Az akaricidek a mezőgazdaságban, az iparban és más iparágakban széles körben használt növényvédő szerek. Főként mezőgazdasági atkák, azaz haszonállatokon és háziállatokon élő kullancsok irtására szolgálnak. A világ minden évben hatalmas veszteségeket szenved el az atka kártevők miatt. Az ENSZ Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezete (FAO) szerint a világ szarvasmarha-állományainak 80 százalékát kullancsok fertőzik, ami a világnak becslések szerint évi 7,3 milliárd dolláros gazdasági veszteséget okoz. Dél-Amerikában a Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) takácsatka által károsított szójababnövények gabonahozamának körülbelül 18,28%-át veszítették el. Kínában közel 40 millió hektárnyi citrusfélét fertőzött meg a Panonychus citri (McGregor). Ezért az akaricidek iránti globális piaci kereslet évről évre növekszik. Az akaricid piac nyolc legnagyobb terméke 2018-ban a következő: spirodiklofen, spirometikon, diafentiuron, bifenazát, piridaben, valamint propargit, hexitiazox és fenpiroximát. Teljes árbevételük 572 millió USD, ami az akaricid piac 69,1%-át teszi ki, és a piac mérete várhatóan eléri a 2 milliárd USD-t 2025-re. Az akaricidek piacának mérete valószínűleg nagyobb lesz, mivel a globális szántóföldek mérete csökken, a népesség növekszik, a természetes termékek iránti kereslet növekszik, és a fenntartható mezőgazdasági gyakorlatok iránti igény is növekszik.
A globális atkaölő szerek piacának elemzése azt mutatja, hogy a vörös takácsatka, a citrusfélék és a bögöly messze a gazdaságilag legfontosabb kártevőatka-fajok, a piac több mint 80%-át teszik ki. Egyéb rokon atkák az áltakácsatkák (főként a rövid takácsatkák), a rozsdaatka, valamint az gubacsatka és a bögölyatka. A zöldségek és gyümölcsök, beleértve a citrusféléket, a szőlőt, a szójababot, a gyapotot és a kukoricát, a fő növények, amelyek esetében atkaölő szereket alkalmaznak.
A növényevő atkák, például a takácsatkák és a csuklyatkák rövid életciklusa, szűznemzése, egyedi anyagcsere-eszközei és erős környezeti alkalmazkodóképessége miatt azonban az akaricidekkel szembeni rezisztenciájuk gyorsan megnőtt. A jelentett 12 rezisztens ízeltlábú közül 3-at az atkák tesznek ki. Az akaricidek globális alkalmazásában a hagyományos kémiai akaricidek, mint például a szerves foszfátok, karbamátok, szerves klórok és piretroidok továbbra is domináns helyet foglalnak el. Az elmúlt években, bár megjelentek nagy hatékonyságú akaricidek, mint például a bifenazát és az acetafenák, az akaricidek homogenizációjának problémája továbbra is komoly. Ezen akaricidek hosszú távú és nem tudományos használatával a legtöbb növényevő atka különböző fokú rezisztenciát fejlesztett ki a piacon lévő kémiai akaricidekkel szemben, és azok hatása jelentősen csökkent. Másrészt a környezetvédelmi kérdésekre fordított növekvő figyelem és az ökológiai mezőgazdaság területének fokozatos növekedésével jelentősen megnőtt a növények védelmét szolgáló természetes termékek iránti kereslet a globális piacon. Ezért küszöbön áll a biztonságos, hatékony, környezetbarát, a természetes ellenségekre kevésbé káros, valamint a biztonságos és új biológiai akaricidek kifejlesztése, amelyekkel szemben nem könnyű rezisztenciát kialakítani.
Ennek alapján sürgősen szükség van arra, hogy az ipar és az ipari fejlődés teljes mértékben kihasználja Kína biológiai erőforrásaiban rejlő előnyeit a biológiai akaricidek kutatásának, fejlesztésének és alkalmazásának előmozdítása érdekében.
1. A veratrotrol alkaloidok kutatási háttere
A hunyor, más néven hegyi hagyma, fekete hunyor, egy évelő gyógyhatású növény. Kínában őshonos rovarölő növényként az emberek gyakran kiássák a rizómáit a vegetációs időszakban, és enyhe főzetben sütve készítik belőlük, hogy juhokat, kecskéket, szarvasmarhákat és más haszonállatokat hidegen mossanak, valamint házi legyek lárváit és más parazitákat irtassanak. Később a kutatók felfedezték, hogy a hunyor más kártevőkkel szemben is jó hatással van. Például a Veratrum rizóma etil-acetátos kivonata jó rovarölő hatást fejt ki a Plutella xylostella második és harmadik stádiumú lárváira, míg a Veratrol alkaloid kivonat bizonyos halálos hatást fejt ki a német csótány kifejlett és negyedik stádiumú lárváira. Ugyanakkor a kutatók azt is megállapították, hogy a Veratrum rizóma különböző kivonatai jó akaricid hatással rendelkeznek, ezek közül az etanolos kivonat, a kloroformos kivonat és az n-butanol kivonat.
A hatóanyagok kinyerése azonban nehéz probléma. A kínai kutatók általában ammóniával lúgosított kloroformos ultrahangos extrakciót, vizes extrakciót, etanolos perkolációs extrakciót és szuperkritikus CO2 extrakciót alkalmaznak a hatóanyagok kinyerésére a veratrolum rizómáiból. Ezek közül az ammóniával lúgosított kloroformos ultrahangos extrakciós módszer nagy mennyiségű mérgező oldószert, kloroformot használ, bár az extrakciós sebesség viszonylag magas; a vizes extrakciós módszernek sok extrakciós ideje, nagy vízfogyasztása és alacsony extrakciós sebessége van; a sebesség alacsony. A veratrolin alkaloidok kinyerésére szolgáló szuperkritikus CO2 extrakciós módszer nemcsak magas extrakciós sebességgel rendelkezik, a hatóanyagok nem pusztulnak el, hanem a kapott termékek gyógyászati aktivitása és tisztasága is jelentősen javul. Ezenkívül a CO2 nem mérgező és oldószermentes maradék ártalmatlan az emberi szervezetre és a környezetre, ami lelassíthatja a hagyományos extrakciós módszerek által okozott környezetszennyezést, és a növények gyógyászati hatásainak egyik legjobb extrakciós és elválasztási technológiájaként tartják számon. A kockázatos előállítási folyamat és a magas költségek azonban akadályozzák a nagymértékű ipari alkalmazását.
2. A veratrotrol alkaloidok kutatásának és fejlesztésének előrehaladása
A Veratrum extrakciós technológiájának tanulmányozása. A koextrakciós technológia főként a hagyományos kínai gyógyászati anyagon, a veratrorumon alapul, amelyet természetes gyógyászati anyagok egészítenek ki. A Veratrotoint és más többszörös hatóanyagokat együttesen állítják elő, és egyidejűleg különböző oldószereket használnak a botanikai gyógyászati anyagok folyamatos extrakciójára, hogy maximalizálják a botanikai gyógyászati anyagokban található hatékony hatóanyagok tisztítását és kicsapódását szakaszosan. Különböző vagy hasonló funkcionalitású vegyületek csoportos komponenseinek kinyerése ugyanazon nyersanyag-tételből. Jelentősen javítja a botanikai nyersanyagok felhasználási arányát, csökkenti a termelési költségeket, és jelentősen növeli a piaci versenyképességet.
A Veratrum hatóanyagainak hatásmechanizmusának vizsgálata. A Veratrol rizómakivonat egyfajta keverék, amely több mint tíz hatóanyagot tartalmaz, mint például veratrolt, resveratrolt, veratrotoint, ciklopamint, veratrolt és resveratrol-oxidot. A kártevők idegrendszere.
Kutatási jelentések szerint a toxicitása a feszültségfüggő Na+ csatornák megnyílásán alapul, ami viszont feszültségfüggő Ca2+ csatornákat nyit meg, ami neurotranszmitter felszabaduláshoz vezet. A feszültségfüggő nátriumion-csatornák szerves részét képezik az idegsejtek és az izmok jelátvitelének. A Veratrum kivonat aktív összetevői áramzavarokat okozhatnak a nátriumion-csatornákban, ami a membrán permeabilitásának megváltozásához, remegős sokkhoz és végül halálhoz vezethet.
Ugyanakkor néhány francia tudós arról számolt be, hogy a veratrolin alkaloidok nem kompetitív módon gátolhatják a rovarok acetilkolinészterázát (AChE). A veratrotrol alkaloidok újszerű hatásmechanizmusa miatt több helyen is támadás léphet fel, és az atkák nehezen tudnak alkalmazkodni a több helyen ható gyógyszerekhez saját szerkezeti változásaik révén, így nem könnyű gyógyszerrezisztenciát kialakítani.
0,1%-os CE hunyor rizóma kivonat előállítási technológia. A fejlett extrakciós technológiának és a kiváló előkészítési technológiának köszönhetően a gyógyszer felületi feszültsége kicsi, ami gyorsan beborítja a rovar testét, elősegíti a gyógyszeroldat behatolását és felszívódását, valamint fokozza a hatóanyagok hatását. Jól diszpergálható vízben, az oldat átlátszó és homogén diszpergálás után. 1000-szeres hígításban a vászonlap teljes nedvesítéséhez szükséges idő 44 másodperc, így gyorsan nedves és behatol. A többszörös fényszórási stabilitási adatok azt mutatták, hogy a 0,1%-os CE veratrum rizóma kivonat készítmény jó stabilitással rendelkezik, és teljes mértékben megfelel a különböző terepi alkalmazási környezeteknek.
A 0,1%-os CE veratrum rizómakivonat alkalmazástechnológiájának kutatási előrehaladása
Az új technológia jelentősen javította a gyógyszer gyors hatásmechanizmusát. Az előző technológiához képest a termékben kevesebb egyetlen összetevőt használnak fel. Az egyedi eljárásnak köszönhetően a termékben lévő összetevők nagyobb mennyiségben vannak jelen, és a szinergikus hatás nyilvánvalóbb.
Ugyanakkor, ha a meglévő kémiai növényvédő szerekkel együtt alkalmazzák, először is jelentősen csökkentheti a vörös takácsatkák populációbázisát, csökkentheti a kémiai növényvédő szerek mennyiségét és javíthatja a kontrollhatást. Összefoglalva, a kínai Guangxi Hezhouban a citrus Panonychus atka magas előfordulási időszakában a 0,1%-os CE Veratrum rizómakivonat + 30% etoxazol permetezése 20 percen belül hatékonynak bizonyult, 3 nappal a kijuttatás után nem láttak élő rovarokat, a kontrollhatás pedig 11 nappal a kijuttatás után is fennállt. A kontrollhatás 95% felett tartható. A Jiangxi Ruijin köldöknarancs citrus panclaw atkák korai stádiumában a 0,1%-os CE Veratrum rizómakivonat + 30% tetramizin-bifenazát permetezése 1 nappal a kijuttatás után mind elpusztult, és 3 nappal a kijuttatás után sem láttak élő rovarokat. A kontrollhatás 16 nap elteltével közel 99%.
A fenti terepi bioassay eredmények azt mutatják, hogy alacsony vagy magas vörös takácsatka alapszám esetén, önmagában vagy összetett szerekkel alkalmazva, a Veratella vulgaris rizómakivonata csökkentheti a vörös takácsférgek alapszámát és javíthatja a kémiai növényvédő szerek irtóhatását. Kiváló irtóhatást mutatott. Ugyanakkor a hunyor rizómakivonata növényekből származik. Az ajánlott koncentrációban biztonságosan használható a legtöbb növény bimbózásban, virágzásban és fiatal terméskorban, és nincs hatással a hajtások, virágok és gyümölcsök növekedésére. Biztonságos és környezetbarát a nem célzott élőlényekre, például az atkák természetes ellenségeire, és nincs keresztrezisztenciája a meglévő rovarirtó és atkaölő szerekkel. Kiválóan alkalmas az atkák integrált kezelésére (IPM). A kémiai növényvédő szerek használatának csökkentésével a citrusfélékben található kémiai növényvédő szerek, például az etoxazol, a spirodiklofen és a bifenazát maradványai teljes mértékben megfelelnek a „Kínai Nemzeti Élelmiszerbiztonsági Szabvány az élelmiszerekben található növényvédő szerek maximális szermaradvány-határértékeire vonatkozóan”, az „European Union Foods” szabványnak. A növényvédőszer-maradék határérték szabvány és az amerikai növényvédőszer-maradék határérték szabvány az élelmiszerekben szilárd garanciát nyújt az élelmiszerbiztonságra, valamint a mezőgazdasági termékek minőségére és biztonságára.
A génszerkesztési technológia elősegíti a hunyor iparosítását
A hunyor gyakori gyógyhatású anyag, a liliomfélék (Liliaceae) családjába tartozó évelő növény. Hegyekben, erdőkben vagy bokrokban nő. Kína Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Szecsuán, Jiangsu és más területein elterjedt. Vadon élő erőforrásokban gazdag. A vizsgálat szerint az orvosi hunyor éves termelése megközelíti a 300-500 tonnát, és a fajták számos változatot tartalmaznak, mint például a hunyor, a Xing'an hunyor, a maosu hunyor és a Guling hunyor, és az egyes fajok hatóanyagai nem azonosak.
A biotechnológia gyors fejlődésével és a hunyor gyógyászati anyagainak alapos kutatásával a génszerkesztési technológia alkalmazása a hunyor gyógyászati fajainak javítására és a vadon élő hunyor fajok mesterséges háziasítására fokozatosan fejlődött. A hunyor fajták mesterséges termesztése nagymértékben csökkenti a hunyor feltárásának a vadon élő csíraplazma-erőforrásokra gyakorolt káros hatásait, és tovább elősegíti a hunyor iparosítását a mezőgazdaságban és az orvostudományban.
A jövőben a gyógynövényekből származó természetes hunyor rizómakivonatok várhatóan fokozatosan csökkentik majd a hagyományos kémiai atkaölő szerek használatát, és további előrelépéseket tesznek a mezőgazdasági termékek minőségének javításában, a mezőgazdasági termékek minőségének és biztonságának javításában, a mezőgazdasági ökológiai környezet javításában és a biológiai sokféleség megőrzésében. Nagy mértékben hozzájárulnak majd.
Közzététel ideje: 2022. augusztus 8.