Akarisida merupakan golongan pestisida yang banyak digunakan dalam pertanian, industri, dan industri lainnya. Akarisida terutama digunakan untuk mengendalikan tungau pertanian, atau caplak pada ternak atau hewan peliharaan. Setiap tahun dunia mengalami kerugian besar akibat hama tungau. Menurut Organisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa, 80 persen ternak sapi dunia terserang caplak, yang mengakibatkan kerugian ekonomi dunia sekitar $7,3 miliar per tahun. Di Amerika Selatan, tanaman kedelai yang rusak akibat tungau laba-laba Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) kehilangan sekitar 18,28% hasil panen sereal. Di Tiongkok, hampir 40 juta hektar tanaman jeruk juga terserang Panonychus citri (McGregor). Oleh karena itu, permintaan pasar global untuk akarisida meningkat dari tahun ke tahun. Delapan produk teratas di pasar akarisida pada tahun 2018 adalah: spirodiklofen, spirometikon, diafentiuron, bifenazat, piridaben, dan propargit, heksitiazoks, dan fenpiroksimat. Total penjualan mereka adalah US$572 juta, yang mencakup 69,1% dari pasar akarisida. Ukuran pasar akarisida diperkirakan akan mencapai US$2 miliar pada tahun 2025. Ukuran pasar akarisida kemungkinan akan lebih besar karena lahan subur global berkurang, populasi meningkat, permintaan akan produk alami meningkat, dan permintaan akan praktik pertanian berkelanjutan meningkat.
Analisis pasar akarisida global menunjukkan bahwa tungau laba-laba merah, jeruk Panclaw, dan Panonychus urmi sejauh ini merupakan spesies tungau hama yang paling penting secara ekonomi, yang menguasai lebih dari 80% pasar. Tungau terkait lainnya adalah tungau laba-laba semu (terutama tungau laba-laba pendek), tungau karat, dan tungau empedu serta tungau lalat kuda. Sayuran dan buah-buahan, termasuk jeruk, anggur, kedelai, kapas, dan jagung, merupakan tanaman utama yang menggunakan akarisida.
Namun, karena siklus hidup yang pendek, partenogenesis, alat metabolisme yang unik, dan kemampuan adaptasi lingkungan yang kuat dari tungau herbivora seperti tungau laba-laba dan tungau panclaw, resistensi mereka terhadap akarisida telah berkembang pesat. Tungau merupakan 3 dari 12 artropoda resisten yang dilaporkan. Dalam aplikasi akarisida global, akarisida kimia konvensional seperti organofosfat, karbamat, organoklorin, dan piretroid masih menempati posisi dominan. Dalam beberapa tahun terakhir, meskipun akarisida efisiensi tinggi seperti bifenazate dan asetafenak telah keluar, masalah homogenisasi akarisida masih serius. Dengan penggunaan akarisida ini dalam jangka panjang dan tidak ilmiah, sebagian besar tungau herbivora telah mengembangkan berbagai tingkat resistensi terhadap akarisida kimia di pasaran, dan efeknya telah menurun secara signifikan. Di sisi lain, dengan meningkatnya perhatian terhadap isu lingkungan dan peningkatan bertahap di bidang pertanian organik, permintaan akan produk alami untuk melindungi tanaman di pasar global telah meningkat secara signifikan. Oleh karena itu, pengembangan akarisida biologis yang aman, efisien, ramah lingkungan, kurang berbahaya bagi musuh alami dan aman serta baru yang tidak mudah mengembangkan resistensi sudah dekat.
Berdasarkan hal ini, sangat mendesak bagi industri dan pengembangan industri untuk memanfaatkan sepenuhnya keunggulan sumber daya hayati Tiongkok guna mendorong penelitian, pengembangan, dan penerapan akarisida hayati.
1. Latar belakang penelitian alkaloid veratrotrol
Hellebore, juga dikenal sebagai bawang gunung, hellebore hitam, adalah bahan obat abadi. Sebagai tanaman insektisida asli di Tiongkok, orang sering menggali rimpangnya selama periode vegetasi dan menggorengnya menjadi rebusan ringan untuk mencuci domba, kambing, sapi, dan ternak lainnya dengan air dingin, dan untuk mengatasi belatung lalat rumah dan parasit lainnya. Kemudian para peneliti menemukan bahwa hellebore juga memiliki efek pengendalian yang baik terhadap hama lainnya. Misalnya, ekstrak etil asetat rimpang Veratrum memiliki aktivitas insektisida yang baik pada larva instar kedua dan ketiga Plutella xylostella, sedangkan ekstrak alkaloid Veratrol memiliki efek mematikan tertentu pada larva instar dewasa dan keempat kecoa Jerman. Pada saat yang sama, para peneliti juga menemukan bahwa berbagai ekstrak rimpang Veratrum memiliki aktivitas akarisidal yang baik, di antaranya ekstrak etanol>ekstrak kloroform>ekstrak n-butanol.
Namun, bagaimana mengekstrak bahan aktif merupakan masalah yang sulit. Peneliti Tiongkok biasanya menggunakan ekstraksi ultrasonik kloroform alkali-amonia, ekstraksi air, ekstraksi perkolasi etanol, dan ekstraksi CO2 superkritis untuk memperoleh zat aktif dari rimpang veratrum. Di antara metode tersebut, metode ekstraksi ultrasonik kloroform alkali-amonia menggunakan sejumlah besar pelarut kloroform beracun meskipun laju ekstraksi relatif tinggi; metode ekstraksi air memiliki banyak waktu ekstraksi, konsumsi air yang besar, dan laju ekstraksi rendah; laju ekstraksi rendah. Metode ekstraksi CO2 superkritis untuk mengekstrak alkaloid veratroline tidak hanya memiliki laju ekstraksi yang tinggi, bahan aktif tidak hancur, tetapi juga aktivitas pengobatan dan kemurnian bahan aktif dari produk yang diperoleh sangat ditingkatkan. Selain itu, residu CO2 yang tidak beracun dan bebas pelarut tidak berbahaya bagi tubuh manusia dan lingkungan, yang dapat memperlambat pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh metode ekstraksi tradisional, dan telah terdaftar sebagai salah satu teknologi ekstraksi dan pemisahan terbaik untuk efek pengobatan tanaman. Namun, proses produksi yang berisiko dan biaya tinggi menghambat aplikasi industri skala besarnya.
2. Kemajuan penelitian dan pengembangan alkaloid veratrotrol
Studi tentang teknologi ekstraksi Veratrum. Teknologi ko-ekstraksi terutama didasarkan pada bahan obat tradisional Tiongkok veratrorum, yang dilengkapi dengan bahan obat alami. Veratrotoin dan beberapa bahan aktif lainnya disiapkan bersama-sama, dan pada saat yang sama, pelarut yang berbeda digunakan untuk mengekstrak bahan obat botani secara terus-menerus, sehingga dapat memaksimalkan pemurnian dan pengendapan komponen aktif yang efektif dalam bahan obat botani secara bertahap. Memperoleh komponen kelompok senyawa dengan fungsi yang berbeda atau fungsi yang sama dari bahan baku yang sama. Secara signifikan meningkatkan tingkat pemanfaatan bahan baku botani, mengurangi biaya produksi, dan secara signifikan meningkatkan daya saing pasar.
Studi tentang mekanisme kerja zat aktif Veratrum. Ekstrak rimpang Veratrol merupakan sejenis campuran, yang mengandung lebih dari sepuluh bahan aktif seperti veratrol, resveratrol, veratrotoin, cyclopamine, veratrol, dan resveratrol oxide. Sistem saraf hama.
Menurut laporan penelitian, toksisitasnya didasarkan pada pembukaan saluran Na+ yang bergantung pada tegangan, yang pada gilirannya membuka saluran Ca2+ yang diaktifkan oleh tegangan, yang menyebabkan pelepasan neurotransmitter. Saluran ion natrium yang bergantung pada tegangan merupakan bagian integral dari pensinyalan saraf dan otot. Komponen aktif dalam ekstrak Veratrum dapat menyebabkan gangguan arus pada saluran ion natrium, yang mengakibatkan perubahan permeabilitas membran, yang menyebabkan syok tremor dan akhirnya kematian.
Pada saat yang sama, beberapa ilmuwan Prancis melaporkan bahwa alkaloid veratroline juga dapat menghambat asetilkolinesterase (AChE) serangga secara non-kompetitif. Karena mekanisme kerja alkaloid veratrotrol yang baru, serangan multi-situs dapat terjadi, dan sulit bagi tungau untuk beradaptasi dengan obat-obatan multi-situs aksi melalui perubahan struktural mereka sendiri, sehingga tidak mudah untuk mengembangkan resistensi obat.
Teknologi persiapan ekstrak rimpang hellebore 0,1% CE. Didukung oleh teknologi ekstraksi canggih dan dilengkapi dengan teknologi persiapan yang sangat baik, tegangan permukaan obatnya kecil, yang dapat dengan cepat membungkus tubuh serangga, meningkatkan penetrasi dan penyerapan larutan obat, dan meningkatkan efek bahan aktif. Obat ini memiliki dispersibilitas yang baik dalam air, dan larutannya transparan dan homogen setelah dispersi. Pengenceran 1000 kali, waktu untuk membasahi lembaran kanvas sepenuhnya adalah 44 detik, dan dapat dengan cepat membasahi dan menembus. Data stabilitas hamburan cahaya ganda menunjukkan bahwa persiapan ekstrak rimpang veratrum 0,1% CE memiliki stabilitas yang baik dan sepenuhnya memenuhi berbagai lingkungan aplikasi lapangan.
Kemajuan penelitian teknologi aplikasi ekstrak rimpang Ceveratrum 0,1%
Teknologi baru ini telah meningkatkan khasiat obat yang bekerja cepat. Dibandingkan dengan teknologi sebelumnya, produk ini telah mengurangi penggunaan satu bahan. Melalui proses yang unik, bahan-bahan dalam produk lebih melimpah, dan efek sinergisnya lebih nyata.
Pada saat yang sama, ketika digunakan bersama dengan pestisida kimia yang ada, pertama-tama, dapat secara signifikan mengurangi basis populasi tungau laba-laba merah, mengurangi jumlah pestisida kimia dan meningkatkan efek pengendalian. Singkatnya, dalam periode insiden tinggi tungau Panonychus jeruk di Hezhou, Guangxi, Cina, penyemprotan ekstrak rimpang CE Veratrum 0,1% + 30% etoxazole efektif dalam 20 menit, tidak ada serangga hidup yang terlihat 3 hari setelah aplikasi, dan efek pengendaliannya adalah 11 hari setelah aplikasi. dapat dipertahankan di atas 95%. Pada tahap awal tungau panclaw jeruk pusar Jiangxi Ruijin, ekstrak rimpang CE Veratrum 0,1% + 30% tetramizine bifenazate semuanya mati 1 hari setelah aplikasi, dan tidak ada serangga hidup yang terlihat 3 hari setelah aplikasi. , efek pengendalian mendekati 99% setelah 16 hari.
Hasil bioassay lapangan di atas menunjukkan bahwa ketika jumlah dasar tungau laba-laba merah rendah atau tinggi, penggunaan agen tunggal dan penggunaan senyawa dengan agen kimia, ekstrak rimpang Veratella vulgaris dapat mengurangi jumlah dasar cacing laba-laba merah dan meningkatkan efek pengendalian pestisida kimia. Ini menunjukkan efek pengendalian yang sangat baik. Pada saat yang sama, ekstrak rimpang hellebore berasal dari tanaman. Pada konsentrasi yang disarankan, aman digunakan pada tahap tunas, pembungaan, dan buah muda pada sebagian besar tanaman, dan tidak berpengaruh pada perluasan tunas, bunga, dan buah. Aman dan ramah lingkungan terhadap organisme non-target seperti musuh alami tungau, dan tidak memiliki resistensi silang dengan insektisida dan akarisida yang ada. Sangat cocok untuk pengelolaan tungau terpadu (IPM). Dan dengan pengurangan penggunaan pestisida kimia, residu pestisida kimia seperti etoxazole, spirodiclofen, dan bifenazate dalam jeruk dapat sepenuhnya memenuhi “Standar Keamanan Pangan Nasional Tiongkok untuk Batas Residu Maksimum Pestisida dalam Makanan”, “Makanan Uni Eropa”. Standar Batas Residu Pestisida dan Standar Batas Residu Pestisida AS dalam Makanan memberikan jaminan yang kuat untuk keamanan pangan dan kualitas serta keamanan produk pertanian.
Teknologi penyuntingan gen mendorong industrialisasi tumbuhan hellebore
Hellebore merupakan bahan obat yang umum dan merupakan herba tahunan dari famili Liliaceae. Tumbuh di pegunungan, hutan, atau semak belukar. Tumbuhan ini tersebar di Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Sichuan, Jiangsu, dan tempat-tempat lain di Tiongkok. Tumbuhan ini kaya akan sumber daya alam liar. Menurut penelitian, produksi tahunan hellebore obat mendekati 300-500 ton, dan varietasnya mencakup banyak varietas, seperti hellebore, hellebore Xing'an, hellebore maosu, dan hellebore Guling, dan komponen aktif masing-masing spesies tidak sama.
Dengan pesatnya perkembangan bioteknologi dan penelitian mendalam tentang bahan obat hellebore, penggunaan teknologi penyuntingan gen untuk meningkatkan spesies obat hellebore dan domestikasi buatan spesies hellebore liar telah mengalami kemajuan bertahap. Budidaya varietas hellebore secara buatan akan sangat mengurangi kerusakan penggalian hellebore terhadap sumber daya plasma nutfah liar, dan selanjutnya mendorong industrialisasi hellebore di bidang pertanian dan bidang medis.
Di masa depan, ekstrak rimpang hellebore alami yang berasal dari tanaman obat diharapkan dapat secara bertahap mengurangi penggunaan akarisida kimia tradisional, dan melakukan perbaikan lebih lanjut dalam meningkatkan kualitas produk pertanian, meningkatkan kualitas dan keamanan produk pertanian, memperbaiki lingkungan ekologi pertanian dan menjaga keanekaragaman hayati. kontribusi yang besar.
Waktu posting: 08-08-2022