Gli acaricidi sono una classe di pesticidi ampiamente utilizzati in agricoltura, industria e altri settori. Vengono utilizzati principalmente per controllare gli acari agricoli, o zecche, presenti sul bestiame o sugli animali domestici. Ogni anno il mondo subisce ingenti perdite a causa degli acari. Secondo l'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura (FAO), l'80% delle mandrie di bovini mondiali è infestato da zecche, con un costo economico stimato di 7,3 miliardi di dollari all'anno. In Sud America, le piante di soia danneggiate dal ragnetto rosso Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) hanno perso circa il 18,28% della resa cerealicola. In Cina, quasi 40 milioni di acri di agrumi sono infestati anche dal Panonychus citri (McGregor). Pertanto, la domanda globale di acaricidi è in aumento di anno in anno. Gli otto principali prodotti nel mercato degli acaricidi nel 2018 sono: spirodiclofene, spiromethicone, diafentiurone, bifenazato, piridabene e propargite, esitiazox e fenpirossimato, le loro vendite totali ammontano a 572 milioni di dollari USA, pari al 69,1% del mercato degli acaricidi, e si prevede che le dimensioni del mercato raggiungeranno i 2 miliardi di dollari USA entro il 2025. È probabile che le dimensioni del mercato degli acaricidi aumentino con la diminuzione dei terreni arabili a livello globale, l'aumento della popolazione, l'aumento della domanda di prodotti naturali e l'aumento della domanda di pratiche agricole sostenibili.
L'analisi del mercato globale degli acaricidi mostra che il ragnetto rosso, l'acaro degli agrumi e il Panonychus urmi sono di gran lunga le specie di acari infestanti più importanti dal punto di vista economico, rappresentando oltre l'80% del mercato. Altri acari correlati sono gli pseudo-ragni (principalmente il ragnetto corto), gli acari della ruggine e gli acari della galla e del tafano. Ortaggi e frutta, tra cui agrumi, vite, soia, cotone e mais, sono le principali colture su cui vengono applicati gli acaricidi.
Tuttavia, a causa del breve ciclo vitale, della partenogenesi, degli strumenti metabolici unici e della forte adattabilità ambientale di acari erbivori come il ragnetto rosso e l'acaro artiglio, la loro resistenza agli acaricidi è cresciuta rapidamente. Gli acari rappresentano 3 dei 12 artropodi resistenti segnalati. Nell'applicazione globale degli acaricidi, gli acaricidi chimici convenzionali come organofosfati, carbammati, organoclorurati e piretroidi occupano ancora una posizione dominante. Negli ultimi anni, sebbene siano stati introdotti acaricidi ad alta efficacia come il bifenazato e l'acetafenac, il problema dell'omogeneizzazione degli acaricidi rimane grave. Con l'uso a lungo termine e non scientifico di questi acaricidi, la maggior parte degli acaricidi erbivori ha sviluppato diversi gradi di resistenza agli acaricidi chimici presenti sul mercato, e i loro effetti sono diminuiti significativamente. D'altra parte, con la crescente attenzione alle problematiche ambientali e il progressivo sviluppo dell'agricoltura biologica, la domanda di prodotti naturali per la protezione delle colture sul mercato globale è aumentata in modo significativo. Pertanto, è imminente lo sviluppo di acaricidi biologici sicuri, efficaci, rispettosi dell'ambiente, meno dannosi per i nemici naturali e sicuri, nuovi acaricidi biologici a cui non sia facile sviluppare resistenza.
Per questo motivo, è urgente che l'industria e lo sviluppo industriale sfruttino appieno i vantaggi delle risorse biologiche della Cina per promuovere la ricerca, lo sviluppo e l'applicazione di acaricidi biologici.
1. Contesto della ricerca sugli alcaloidi veratrotrolo
L'elleboro, noto anche come cipolla di montagna o elleboro nero, è una pianta medicinale perenne. Essendo una pianta insetticida autoctona in Cina, spesso se ne estraggono i rizomi durante il periodo vegetativo e si friggono per ottenere un decotto delicato per lavare a freddo pecore, capre, bovini e altri animali da allevamento, e per combattere le larve delle mosche domestiche e altri parassiti. Successivamente, i ricercatori hanno scoperto che l'elleboro ha anche un buon effetto di controllo su altri parassiti. Ad esempio, l'estratto di acetato di etile del rizoma di Veratrum ha una buona attività insetticida sulle larve di secondo e terzo stadio di Plutella xylostella, mentre l'estratto di alcaloide Veratrolo ha un certo effetto letale sulle larve adulte e di quarto stadio di blatta germanica. Allo stesso tempo, i ricercatori hanno anche scoperto che diversi estratti di rizoma di Veratrum hanno una buona attività acaricida, tra cui l'estratto di etanolo>estratto di cloroformio>estratto di n-butanolo.
Tuttavia, come estrarre i principi attivi è un problema complesso. I ricercatori cinesi utilizzano solitamente l'estrazione a ultrasuoni con cloroformio alcalinizzato con ammoniaca, l'estrazione con acqua, l'estrazione per percolazione con etanolo e l'estrazione con CO₂ supercritica per ottenere i principi attivi dai rizomi di Veratrum. Tra questi, il metodo di estrazione a ultrasuoni con cloroformio alcalinizzato con ammoniaca utilizza una grande quantità di cloroformio, solvente tossico, sebbene la velocità di estrazione sia relativamente elevata; il metodo di estrazione con acqua presenta tempi di estrazione prolungati, un elevato consumo d'acqua e una bassa velocità di estrazione; la velocità è bassa. Il metodo di estrazione con CO₂ supercritica per estrarre gli alcaloidi della veratrolina non solo ha un'elevata velocità di estrazione, i principi attivi non vengono distrutti, ma anche l'attività medicinale e la purezza dei principi attivi dei prodotti ottenuti sono notevolmente migliorate. Inoltre, il residuo di CO₂, atossico e privo di solventi, è innocuo per il corpo umano e per l'ambiente, il che può rallentare l'inquinamento ambientale causato dai metodi di estrazione tradizionali ed è stato elencato come una delle migliori tecnologie di estrazione e separazione per gli effetti medicinali delle piante. Tuttavia, il rischioso processo di produzione e gli elevati costi ne ostacolano l'applicazione industriale su larga scala.
2. Progressi nella ricerca e nello sviluppo degli alcaloidi veratrotrolo
Studio sulla tecnologia di estrazione del Veratrum. La tecnologia di coestrazione si basa principalmente sul materiale medicinale tradizionale cinese Veratrorum, integrato con materiali medicinali naturali. La Veratrotina e altri molteplici principi attivi vengono preparati insieme e, allo stesso tempo, vengono utilizzati diversi solventi per estrarre in modo continuo i materiali medicinali botanici, in modo da massimizzare la purificazione e la precipitazione dei componenti attivi efficaci nei materiali medicinali botanici in più fasi. Ottenere componenti di gruppo di composti con funzionalità diversa o simile dallo stesso lotto di materie prime. Migliorare significativamente il tasso di utilizzo delle materie prime botaniche, ridurre i costi di produzione e aumentare significativamente la competitività sul mercato.
Studio sul meccanismo d'azione dei principi attivi del Veratrum. L'estratto di rizoma di Veratrol è una miscela contenente più di dieci principi attivi, tra cui veratrolo, resveratrolo, veratrotina, ciclopamina, veratrolo e ossido di resveratrolo. Il sistema nervoso dei parassiti.
Secondo alcuni studi, la sua tossicità si basa sull'apertura dei canali del Na+ voltaggio-dipendenti, che a loro volta aprono i canali del Ca2+ voltaggio-attivati, portando al rilascio di neurotrasmettitori. I canali ionici del sodio voltaggio-dipendenti sono parte integrante della segnalazione neuronale e muscolare. I componenti attivi dell'estratto di Veratrum possono causare disturbi della corrente nei canali ionici del sodio, con conseguenti alterazioni della permeabilità della membrana, con conseguente shock tremore e morte.
Allo stesso tempo, alcuni studiosi francesi hanno riferito che gli alcaloidi veratrolinici possono anche inibire in modo non competitivo l'acetilcolinesterasi (AChE) degli insetti. A causa del nuovo meccanismo d'azione degli alcaloidi veratrolinici, possono verificarsi attacchi multi-sito ed è difficile per gli acari adattarsi ai farmaci multi-sito attraverso i propri cambiamenti strutturali, quindi non è facile sviluppare resistenza ai farmaci.
Tecnologia di preparazione dell'estratto di rizoma di elleboro CE allo 0,1%. Supportata da un'avanzata tecnologia di estrazione e completata da un'eccellente tecnologia di preparazione, la tensione superficiale del farmaco è bassa, il che può avvolgere rapidamente il corpo dell'insetto, favorire la penetrazione e l'assorbimento della soluzione farmacologica e migliorare l'effetto dei principi attivi. Ha una buona disperdibilità in acqua e la soluzione è trasparente e omogenea dopo la dispersione. Diluita 1000 volte, il tempo per bagnare completamente il foglio di tela è di 44 secondi e può bagnare e penetrare rapidamente. I dati di stabilità della diffusione multipla della luce hanno mostrato che la preparazione dell'estratto di rizoma di veratrum CE allo 0,1% aveva una buona stabilità e soddisfaceva pienamente vari ambienti di applicazione sul campo.
Progressi della ricerca sulla tecnologia applicativa dell'estratto di rizoma di veratrum CE allo 0,1%
La nuova tecnologia ha notevolmente migliorato le proprietà di azione rapida del farmaco. Rispetto alla tecnologia precedente, il prodotto ha ridotto l'uso di un singolo ingrediente. Grazie al processo esclusivo, gli ingredienti nel prodotto sono più abbondanti e l'effetto sinergico è più evidente.
Allo stesso tempo, se utilizzato insieme ai pesticidi chimici esistenti, può ridurre significativamente la popolazione di ragnetti rossi, ridurre la quantità di pesticidi chimici e migliorare l'effetto di controllo. In sintesi, nel periodo di alta incidenza dell'acaro Panonychus degli agrumi a Hezhou, Guangxi, Cina, l'irrorazione con lo 0,1% di estratto di rizoma di Veratrum CE + il 30% di etoxazolo è stata efficace in 20 minuti, non sono stati osservati insetti vivi 3 giorni dopo l'applicazione e l'effetto di controllo è stato mantenuto 11 giorni dopo l'applicazione. L'effetto di controllo può essere mantenuto al di sopra del 95%. Nella fase iniziale dell'acaro Panonychus degli agrumi Jiangxi Ruijin, l'irrorazione con lo 0,1% di estratto di rizoma di Veratrum CE + il 30% di tetramizina bifenazato ha causato la morte di tutti gli insetti 1 giorno dopo l'applicazione e non sono stati osservati insetti vivi 3 giorni dopo l'applicazione. L'effetto di controllo è vicino al 99% dopo 16 giorni.
I risultati del biotest sul campo sopra riportati mostrano che, quando il numero di base di ragnetti rossi è basso o elevato, l'uso come agente singolo e l'uso combinato con agenti chimici, l'estratto di rizoma di Veratella vulgaris può ridurre il numero di base di ragnetti rossi e migliorare l'effetto di controllo dei pesticidi chimici. Ha mostrato un'eccellente efficacia di controllo. Allo stesso tempo, l'estratto di rizoma di elleboro è derivato da piante. Alla concentrazione raccomandata, è sicuro da usare nelle fasi di germogliamento, fioritura e giovani frutti della maggior parte delle piante e non ha alcun effetto sull'espansione di germogli, fiori e frutti. È sicuro ed ecologico per gli organismi non bersaglio come i nemici naturali degli acari e non presenta resistenza crociata con insetticidi e acaricidi esistenti. È molto adatto per la gestione integrata degli acari (IPM). E con la riduzione dell'uso di pesticidi chimici, i residui di pesticidi chimici come etoxazolo, spirodiclofene e bifenazato negli agrumi possono soddisfare pienamente lo "Standard nazionale cinese per la sicurezza alimentare per i limiti massimi di residui di pesticidi negli alimenti", "Foods dell'Unione Europea". Lo standard sui limiti di residui di pesticidi e lo standard statunitense sui limiti di residui di pesticidi negli alimenti forniscono una solida garanzia per la sicurezza alimentare e la qualità e salubrità dei prodotti agricoli.
La tecnologia di editing genetico promuove l'industrializzazione dell'elleboro
L'elleboro è una comune pianta medicinale ed è una pianta erbacea perenne della famiglia delle Liliaceae. Cresce in montagna, nelle foreste o nei cespugli. È distribuito in Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Sichuan, Jiangsu e altre località della Cina. È ricco di risorse selvatiche. Secondo l'indagine, la produzione annua di elleboro medicinale si aggira intorno alle 300-500 tonnellate e le varietà disponibili sono numerose, come l'elleboro, l'elleboro Xing'an, l'elleboro Maosu e l'elleboro Guling, e i principi attivi di ciascuna specie non sono gli stessi.
Con il rapido sviluppo della biotecnologia e la ricerca approfondita sui materiali medicinali dell'elleboro, l'uso della tecnologia di editing genetico per migliorare le specie medicinali di elleboro e la domesticazione artificiale delle specie selvatiche di elleboro hanno compiuto progressi graduali. La coltivazione artificiale di varietà di elleboro ridurrà notevolmente i danni causati dall'estrazione dell'elleboro alle risorse di germoplasma selvatico e promuoverà ulteriormente l'industrializzazione dell'elleboro in campo agricolo e medico.
In futuro, si prevede che gli estratti naturali di rizoma di elleboro derivati da piante medicinali ridurranno gradualmente l'uso dei tradizionali acaricidi chimici e apporteranno ulteriori miglioramenti nel miglioramento della qualità dei prodotti agricoli, migliorando la qualità e la sicurezza dei prodotti agricoli, migliorando l'ambiente ecologico agricolo e mantenendo la biodiversità. Un grande contributo.
Data di pubblicazione: 08-08-2022