Thuốc diệt ve là một loại thuốc trừ sâu được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, công nghiệp và các ngành công nghiệp khác. Thuốc này chủ yếu được sử dụng để kiểm soát các loài ve nông nghiệp hoặc ve trên gia súc hoặc vật nuôi. Hàng năm, thế giới phải chịu tổn thất lớn do các loài ve gây hại. Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc, 80 phần trăm đàn gia súc trên thế giới bị ve xâm nhập, gây thiệt hại kinh tế ước tính 7,3 tỷ đô la mỗi năm cho thế giới. Ở Nam Mỹ, cây đậu nành bị nhện đỏ Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) phá hoại đã mất khoảng 18,28% năng suất ngũ cốc. Ở Trung Quốc, gần 40 triệu mẫu Anh cây họ cam quýt cũng bị Panonychus citri (McGregor) xâm nhập. Do đó, nhu cầu thị trường toàn cầu về thuốc diệt ve đang tăng lên theo từng năm. Tám sản phẩm hàng đầu trên thị trường thuốc diệt ve năm 2018 là: spirodiclofen, spiromethicone, diafenthiuron, bifenazate, pyridaben và propargite, hexythiazox và fenpyroximate, tổng doanh số của chúng là 572 triệu đô la Mỹ, chiếm 69,1% thị trường thuốc diệt ve và quy mô thị trường dự kiến sẽ đạt 2 tỷ đô la Mỹ vào năm 2025. Quy mô thị trường thuốc diệt ve có khả năng sẽ lớn hơn khi diện tích đất canh tác toàn cầu giảm, dân số tăng, nhu cầu về các sản phẩm tự nhiên tăng và nhu cầu về các biện pháp canh tác bền vững cũng tăng.
Phân tích thị trường thuốc diệt ve toàn cầu cho thấy nhện đỏ, Panclaw citrus và Panonychus urmi là những loài ve gây hại quan trọng nhất về mặt kinh tế, chiếm hơn 80% thị trường. Các loài ve liên quan khác là nhện giả (chủ yếu là nhện ngắn), mạt gỉ sắt và mạt mật và ruồi trâu. Rau và trái cây, bao gồm cam quýt, nho, đậu nành, bông và ngô, là những loại cây trồng chính được áp dụng thuốc diệt ve.
Tuy nhiên, do vòng đời ngắn, sinh sản đơn tính, công cụ trao đổi chất độc đáo và khả năng thích nghi môi trường mạnh mẽ của các loài ve ăn cỏ như nhện đỏ và ve móng vuốt, khả năng kháng thuốc diệt ve của chúng đã tăng nhanh chóng. Ve chiếm 3 trong số 12 loài chân khớp kháng thuốc được báo cáo. Trong ứng dụng thuốc diệt ve trên toàn cầu, các loại thuốc diệt ve hóa học thông thường như organophosphates, carbamate, organochlorine và pyrethroid vẫn chiếm vị trí thống lĩnh. Trong những năm gần đây, mặc dù các loại thuốc diệt ve hiệu quả cao như bifenazate và acetafenac đã ra đời, vấn đề đồng nhất hóa thuốc diệt ve vẫn còn nghiêm trọng. Với việc sử dụng lâu dài và thiếu khoa học các loại thuốc diệt ve này, hầu hết các loài ve ăn cỏ đã phát triển các mức độ kháng thuốc diệt ve hóa học khác nhau trên thị trường và tác dụng của chúng đã giảm đáng kể. Mặt khác, với sự quan tâm ngày càng tăng đối với các vấn đề môi trường và sự gia tăng dần dần trong lĩnh vực nông nghiệp hữu cơ, nhu cầu về các sản phẩm tự nhiên để bảo vệ cây trồng trên thị trường toàn cầu đã tăng lên đáng kể. Do đó, việc phát triển các loại thuốc diệt ve sinh học an toàn, hiệu quả, thân thiện với môi trường, ít gây hại cho thiên địch và an toàn, không dễ phát triển khả năng kháng thuốc là điều cấp thiết.
Dựa trên cơ sở này, nhu cầu cấp thiết của ngành công nghiệp và phát triển công nghiệp là tận dụng tối đa lợi thế về tài nguyên sinh học của Trung Quốc để thúc đẩy nghiên cứu phát triển và ứng dụng thuốc diệt ve sinh học.
1. Bối cảnh nghiên cứu của veratrotrol alkaloid
Hellebore, còn được gọi là hành núi, hellebore đen, là một loại dược liệu sống lâu năm. Là một loại cây diệt côn trùng bản địa ở Trung Quốc, người ta thường đào thân rễ của nó trong thời kỳ sinh trưởng và chiên nó thành một loại thuốc sắc nhẹ để rửa lạnh cừu, dê, gia súc và các loại gia súc khác, và để đối phó với giòi ruồi nhà và các loại ký sinh trùng khác. Sau đó, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng hellebore cũng có tác dụng kiểm soát tốt đối với các loài gây hại khác. Ví dụ, chiết xuất etyl axetat của thân rễ Veratrum có hoạt tính diệt côn trùng tốt đối với ấu trùng tuổi thứ hai và thứ ba của Plutella xylostella, trong khi chiết xuất ancaloit Veratrol có tác dụng gây chết nhất định đối với ấu trùng tuổi thứ tư và trưởng thành của gián Đức. Đồng thời, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng các chiết xuất khác nhau của thân rễ Veratrum có hoạt tính diệt ve tốt, trong đó chiết xuất ethanol> chiết xuất cloroform> chiết xuất n-butanol.
Tuy nhiên, làm thế nào để chiết xuất các thành phần hoạt tính là một vấn đề khó khăn. Các nhà nghiên cứu Trung Quốc thường sử dụng phương pháp chiết xuất siêu âm cloroform kiềm hóa amoniac, chiết xuất bằng nước, chiết xuất thẩm thấu etanol và chiết xuất CO2 siêu tới hạn để thu được các hoạt chất từ thân rễ veratrum. Trong số đó, phương pháp chiết xuất siêu âm cloroform kiềm hóa amoniac sử dụng một lượng lớn dung môi độc hại cloroform mặc dù tốc độ chiết xuất tương đối cao; phương pháp chiết xuất bằng nước có nhiều lần chiết xuất, lượng nước tiêu thụ lớn và tốc độ chiết xuất thấp; tốc độ thấp. Phương pháp chiết xuất CO2 siêu tới hạn để chiết xuất veratroline alkaloid không chỉ có tốc độ chiết xuất cao, các thành phần hoạt tính không bị phá hủy mà còn cải thiện đáng kể hoạt tính dược liệu và độ tinh khiết của các thành phần hoạt tính của sản phẩm thu được. Ngoài ra, cặn CO2 không độc hại và không chứa dung môi vô hại đối với cơ thể con người và môi trường, có thể làm chậm quá trình ô nhiễm môi trường do các phương pháp chiết xuất truyền thống gây ra và đã được liệt kê là một trong những công nghệ chiết xuất và tách tốt nhất cho các tác dụng dược liệu của thực vật. Tuy nhiên, quy trình sản xuất rủi ro và chi phí cao cản trở ứng dụng công nghiệp quy mô lớn của nó.
2. Tiến độ nghiên cứu và phát triển các alkaloid veratrotrol
Nghiên cứu công nghệ chiết xuất Veratrum. Công nghệ đồng chiết xuất chủ yếu dựa trên dược liệu Trung Quốc truyền thống veratrorum, bổ sung thêm dược liệu tự nhiên. Veratrotoin và nhiều thành phần hoạt tính khác được chuẩn bị cùng nhau, đồng thời sử dụng các dung môi khác nhau để liên tục chiết xuất dược liệu thực vật, để tối đa hóa quá trình tinh chế và kết tủa các thành phần hoạt tính hiệu quả trong dược liệu thực vật theo từng giai đoạn. Thu được các thành phần nhóm hợp chất có chức năng khác nhau hoặc chức năng tương tự từ cùng một lô nguyên liệu thô. Cải thiện đáng kể tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thực vật, giảm chi phí sản xuất và tăng đáng kể khả năng cạnh tranh trên thị trường.
Nghiên cứu cơ chế tác dụng của hoạt chất Veratrum. Chiết xuất thân rễ Veratrol là một loại hỗn hợp, chứa hơn mười thành phần hoạt chất như veratrol, resveratrol, veratrotoin, cyclopamine, veratrol và resveratrol oxide. Hệ thần kinh của sâu bệnh.
Theo các báo cáo nghiên cứu, độc tính của nó dựa trên việc mở các kênh Na+ phụ thuộc điện áp, sau đó mở các kênh Ca2+ được kích hoạt bởi điện áp, dẫn đến giải phóng chất dẫn truyền thần kinh. Các kênh ion natri có cổng điện áp là một phần không thể thiếu của tín hiệu thần kinh và cơ. Các thành phần hoạt tính trong chiết xuất Veratrum có thể gây ra nhiễu dòng điện trong các kênh ion natri, dẫn đến thay đổi tính thấm của màng, gây ra sốc run và cuối cùng là tử vong.
Đồng thời, một số học giả người Pháp báo cáo rằng veratroline alkaloid cũng có thể ức chế không cạnh tranh với acetylcholinesterase (AChE) của côn trùng. Do cơ chế tác động mới lạ của veratrotrol alkaloid, có thể xảy ra tấn công nhiều vị trí và ve khó thích nghi với thuốc tác động nhiều vị trí thông qua những thay đổi về cấu trúc của chính chúng, do đó không dễ phát triển khả năng kháng thuốc.
Công nghệ chế biến chiết xuất thân rễ cây bạch chỉ CE 0,1%. Được hỗ trợ bởi công nghệ chiết xuất tiên tiến và bổ sung bởi công nghệ chế biến tuyệt vời, sức căng bề mặt của thuốc nhỏ, có thể nhanh chóng bao bọc cơ thể côn trùng, thúc đẩy sự thâm nhập và hấp thụ dung dịch thuốc, đồng thời tăng cường hiệu quả của các thành phần hoạt tính. Nó có khả năng phân tán tốt trong nước, dung dịch trong suốt và đồng nhất sau khi phân tán. Pha loãng 1000 lần, thời gian làm ướt hoàn toàn tấm vải là 44 giây và có thể làm ướt và thâm nhập nhanh chóng. Dữ liệu về độ ổn định tán xạ ánh sáng nhiều lần cho thấy chế phẩm chiết xuất thân rễ cây bạch chỉ CE 0,1% có độ ổn định tốt và đáp ứng đầy đủ các môi trường ứng dụng thực tế khác nhau.
Tiến độ nghiên cứu công nghệ ứng dụng chiết xuất rễ cây bạch chỉ 0,1% CE
Công nghệ mới đã cải thiện đáng kể tính chất tác dụng nhanh của thuốc. So với công nghệ trước đây, sản phẩm đã giảm việc sử dụng một thành phần duy nhất. Thông qua quy trình độc đáo, các thành phần trong sản phẩm phong phú hơn và hiệu quả hiệp đồng rõ ràng hơn.
Đồng thời, khi sử dụng kết hợp với thuốc trừ sâu hóa học hiện có, trước hết, có thể làm giảm đáng kể quần thể nhện đỏ, giảm lượng thuốc trừ sâu hóa học, nâng cao hiệu quả phòng trừ. Tóm lại, trong thời kỳ nhện cam Panonychus xuất hiện nhiều ở Hạ Châu, Quảng Tây, Trung Quốc, phun 0,1% CE Veratrum rhizome extract + 30% etoxazole có hiệu quả trong 20 phút, không thấy côn trùng sống sau 3 ngày phun, hiệu quả phòng trừ là 11 ngày sau khi phun. có thể duy trì trên 95%. Trong giai đoạn đầu của nhện cam rốn Ruijin Giang Tây, 0,1% CE Veratrum rhizome extract + 30% tetramizine bifenazate đều chết sau 1 ngày phun, không thấy côn trùng sống sau 3 ngày phun. , hiệu quả phòng trừ gần 99% sau 16 ngày.
Kết quả xét nghiệm sinh học thực địa ở trên cho thấy khi số lượng cơ sở của nhện đỏ thấp hoặc cao, sử dụng tác nhân đơn lẻ và sử dụng hợp chất với các tác nhân hóa học, chiết xuất thân rễ của Veratella vulgaris có thể làm giảm số lượng cơ sở của sâu nhện đỏ và cải thiện hiệu quả kiểm soát của thuốc trừ sâu hóa học. Nó cho thấy hiệu quả kiểm soát tuyệt vời. Đồng thời, chiết xuất thân rễ của cây bạch chỉ có nguồn gốc từ thực vật. Ở nồng độ khuyến cáo, nó an toàn để sử dụng trong giai đoạn nảy chồi, ra hoa và quả non của hầu hết các loại cây và không ảnh hưởng đến sự phát triển của chồi, hoa và quả. Nó an toàn và thân thiện với môi trường đối với các sinh vật không phải mục tiêu như thiên địch của ve và không có khả năng kháng chéo với các loại thuốc trừ sâu và thuốc diệt ve hiện có. Nó rất phù hợp cho việc quản lý ve tổng hợp (IPM). Và với việc giảm sử dụng thuốc trừ sâu hóa học, dư lượng thuốc trừ sâu hóa học như etoxazole, spirodiclofen và bifenazate trong cây họ cam quýt có thể đáp ứng đầy đủ “Tiêu chuẩn an toàn thực phẩm quốc gia Trung Quốc về giới hạn dư lượng thuốc trừ sâu tối đa trong thực phẩm”, “Thực phẩm Liên minh châu Âu”. Tiêu chuẩn giới hạn dư lượng thuốc trừ sâu và Tiêu chuẩn giới hạn dư lượng thuốc trừ sâu của Hoa Kỳ trong thực phẩm cung cấp sự đảm bảo chắc chắn cho an toàn thực phẩm và chất lượng và an toàn của các sản phẩm nông nghiệp.
Công nghệ chỉnh sửa gen thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa cây bạch chỉ
Cây địa hoàng là một loại dược liệu phổ biến và là một loại thảo mộc sống lâu năm thuộc họ Liliaceae. Nó mọc ở vùng núi, rừng hoặc bụi rậm. Nó phân bố ở Sơn Tây, Hà Bắc, Hà Nam, Sơn Đông, Liêu Ninh, Tứ Xuyên, Giang Tô và các nơi khác ở Trung Quốc. Nó rất giàu tài nguyên hoang dã. Theo điều tra, sản lượng hàng năm của cây địa hoàng làm thuốc là gần 300-500 tấn và các giống bao gồm nhiều giống, chẳng hạn như cây địa hoàng, cây địa hoàng Xing'an, cây địa hoàng maosu và cây địa hoàng Guling, và các thành phần hoạt tính của mỗi loài không giống nhau.
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ sinh học và nghiên cứu chuyên sâu về vật liệu làm thuốc từ cây bạch chỉ, việc sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen để cải thiện các loài cây bạch chỉ làm thuốc và thuần hóa nhân tạo các loài cây bạch chỉ hoang dã đã tiến triển theo từng giai đoạn. Việc trồng nhân tạo các giống cây bạch chỉ sẽ làm giảm đáng kể thiệt hại do khai thác cây bạch chỉ đối với nguồn gen hoang dã và thúc đẩy hơn nữa quá trình công nghiệp hóa cây bạch chỉ trong lĩnh vực nông nghiệp và y tế.
Trong tương lai, chiết xuất từ thân rễ cây bạch chỉ thiên nhiên có nguồn gốc từ cây thuốc dự kiến sẽ dần giảm việc sử dụng thuốc diệt ve truyền thống, đồng thời có những cải tiến hơn nữa trong việc nâng cao chất lượng nông sản, nâng cao chất lượng và độ an toàn của nông sản, cải thiện môi trường sinh thái nông nghiệp và duy trì đa dạng sinh học. đóng góp to lớn.
Thời gian đăng: 08-08-2022