Akarisida adalah golongan pestisida yang banyak digunakan di bidang pertanian, industri, dan industri lainnya. Akarisida terutama digunakan untuk mengendalikan tungau pertanian, atau caplak, pada ternak atau hewan peliharaan. Setiap tahun, dunia menderita 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 hasil panen sereal sekitar 18,28%. Di Tiongkok, hampir 40 juta hektar tanaman jeruk juga terserang Panonychus citri (McGregor). Oleh karena itu, permintaan pasar global untuk akarisida terus meningkat dari tahun ke tahun. Delapan produk teratas di pasar akarisida pada tahun 2018 adalah: spirodiklofen, spirometikon, diafentiuron, bifenazat, piridaben, serta propargit, heksitiazoks, dan fenpiroksimat. Total penjualan mereka mencapai US$572 juta, mewakili 69,1% pangsa pasar akarisida. Pasar ini diperkirakan akan mencapai US$2 miliar pada tahun 2025. Pasar akarisida kemungkinan akan semakin besar seiring dengan berkurangnya lahan pertanian global, peningkatan populasi, peningkatan permintaan produk alami, dan peningkatan permintaan praktik pertanian berkelanjutan.
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, menguasai lebih dari 80% pangsa pasar. Tungau lain yang terkait adalah tungau laba-laba semu (terutama tungau laba-laba pendek), tungau karat, serta tungau empedu dan 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 menyumbang 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 bifenazat dan asetafenak telah keluar, masalah homogenisasi akarisida masih serius. Dengan penggunaan akarisida jangka panjang dan tidak ilmiah ini, 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-isu lingkungan dan peningkatan bertahap dalam bidang pertanian organik, permintaan akan produk-produk alami untuk melindungi tanaman di pasar global telah meningkat secara signifikan. Oleh karena itu, pengembangan akarisida biologis yang aman, efisien, ramah lingkungan, dan kurang berbahaya bagi musuh alami, serta aman dan baru yang tidak mudah resisten, menjadi sangat mendesak.
Berdasarkan hal ini, sangatlah 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 pada 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 ekstrak rimpang Veratrum yang berbeda memiliki aktivitas akarisidal yang baik, di antaranya ekstrak etanol>ekstrak kloroform>ekstrak n-butanol.
Namun, cara mengekstraksi 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 mendapatkan zat aktif dari rimpang veratrum. Di antaranya, metode ekstraksi ultrasonik kloroform alkali-amonia menggunakan pelarut kloroform toksik dalam jumlah besar meskipun laju ekstraksinya relatif tinggi; metode ekstraksi air memiliki waktu ekstraksi yang lama, konsumsi air yang besar, dan laju ekstraksi yang rendah; laju ekstraksi rendah. Metode ekstraksi CO2 superkritis untuk mengekstrak alkaloid veratroline tidak hanya memiliki laju ekstraksi yang tinggi, bahan aktifnya tidak rusak, tetapi juga aktivitas obat dan kemurnian bahan aktif dari produk yang diperoleh sangat meningkat. 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 obat tanaman. Namun, proses produksi yang berisiko dan biaya tinggi menghambat aplikasi industri skala besarnya.
2. Kemajuan penelitian dan pengembangan alkaloid veratrotrol
Studi teknologi ekstraksi Veratrum. Teknologi ko-ekstraksi terutama didasarkan pada bahan obat tradisional Tiongkok, Veratrorum, yang disuplemen dengan bahan obat alami. Veratrotoin dan beberapa bahan aktif lainnya diolah bersama-sama, dan pada saat yang sama, berbagai pelarut digunakan untuk mengekstrak bahan obat botani secara berkelanjutan, sehingga memaksimalkan pemurnian dan presipitasi komponen aktif efektif dalam bahan obat botani secara bertahap. Hal ini menghasilkan komponen kelompok senyawa dengan fungsi berbeda atau fungsi serupa dari batch bahan baku yang sama. Hal ini secara signifikan meningkatkan tingkat pemanfaatan bahan baku botani, mengurangi biaya produksi, dan meningkatkan daya saing pasar secara signifikan.
Studi tentang mekanisme kerja zat aktif Veratrum. Ekstrak rimpang Veratrol merupakan campuran yang mengandung lebih dari sepuluh bahan aktif seperti veratrol, resveratrol, veratrotoin, siklopamin, veratrol, dan resveratrol oksida. Sistem saraf hama.
Menurut laporan penelitian, toksisitasnya didasarkan pada pembukaan saluran Na+ yang bergantung pada tegangan, yang pada gilirannya membuka saluran Ca2+ yang teraktivasi oleh tegangan, yang menyebabkan pelepasan neurotransmiter. Saluran ion natrium berpagar 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 peneliti Prancis melaporkan bahwa alkaloid veratroline juga dapat menghambat asetilkolinesterase (AChE) serangga secara non-kompetitif. Berkat mekanisme kerja alkaloid veratrotrol yang baru, serangan multi-situs dapat terjadi, dan tungau sulit beradaptasi dengan obat-obatan multi-situs aksi melalui perubahan struktural mereka sendiri, sehingga resistensi obat tidak mudah berkembang.
Teknologi preparasi ekstrak rimpang hellebore 0,1% CE. Didukung oleh teknologi ekstraksi canggih dan teknologi preparasi yang unggul, tegangan permukaan obat rendah, sehingga dapat dengan cepat membungkus tubuh serangga, meningkatkan penetrasi dan penyerapan larutan obat, serta meningkatkan efek bahan aktif. Dispersibilitasnya dalam air sangat baik, dan larutannya transparan serta homogen setelah didispersikan. Pada pengenceran 1000 kali, waktu untuk membasahi lembaran kanvas sepenuhnya adalah 44 detik, sehingga dapat dengan cepat membasahi dan menembus. Data stabilitas hamburan cahaya ganda menunjukkan bahwa sediaan ekstrak rimpang veratrum 0,1% CE memiliki stabilitas yang baik dan sepenuhnya memenuhi berbagai lingkungan aplikasi lapangan.
Kemajuan penelitian teknologi aplikasi ekstrak rimpang CE veratrum 0,1%
Teknologi baru ini telah meningkatkan secara signifikan khasiat obat yang bekerja cepat. Dibandingkan dengan teknologi sebelumnya, produk ini telah mengurangi penggunaan satu bahan saja. Melalui proses yang unik, bahan-bahan dalam produk ini 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, pada 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 jeruk pusar Jiangxi Ruijin jeruk panclaw, 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 basa tungau laba-laba merah rendah atau tinggi, penggunaan agen tunggal dan penggunaan senyawa dengan agen kimia, ekstrak rimpang Veratella vulgaris dapat mengurangi jumlah basa cacing laba-laba merah dan meningkatkan efek pengendalian pestisida kimia. Itu 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 manajemen tungau terpadu (PHT). Dengan berkurangnya 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 Pangan" dan "Uni Eropa Pangan". Standar Batas Residu Pestisida dan Standar Batas Residu Pestisida AS dalam Pangan memberikan jaminan yang kuat untuk keamanan pangan serta kualitas dan keamanan produk pertanian.
Teknologi penyuntingan gen mendorong industrialisasi hellebore
Hellebore adalah bahan obat yang umum dan merupakan herba tahunan dari famili Liliaceae. Tumbuh di pegunungan, hutan, atau semak belukar. Tanaman ini tersebar di Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Sichuan, Jiangsu, dan tempat-tempat lain di Tiongkok. Tanaman ini kaya akan sumber daya alam. Berdasarkan penelitian, produksi hellebore obat tahunan mendekati 300-500 ton, dan varietasnya mencakup banyak varietas, seperti hellebore, hellebore Xing'an, hellebore Maosu, dan hellebore Guling, dengan kandungan bahan aktif yang berbeda-beda.
Dengan pesatnya perkembangan bioteknologi dan penelitian mendalam tentang bahan obat hellebore, pemanfaatan teknologi penyuntingan gen untuk meningkatkan spesies hellebore yang berkhasiat obat dan domestikasi buatan spesies hellebore liar telah berkembang secara bertahap. Budidaya varietas hellebore secara buatan akan sangat mengurangi kerusakan akibat penggalian hellebore terhadap sumber daya plasma nutfah liar, dan selanjutnya mendorong industrialisasi hellebore di bidang pertanian dan 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