbuhan. Pada kepekatan yang disyorkan, ia selamat digunakan pada peringkat tunas, berbunga, dan buah muda kebanyakan tumbuhan, dan tidak memberi kesan pada pengembangan pucuk, bunga dan buah. Ia selamat dan mesra alam sekitar kepada organisma bukan sasaran seperti musuh semula jadi hama, dan tidak mempunyai rintangan silang dengan racun serangga dan akarisid sedia ada. Ia sangat sesuai untuk pengurusan bersepadu hama (IPM). Dan dengan pengurangan penggunaan racun perosak kimia, sisa racun perosak kimia seperti etoksazol, spirodiklofen, dan bifenazat dalam sitrus dapat memenuhi sepenuhnya "Standard Keselamatan Makanan Kebangsaan China untuk Had Residu Maksimum Pestisid dalam Makanan", "Makanan Kesatuan Eropah". Piawaian Had Residu Pestisid dan Piawaian Had Residu Pestisid AS dalam Makanan memberikan jaminan kukuh untuk keselamatan makanan dan kualiti serta keselamatan produk pertanian.
Teknologi penyuntingan gen menggalakkan perindustrian hellebore
Hellebore merupakan bahan perubatan yang biasa dan merupakan herba saka daripada keluarga Liliaceae. Ia tumbuh di pergunungan, hutan atau semak. Ia tersebar di Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Sichuan, Jiangsu dan tempat-tempat lain di China. Ia kaya dengan sumber liar. Menurut kajian, pengeluaran tahunan hellebore perubatan adalah hampir 300-500 tan, dan varietinya merangkumi banyak varieti, seperti hellebore, hellebore Xing'an, hellebore maosu, dan hellebore Guling, dan komponen aktif setiap spesies adalah tidak sama.
Dengan perkembangan bioteknologi yang pesat dan penyelidikan mendalam mengenai bahan perubatan hellebore, penggunaan teknologi penyuntingan gen untuk menambah baik spesies perubatan hellebore dan penjinakan buatan spesies hellebore liar telah berkembang secara berperingkat. Penanaman buatan varieti hellebore akan mengurangkan kerosakan penggalian hellebore terhadap sumber nutfah liar, dan seterusnya menggalakkan perindustrian hellebore dalam bidang pertanian dan bidang perubatan.
Pada masa hadapan, ekstrak rizom hellebore semula jadi yang berasal dari tumbuhan ubatan dijangka akan mengurangkan penggunaan akarisida kimia tradisional secara beransur-ansur, dan membuat penambahbaikan selanjutnya dalam meningkatkan kualiti produk pertanian, meningkatkan kualiti dan keselamatan produk pertanian, menambah baik persekitaran ekologi pertanian dan mengekalkan biodiversiti. Sumbangan yang besar.
Masa siaran: 8 Ogos 2022