Acaricider er en klasse af pesticider, der er meget udbredt i landbrug, industri og andre industrier. De bruges primært til at bekæmpe landbrugsmider eller flåter på husdyr eller kæledyr. Hvert år lider verden enorme tab på grund af mideskadedyr. Ifølge FN's landbrugsorganisation er 80 procent af verdens kvægbesætninger angrebet af flåter, hvilket koster verden anslået 7,3 milliarder dollars om året i økonomiske tab. I Sydamerika mistede sojabønneplanter, der var beskadiget af edderkoppemiden Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae), cirka 18,28 % i kornudbytte. I Kina er næsten 40 millioner hektar citrusfrugter også angrebet af Panonychus citri (McGregor). Derfor stiger den globale markedsefterspørgsel efter acaricider år for år. De otte største produkter på midemiddelmarkedet i 2018 er: spirodiclofen, spiromethicone, diafenthiuron, bifenazat, pyridaben, propargit, hexythiazox og fenpyroximat. Deres samlede salg er 572 millioner USD, hvilket tegner sig for 69,1 % af midemiddelmarkedet, og markedsstørrelsen forventes at nå 2 milliarder USD i 2025. Markedsstørrelsen for midemidler vil sandsynligvis blive større, efterhånden som det globale agerjord falder, befolkningen stiger, efterspørgslen efter naturprodukter stiger, og efterspørgslen efter bæredygtige landbrugspraksisser stiger.
En analyse af det globale marked for acaricider viser, at rød spindemide, Panclaw citrus og Panonychus urmi er langt de økonomisk vigtigste arter af skadedyrsmider og tegner sig for mere end 80% af markedet. Andre relaterede mider er pseudospindemider (primært de korte spindemider), rustmider og galde- og klægemider. Grøntsager og frugter, herunder citrusfrugter, vinstokke, sojabønner, bomuld og majs, er de vigtigste afgrøder, som acaricider anvendes til.
På grund af den korte livscyklus, parthenogenese, unikke metaboliske værktøjer og stærke miljømæssige tilpasningsevne hos planteædende mider såsom spindemider og panklomider er deres resistens over for acaricider dog vokset hurtigt. Mider tegner sig for 3 af de 12 rapporterede resistente leddyr. I den globale anvendelse af acaricider indtager konventionelle kemiske acaricider såsom organofosfater, carbamater, organochloriner og pyrethroider stadig en dominerende position. I de senere år er problemet med homogenisering af acaricider stadig alvorligt, selvom højeffektive acaricider såsom bifenazat og acetafenac er kommet på markedet. Med den langvarige og uvidenskabelige anvendelse af disse acaricider har de fleste planteædende mider udviklet forskellige grader af resistens over for de kemiske acaricider på markedet, og deres virkninger er faldet betydeligt. På den anden side er efterspørgslen efter naturprodukter til at beskytte afgrøder på det globale marked steget betydeligt med den stigende opmærksomhed på miljøspørgsmål og den gradvise stigning i økologisk landbrug. Derfor er udviklingen af sikre, effektive, miljøvenlige, mindre skadelige for naturlige fjender og sikre og nye biologiske acaricider, der ikke let udvikler resistens, nært forestående.
Baseret på dette er det et presserende behov for, at industrien og den industrielle udvikling fuldt ud udnytter Kinas fordele ved biologiske ressourcer til at fremme forskning, udvikling og anvendelse af biologiske acaricider.
1. Forskningsbaggrund for veratrotrolalkaloider
Hellebore, også kendt som bjergløg, sort hellebore, er et flerårigt lægemiddel. Som en oprindelig insekticid plante i Kina graver folk ofte dens jordstængler ud i vækstperioden og steger den til et mildt afkog for at koldvaske får, geder, kvæg og andre husdyr og for at bekæmpe stueflue-maddiker og andre parasitter. Forskerne fandt derefter ud af, at hellebore også har en god bekæmpelseseffekt på andre skadedyr. For eksempel har ethylacetatekstraktet af Veratrum-jordstænglen god insekticid aktivitet på larver i andet og tredje stadie af Plutella xylostella, mens Veratrol-alkaloidekstraktet har en vis dødelig effekt på voksne og fjerde stadie af larver af tysk kakerlak. Samtidig fandt forskerne også, at forskellige ekstrakter af Veratrum-jordstænglen har god akaricid aktivitet, herunder ethanolekstrakt>kloroformekstrakt>n-butanolekstrakt.
Det er imidlertid et vanskeligt problem at udvinde de aktive ingredienser. Kinesiske forskere bruger normalt ultralydsekstraktion med ammoniak-alkaliseret chloroform, vandekstraktion, ethanolperkoleringsekstraktion og superkritisk CO2-ekstraktion til at udvinde aktive stoffer fra veratrum-rhizomer. Blandt dem bruger ultralydsekstraktionsmetoden med ammoniak-alkaliseret chloroform en stor mængde giftigt opløsningsmiddelchloroform, selvom ekstraktionshastigheden er relativt høj. Vandekstraktionsmetoden har mange ekstraktionstider, stort vandforbrug og lav ekstraktionshastighed. Den superkritiske CO2-ekstraktionsmetode til at udvinde veratrolinalkaloider har ikke kun en høj ekstraktionshastighed, de aktive ingredienser ødelægges ikke, men den medicinske aktivitet og renheden af de aktive ingredienser i de opnåede produkter forbedres også betydeligt. Derudover er den CO2-ikke-giftige og opløsningsmiddelfri rest uskadelige for menneskekroppen og miljøet, hvilket kan bremse miljøforureningen forårsaget af traditionelle ekstraktionsmetoder, og er blevet opført som en af de bedste ekstraktions- og separationsteknologier til plantemedicinske virkninger. Den risikable produktionsproces og de høje omkostninger hindrer dog dens storstilede industrielle anvendelse.
2. Forsknings- og udviklingsfremskridt vedrørende veratrotrolalkaloider
Undersøgelse af ekstraktionsteknologien for Veratrum. Koekstraktionsteknologien er hovedsageligt baseret på det traditionelle kinesiske medicinske materiale veratrorum, suppleret med naturlige medicinske materialer. Veratrotoin og andre aktive ingredienser fremstilles sammen, og samtidig anvendes forskellige opløsningsmidler til kontinuerligt at ekstrahere de botaniske medicinske materialer for at maksimere rensningen og udfældningen af de effektive aktive komponenter i de botaniske medicinske materialer i etaper. Der opnås gruppekomponenter af forbindelser med forskellig funktionalitet eller lignende funktionalitet fra samme batch af råmaterialer. Forbedrer udnyttelsesgraden af botaniske råmaterialer betydeligt, reducerer produktionsomkostningerne og øger markedskonkurrenceevnen betydeligt.
Undersøgelse af virkningsmekanismen for Veratrums aktive stoffer. Veratrol rhizomekstrakt er en slags blanding, der indeholder mere end ti aktive ingredienser såsom veratrol, resveratrol, veratrotoin, cyclopamin, veratrol og resveratroloxid. Skadedyrs nervesystem.
Ifølge forskningsrapporter er dens toksicitet baseret på åbningen af spændingsafhængige Na+-kanaler, som igen åbner spændingsaktiverede Ca2+-kanaler, hvilket fører til frigivelse af neurotransmittere. Spændingsstyrede natriumionkanaler er en integreret del af neuronal og muskelsignalering. De aktive komponenter i Veratrum-ekstrakt kan forårsage strømforstyrrelser i natriumionkanaler, hvilket resulterer i ændringer i membranpermeabilitet, hvilket forårsager tremor, chok og i sidste ende død.
Samtidig har nogle franske forskere rapporteret, at veratrolinalkaloider også ikke-kompetitivt kan hæmme acetylcholinesterase (AChE) hos insekter. På grund af veratrotrolalkaloiders nye virkningsmekanisme kan der forekomme multi-site angreb, og det er vanskeligt for mider at tilpasse sig de multi-site lægemidler gennem deres egne strukturelle ændringer, så det er ikke let at udvikle lægemiddelresistens.
Teknologi til fremstilling af 0,1% CE hellebore-rodstængelekstrakt. Understøttet af avanceret ekstraktionsteknologi og suppleret med fremragende fremstillingsteknologi er lægemidlets overfladespænding lille, hvilket hurtigt kan omslutte insektkroppen, fremme penetration og absorption af lægemiddelopløsningen og forbedre effekten af aktive ingredienser. Den har god dispergerbarhed i vand, og opløsningen er transparent og homogen efter dispergering. 1000 gange fortynding tager det 44 sekunder at fugte lærredet fuldstændigt, og det kan hurtigt fugtes og trænge ind. Data om stabilitet for multiple lysspredning viste, at 0,1% CE veratrum-rodstængelekstraktpræparatet havde god stabilitet og fuldt ud opfyldte forskellige feltanvendelsesmiljøer.
Forskningsfremskridt inden for anvendelsesteknologi af 0,1% CE veratrum rhizomekstrakt
Den nye teknologi har forbedret lægemidlets hurtigvirkende egenskaber betydeligt. Sammenlignet med den tidligere teknologi har produktet reduceret brugen af en enkelt ingrediens. Gennem den unikke proces er ingredienserne i produktet mere rigelige, og den synergistiske effekt er mere tydelig.
Samtidig kan det, når det bruges sammen med eksisterende kemiske pesticider, for det første reducere populationsgrundlaget for røde spindemider betydeligt, reducere mængden af kemiske pesticider og forbedre bekæmpelseseffekten. Kort sagt, i perioden med høj forekomst af citrus Panonychus-mider i Hezhou, Guangxi, Kina, var sprøjtning med 0,1% CE Veratrum rhizomekstrakt + 30% etoxazol effektiv efter 20 minutter. Der blev ikke set levende insekter 3 dage efter påføringen, og bekæmpelseseffekten var 11 dage efter påføringen. Bekæmpelseseffekten kan opretholdes over 95%. I det tidlige stadie af Jiangxi Ruijin navle-orange citrus panklo-mider døde 0,1% CE Veratrum rhizomekstrakt + 30% tetramizinbifenazat alle 1 dag efter påføringen, og der blev ikke set levende insekter 3 dage efter påføringen. Bekæmpelseseffekten er tæt på 99% efter 16 dage.
Ovenstående feltbioassayresultater viser, at når basisantallet af røde spindemider er lavt eller højt, kan rhizomekstraktet af Veratella vulgaris reducere basisantallet af røde spindemider og forbedre bekæmpelseseffekten af kemiske pesticider ved brug som enkeltstof eller sammensatte midler. Det viste en fremragende bekæmpelseseffekt. Samtidig er rhizomekstraktet af hellebore udvundet af planter. Ved den anbefalede koncentration er det sikkert at bruge i de fleste planters knoppe-, blomstrings- og unge frugtstadier og har ingen effekt på væksten af skud, blomster og frugter. Det er sikkert og miljøvenligt for ikke-målorganismer såsom midernes naturlige fjender og har ingen krydsresistens med eksisterende insekticider og acaricider. Det er meget velegnet til integreret bekæmpelse af mider (IPM). Og med reduktionen i brugen af kemiske pesticider kan resterne af kemiske pesticider såsom etoxazol, spirodiclofen og bifenazat i citrusfrugter fuldt ud opfylde "China National Food Safety Standard for the Maximum Residue Limits of Pesticides in Foods", "European Union Foods". Grænseværdierne for pesticidrestprodukter og den amerikanske standard for pesticidrestprodukter i fødevarer giver en solid garanti for fødevaresikkerhed samt landbrugsprodukters kvalitet og sikkerhed.
Genredigeringsteknologi fremmer industrialiseringen af hellebore
Hellebor er et almindeligt lægemiddel og en flerårig urt af Liliaceae-familien. Den vokser i bjerge, skove eller buske. Den er udbredt i Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Sichuan, Jiangsu og andre steder i Kina. Den er rig på vilde ressourcer. Ifølge undersøgelser er den årlige produktion af medicinsk hellebor tæt på 300-500 tons, og sorterne omfatter mange varianter, såsom hellebor, Xing'an hellebor, maosu hellebor og Guling hellebor, og de aktive komponenter i hver art er ikke de samme.
Med den hurtige udvikling af bioteknologi og dybdegående forskning i medicinske materialer til hellebor er brugen af genredigeringsteknologi til at forbedre medicinske arter af hellebor og kunstig domesticering af vilde hellebor-arter skredet frem i etaper. Kunstig dyrkning af hellebor-sorter vil i høj grad reducere skaden fra hellebor-udgravning på vilde kimplasma-ressourcer og yderligere fremme industrialiseringen af hellebor inden for landbrugsområdet og det medicinske område.
I fremtiden forventes naturlige ekstrakter af hellebore-rodstængler udvundet af lægeplanter gradvist at reducere brugen af traditionelle kemiske acaricider og yderligere forbedre kvaliteten af landbrugsprodukter, forbedre kvaliteten og sikkerheden af landbrugsprodukter, forbedre det økologiske landbrugsmiljø og opretholde biodiversiteten.
Opslagstidspunkt: 8. august 2022