Akaricidi so razred pesticidov, ki se pogosto uporabljajo v kmetijstvu, industriji in drugih panogah. Uporabljajo se predvsem za zatiranje kmetijskih pršic oziroma klopov na živini ali hišnih ljubljenčkih. Svet vsako leto utrpi ogromne izgube zaradi pršic. Po podatkih Organizacije Združenih narodov za prehrano in kmetijstvo (FAO) je 80 odstotkov svetovnih čred goveda okuženih s klopi, kar svet stane približno 7,3 milijarde dolarjev letne gospodarske izgube. V Južni Ameriki so rastline soje, ki jih je poškodoval pajkov pršec Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae), izgubile približno 18,28 % pridelka žit. Na Kitajskem je skoraj 40 milijonov hektarjev citrusov okuženih tudi s Panonychus citri (McGregor). Zato se svetovno povpraševanje po akaricidih iz leta v leto povečuje. Osem največjih izdelkov na trgu akaricidov v letu 2018 so: spirodiklofen, spirometikon, diafentiuron, bifenazat, piridaben in propargit, heksitiazoks in fenpiroksimat, njihova skupna prodaja znaša 572 milijonov ameriških dolarjev, kar predstavlja 69,1 % trga akaricidov, velikost trga pa naj bi do leta 2025 dosegla 2 milijardi ameriških dolarjev. Velikost trga akaricidov se bo verjetno povečala, saj se bodo svetovne obdelovalne površine zmanjševale, prebivalstvo naraščalo, povpraševanje po naravnih proizvodih se je povečevalo, povpraševanje po trajnostnih kmetijskih praksah pa se bo povečevalo.
Analiza svetovnega trga akaricidov kaže, da so rdeča pajkova pršica, Panclaw citrus in Panonychus urmi daleč gospodarsko najpomembnejše vrste pršic, ki predstavljajo več kot 80 % trga. Druge sorodne pršice so psevdopajkova pršica (predvsem kratke pajkove pršice), rje ter šiška in obadi. Zelenjava in sadje, vključno s citrusi, vinsko trto, sojo, bombažem in koruzo, so glavni pridelki, za katere se uporabljajo akaricidi.
Vendar pa se je zaradi kratkega življenjskega cikla, partenogeneze, edinstvenih presnovnih orodij in močne prilagodljivosti rastlinojedih pršic, kot so pajkovke in krempljevke, na okolje hitro povečala njihova odpornost na akaricide. Pršice predstavljajo 3 od 12 prijavljenih odpornih členonožcev. Pri globalni uporabi akaricidov še vedno prevladujejo konvencionalni kemični akaricidi, kot so organofosfati, karbamati, organoklorini in piretroidi. V zadnjih letih je kljub pojavu visoko učinkovitih akaricidov, kot sta bifenazat in acetafenak, problem homogenizacije akaricidov še vedno resen. Zaradi dolgotrajne in neznanstvene uporabe teh akaricidov je večina rastlinojedih pršic razvila različne stopnje odpornosti na kemične akaricide na trgu, njihovi učinki pa so se znatno zmanjšali. Po drugi strani pa se je z vse večjo pozornostjo do okoljskih vprašanj in postopnim povečanjem površine ekološkega kmetijstva povpraševanje po naravnih izdelkih za zaščito pridelkov na svetovnem trgu znatno povečalo. Zato je razvoj varnih, učinkovitih, okolju prijaznih, manj škodljivih za naravne sovražnike ter novih bioloških akaricidov, na katere ni enostavno razviti odpornosti, neizbežen.
Na podlagi tega je nujno, da industrija in industrijski razvoj v celoti izkoristita prednosti kitajskih bioloških virov za spodbujanje raziskav, razvoja in uporabe bioloških akaricidov.
1. Raziskovalno ozadje alkaloidov veratrotrola
Čemerik, znan tudi kot gorska čebula, črni čemerik, je trajnica. Ker je avtohtona insekticidna rastlina na Kitajskem, ljudje med rastno dobo pogosto izkopljejo njegove korenike in jih prepražijo v blagi prevretek za hladno pranje ovac, koz, goveda in druge živine ter za boj proti ličinkam hišnih muh in drugim zajedavcem. Raziskovalci so nato ugotovili, da ima čemerik dober učinek tudi na druge škodljivce. Na primer, etil acetatni ekstrakt korenike čemerika ima dobro insekticidno delovanje na ličinke druge in tretje stopnje Plutella xylostella, medtem ko ima ekstrakt alkaloida veratrola določen smrtonosen učinek na odrasle in četrte stopnje ličinke nemškega ščurka. Hkrati so raziskovalci ugotovili tudi, da imajo različni ekstrakti korenike čemerika dobro akaricidno delovanje, med njimi etanolni ekstrakt > kloroformski ekstrakt > n-butanolni ekstrakt.
Vendar pa je postopek ekstrakcije aktivnih sestavin težaven problem. Kitajski raziskovalci običajno uporabljajo ultrazvočno ekstrakcijo z amoniakom in kloroformom, alkaliziranim z amoniakom, ekstrakcijo z vodo, ekstrakcijo z etanolom in superkritično ekstrakcijo s CO2 za pridobivanje aktivnih snovi iz korenik veratrum. Med njimi metoda ultrazvočne ekstrakcije z amoniakom in kloroformom, alkaliziranim z amoniakom, uporablja veliko količino strupenega topila kloroforma, čeprav je hitrost ekstrakcije relativno visoka; metoda ekstrakcije z vodo ima veliko časa ekstrakcije, veliko porabo vode in nizko hitrost ekstrakcije; hitrost ekstrakcije je nizka. Metoda superkritične ekstrakcije s CO2 za ekstrakcijo veratrolinskih alkaloidov ne le da ima visoko stopnjo ekstrakcije, aktivne sestavine se ne uničijo, temveč se močno izboljšata tudi zdravilna aktivnost in čistost aktivnih sestavin pridobljenih izdelkov. Poleg tega je ostanek CO2, ki ni strupen in ne vsebuje topil, neškodljiv za človeško telo in okolje, kar lahko upočasni onesnaževanje okolja, ki ga povzročajo tradicionalne metode ekstrakcije, in je uvrščen med najboljše tehnologije ekstrakcije in ločevanja za zdravilne učinke rastlin. Vendar pa tvegani proizvodni proces in visoki stroški ovirajo njeno obsežno industrijsko uporabo.
2. Napredek raziskav in razvoja veratrotrolnih alkaloidov
Študija tehnologije ekstrakcije veratrum. Tehnologija koekstrakcije temelji predvsem na tradicionalnem kitajskem zdravilnem materialu veratrorum, dopolnjenem z naravnimi zdravilnimi materiali. Veratrotoin in druge več aktivnih sestavin se pripravijo skupaj, hkrati pa se za neprekinjeno ekstrakcijo botaničnih zdravilnih materialov uporabljajo različna topila, da se maksimizira čiščenje in obarjanje učinkovitih aktivnih sestavin v botaničnih zdravilnih materialih v fazah. Pridobivanje skupinskih komponent spojin z različno ali podobno funkcionalnostjo iz iste serije surovin. Znatno izboljša stopnjo izkoriščenosti botaničnih surovin, zmanjša proizvodne stroške in znatno poveča tržno konkurenčnost.
Študija mehanizma delovanja aktivnih snovi v rastlini Veratrum. Izvleček korenike veratrola je nekakšna mešanica, ki vsebuje več kot deset aktivnih sestavin, kot so veratrol, resveratrol, veratrotoin, ciklopamin, veratrol in resveratrol oksid. Živčni sistem škodljivcev.
Glede na raziskovalna poročila njegova toksičnost temelji na odpiranju napetostno odvisnih Na+ kanalov, kar posledično odpira napetostno aktivirane Ca2+ kanale, kar vodi do sproščanja nevrotransmiterjev. Napetostno odvisni natrijevi ionski kanali so sestavni del nevronske in mišične signalizacije. Aktivne sestavine v izvlečku veratrum lahko povzročijo motnje toka v natrijevih ionskih kanalih, kar povzroči spremembe v prepustnosti membrane, tremor, šok in na koncu smrt.
Hkrati so nekateri francoski znanstveniki poročali, da lahko veratrolinski alkaloidi tudi nekonkurenčno zavirajo acetilholinesterazo (AChE) pri žuželkah. Zaradi novega mehanizma delovanja veratrolinskih alkaloidov lahko pride do napada na več mestih, pršice pa se težko prilagodijo zdravilom z lastnimi strukturnimi spremembami, zato ni enostavno razviti odpornosti na zdravila.
Tehnologija priprave 0,1 % CE izvlečka korenike čehlja. Z napredno tehnologijo ekstrakcije in odlično tehnologijo priprave je površinska napetost zdravila majhna, kar lahko hitro ovije telo žuželke, spodbudi prodiranje in absorpcijo raztopine zdravila ter okrepi učinek aktivnih sestavin. Ima dobro disperzijo v vodi, raztopina pa je po disperziji prozorna in homogena. Pri 1000-kratnem razredčenju je čas, da se platno popolnoma navlaži, 44 sekund, kar omogoča hitro zmočenje in prodiranje. Podatki o stabilnosti pri večkratnem sipanju svetlobe so pokazali, da je pripravek 0,1 % CE izvlečka korenike čehlja dobro stabilen in v celoti ustreza različnim terenskim okoljem za uporabo.
Napredek raziskav na področju tehnologije uporabe 0,1 % CE izvlečka korenike veratrum
Nova tehnologija je močno izboljšala hitro delujoče lastnosti zdravila. V primerjavi s prejšnjo tehnologijo je izdelek zmanjšal uporabo ene same sestavine. Zaradi edinstvenega postopka so sestavine v izdelku bolj obilne, sinergijski učinek pa je bolj očiten.
Hkrati lahko pri uporabi skupaj z obstoječimi kemičnimi pesticidi znatno zmanjša populacijo rdečih pajkovih pršic, zmanjša količino kemičnih pesticidov in izboljša učinek zatiranja. Če povzamemo, je bilo v obdobju visoke pojavnosti pršice Panonychus v Hezhouju, Guangxi, Kitajska, škropljenje z 0,1 % CE izvlečkom korenike Veratrum + 30 % etoksazolom učinkovito v 20 minutah, 3 dni po nanosu niso opazili živih žuželk, učinek zatiranja pa je bil 11 dni po nanosu. Učinek zatiranja se lahko ohrani nad 95 %. V zgodnji fazi okužbe s pršicami vrste Jiangxi Ruijin so vse pršice vrste Veratrum pomrle 1 dan po nanosu, 3 dni po nanosu pa niso opazili živih žuželk. Učinek zatiranja je po 16 dneh blizu 99 %.
Zgornji rezultati bioloških testov na terenu kažejo, da lahko izvleček korenike Veratella vulgaris, kadar je osnovno število rdečih pajkovcev nizko ali visoko, pri uporabi posameznega sredstva ali v kombinaciji s kemičnimi sredstvi zmanjša osnovno število rdečih pajkovcev in izboljša učinek zatiranja kemičnih pesticidov. Pokazal je odličen učinek zatiranja. Hkrati pa izvleček korenike čehlja pridobivajo iz rastlin. Pri priporočeni koncentraciji je varen za uporabo v fazah brstenja, cvetenja in mladih plodov večine rastlin ter ne vpliva na rast poganjkov, cvetov in plodov. Je varen in okolju prijazen do neciljnih organizmov, kot so naravni sovražniki pršic, in nima navzkrižne odpornosti z obstoječimi insekticidi in akaricidi. Zelo primeren je za integrirano zatiranje pršic (IPM). Z zmanjšanjem uporabe kemičnih pesticidov lahko ostanki kemičnih pesticidov, kot so etoksazol, spirodiklofen in bifenazat, v citrusih v celoti izpolnjujejo "Kitajski nacionalni standard varnosti hrane za najvišje dovoljene vrednosti ostankov pesticidov v živilih" in "Živila Evropske unije". Standard mejnih vrednosti ostankov pesticidov in ameriški standard mejnih vrednosti ostankov pesticidov v živilih zagotavljata trdno jamstvo za varnost živil ter kakovost in varnost kmetijskih proizvodov.
Tehnologija urejanja genov spodbuja industrializacijo helleboreja
Češerik je pogosta zdravilna rastlina in trajnica iz družine Liliaceae. Raste v gorah, gozdovih ali grmovju. Razširjen je v provincah Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Sečuan, Jiangsu in drugih krajih na Kitajskem. Bogat je z divjimi viri. Glede na raziskavo je letni pridelek zdravilnega češerika blizu 300–500 ton, sorte pa vključujejo veliko različnih vrst, kot so češerik, češerik Xing'an, češerik Maosu in češerik Guling, aktivne sestavine posameznih vrst pa niso enake.
Z naglim razvojem biotehnologije in poglobljenimi raziskavami zdravilnih materialov iz čehljaja je uporaba tehnologije urejanja genov za izboljšanje zdravilnih vrst čehljaja in umetno udomačitev divjih vrst čehljaja napredovala po fazah. Umetno gojenje sort čehljaja bo močno zmanjšalo škodo, ki jo izkopavanje čehljaja povzroča virom divje zarodne plazme, in dodatno spodbudilo industrializacijo čehljaja na področju kmetijstva in medicine.
V prihodnosti naj bi naravni izvlečki korenike čebulice, pridobljeni iz zdravilnih rastlin, postopoma zmanjšali uporabo tradicionalnih kemičnih akaricidov ter dodatno izboljšali kakovost kmetijskih proizvodov, izboljšali kakovost in varnost kmetijskih proizvodov, izboljšali kmetijsko ekološko okolje in ohranili biotsko raznovrstnost.
Čas objave: 8. avg. 2022