کنه‌کش‌ها دسته‌ای از آفت‌کش‌ها هستند که به طور گسترده در کشاورزی، صنعت و سایر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آفت عمدتاً برای کنترل کنه‌های کشاورزی یا کنه‌های روی دام یا حیوانات خانگی استفاده می‌شود. هر ساله جهان متحمل خسارات هنگفتی به دلیل آفات کنه می‌شود. طبق گزارش سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد، 80 درصد از گله‌های گاو جهان توسط کنه‌ها آلوده شده‌اند که سالانه 7.3 میلیارد دلار ضرر اقتصادی برای جهان به همراه دارد. در آمریکای جنوبی، گیاهان سویا که توسط کنه عنکبوتی Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) آسیب دیده‌اند، تقریباً 18.28 درصد از عملکرد غلات خود را از دست داده‌اند. در چین، نزدیک به 40 میلیون هکتار از مرکبات نیز توسط Panonychus citri (McGregor) آلوده شده‌اند. بنابراین، تقاضای بازار جهانی برای کنه‌کش‌ها سال به سال در حال افزایش است. هشت محصول برتر در بازار کنه‌کش‌ها در سال ۲۰۱۸ عبارتند از: اسپیرودیکلوفن، اسپیرومتیکون، دیافنتیورون، بیفنازات، پیریدابن و پروپارژیت، هگزی تیازوکس و فنپیروکسیمیت. کل فروش آنها ۵۷۲ میلیون دلار آمریکا است که ۶۹.۱٪ از بازار کنه‌کش‌ها را تشکیل می‌دهد و پیش‌بینی می‌شود اندازه بازار تا سال ۲۰۲۵ به ۲ میلیارد دلار آمریکا برسد. با کاهش زمین‌های زراعی جهانی، افزایش جمعیت، افزایش تقاضا برای محصولات طبیعی و افزایش تقاضا برای شیوه‌های کشاورزی پایدار، احتمالاً اندازه بازار کنه‌کش‌ها بزرگتر خواهد شد.
تجزیه و تحلیل بازار جهانی کنه‌کش‌ها نشان می‌دهد که کنه تار عنکبوتی قرمز، کنه مرکبات Panclaw و Panonychus urmi از نظر اقتصادی مهم‌ترین گونه‌های کنه‌های آفت هستند که بیش از 80 درصد بازار را تشکیل می‌دهند. سایر کنه‌های مرتبط عبارتند از کنه‌های شبه عنکبوتی (عمدتاً کنه‌های عنکبوتی کوتاه)، کنه‌های زنگ و کنه‌های گال و مگس اسب. سبزیجات و میوه‌ها، از جمله مرکبات، انگور، سویا، پنبه و ذرت، محصولات اصلی هستند که برای آنها کنه‌کش استفاده می‌شود.
با این حال، به دلیل چرخه زندگی کوتاه، بکرزایی، ابزارهای متابولیکی منحصر به فرد و سازگاری قوی محیطی کنه‌های گیاه‌خوار مانند کنه‌های عنکبوتی و کنه‌های پنجه‌چنگالی، مقاومت آنها در برابر کنه‌کش‌ها به سرعت افزایش یافته است. کنه‌ها ۳ مورد از ۱۲ بندپای مقاوم گزارش شده را تشکیل می‌دهند. در کاربرد جهانی کنه‌کش‌ها، کنه‌کش‌های شیمیایی مرسوم مانند ارگانوفسفات‌ها، کاربامات‌ها، ارگانوکلرین‌ها و پیرتروئیدها هنوز جایگاه غالب را دارند. در سال‌های اخیر، اگرچه کنه‌کش‌های با راندمان بالا مانند بیفنازات و استافناک عرضه شده‌اند، اما مشکل همگن‌سازی کنه‌کش‌ها هنوز جدی است. با استفاده طولانی مدت و غیرعلمی از این کنه‌کش‌ها، اکثر کنه‌های گیاه‌خوار درجات مختلفی از مقاومت در برابر کنه‌کش‌های شیمیایی موجود در بازار را ایجاد کرده‌اند و اثرات آنها به طور قابل توجهی کاهش یافته است. از سوی دیگر، با توجه روزافزون به مسائل زیست‌محیطی و افزایش تدریجی حوزه کشاورزی ارگانیک، تقاضا برای محصولات طبیعی برای محافظت از محصولات در بازار جهانی به طور قابل توجهی افزایش یافته است. بنابراین، توسعه کنه‌کش‌های بیولوژیکی ایمن، کارآمد، سازگار با محیط زیست، کم‌ضرر برای دشمنان طبیعی و ایمن و جدید که ایجاد مقاومت در آنها آسان نباشد، قریب‌الوقوع است.
بر این اساس، استفاده کامل از مزایای منابع بیولوژیکی چین برای ترویج تحقیق و توسعه و کاربرد کنه‌کش‌های بیولوژیکی، نیاز مبرمی به صنعت و توسعه صنعتی دارد.
۱. پیشینه تحقیقاتی آلکالوئیدهای وراتروترول
خربق که با نام‌های پیاز کوهی و خربق سیاه نیز شناخته می‌شود، یک ماده دارویی چند ساله است. به عنوان یک گیاه حشره‌کش بومی در چین، مردم اغلب ریزوم‌های آن را در طول دوره رویش گیاه از خاک بیرون می‌آورند و آن را به صورت جوشانده ملایم سرخ می‌کنند تا گوسفندان، بزها، گاوها و سایر دام‌ها را با آب سرد شستشو دهند و با کرم‌های مگس خانگی و سایر انگل‌ها مقابله کنند. سپس محققان دریافتند که خربق همچنین اثر کنترلی خوبی بر سایر آفات دارد. به عنوان مثال، عصاره اتیل استات ریزوم وراتروم فعالیت حشره‌کشی خوبی روی لاروهای سن دوم و سوم Plutella xylostella دارد، در حالی که عصاره آلکالوئید وراترول اثر کشنده خاصی بر لاروهای سن بالغ و چهارم سوسک آلمانی دارد. در عین حال، محققان همچنین دریافتند که عصاره‌های مختلف ریزوم وراتروم فعالیت کنه‌کشی خوبی دارند، از جمله عصاره اتانول> عصاره کلروفرم> عصاره n-بوتانول.
با این حال، نحوه استخراج مواد مؤثر یک مشکل دشوار است. محققان چینی معمولاً از استخراج اولتراسونیک کلروفرم قلیایی شده با آمونیاک، استخراج با آب، استخراج با نفوذ اتانول و استخراج CO2 فوق بحرانی برای به دست آوردن مواد مؤثر از ریزوم‌های وراتروم استفاده می‌کنند. در میان آنها، روش استخراج اولتراسونیک کلروفرم قلیایی شده با آمونیاک از مقدار زیادی حلال سمی کلروفرم استفاده می‌کند، اگرچه سرعت استخراج نسبتاً بالا است. روش استخراج با آب زمان استخراج زیادی دارد، مصرف آب زیاد است و سرعت استخراج کم است. روش استخراج CO2 فوق بحرانی برای استخراج آلکالوئیدهای وراترولین نه تنها سرعت استخراج بالایی دارد، مواد مؤثر از بین نمی‌روند، بلکه فعالیت دارویی و خلوص مواد مؤثر محصولات به دست آمده نیز تا حد زیادی بهبود می‌یابد. علاوه بر این، باقیمانده CO2 غیرسمی و بدون حلال برای بدن انسان و محیط زیست بی‌ضرر است که می‌تواند آلودگی محیطی ناشی از روش‌های استخراج سنتی را کاهش دهد و به عنوان یکی از بهترین فناوری‌های استخراج و جداسازی برای اثرات دارویی گیاهان ذکر شده است. با این حال، فرآیند تولید پرخطر و هزینه بالا مانع از کاربرد صنعتی آن در مقیاس بزرگ می‌شود.
2. پیشرفت تحقیق و توسعه آلکالوئیدهای وراتروترول
مطالعه بر روی فناوری استخراج وراتروم. فناوری استخراج همزمان عمدتاً مبتنی بر ماده دارویی سنتی چینی وراتروم است که با مواد دارویی طبیعی تکمیل می‌شود. وراتروتوئین و سایر مواد فعال متعدد با هم تهیه می‌شوند و همزمان از حلال‌های مختلف برای استخراج مداوم مواد دارویی گیاهی استفاده می‌شود تا خالص‌سازی و رسوب اجزای فعال مؤثر در مواد دارویی گیاهی به صورت مرحله‌ای به حداکثر برسد. به دست آوردن اجزای گروهی ترکیبات با عملکرد متفاوت یا عملکرد مشابه از همان دسته مواد اولیه. به طور قابل توجهی میزان استفاده از مواد اولیه گیاهی را بهبود می‌بخشد، هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد و رقابت‌پذیری بازار را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.
مطالعه مکانیسم اثر مواد فعال وراتروم. عصاره ریزوم وراترول نوعی مخلوط است که حاوی بیش از ده ماده فعال مانند وراترول، رسوراترول، وراتروتوئین، سیکلوپامین، وراترول و اکسید رسوراترول است. سیستم عصبی آفات.
طبق گزارش‌های تحقیقاتی، سمیت آن بر اساس باز شدن کانال‌های Na+ وابسته به ولتاژ است که به نوبه خود کانال‌های Ca2+ فعال‌شده با ولتاژ را باز می‌کند و منجر به آزادسازی انتقال‌دهنده‌های عصبی می‌شود. کانال‌های یونی سدیم وابسته به ولتاژ بخش جدایی‌ناپذیر سیگنال‌دهی عصبی و عضلانی هستند. اجزای فعال موجود در عصاره Veratrum می‌توانند باعث اختلالات جریان در کانال‌های یونی سدیم شوند و در نتیجه تغییراتی در نفوذپذیری غشا ایجاد کنند که منجر به شوک لرزش و در نهایت مرگ می‌شود.
در همان زمان، برخی از محققان فرانسوی گزارش دادند که آلکالوئیدهای وراترول همچنین می‌توانند به صورت غیررقابتی استیل کولین استراز (AChE) حشرات را مهار کنند. با توجه به مکانیسم جدید عمل آلکالوئیدهای وراترول، حمله چند جایگاهی می‌تواند رخ دهد و برای کنه‌ها دشوار است که از طریق تغییرات ساختاری خود با داروهای چند جایگاهی سازگار شوند، بنابراین ایجاد مقاومت دارویی آسان نیست.
فناوری تهیه عصاره ریزوم خربق سفید ۰.۱٪ CE. با پشتیبانی از فناوری استخراج پیشرفته و تکمیل آن با فناوری آماده‌سازی عالی، کشش سطحی دارو کم است که می‌تواند به سرعت بدن حشره را بپوشاند، نفوذ و جذب محلول دارویی را افزایش دهد و اثر مواد مؤثر را تقویت کند. این دارو قابلیت پراکندگی خوبی در آب دارد و محلول پس از پراکندگی شفاف و همگن است. با ۱۰۰۰ بار رقیق‌سازی، زمان خیس شدن کامل ورق بوم ۴۴ ثانیه است و می‌تواند به سرعت خیس و نفوذ کند. داده‌های پایداری پراکندگی نور چندگانه نشان داد که عصاره ریزوم خربق سفید ۰.۱٪ CE پایداری خوبی دارد و کاملاً با محیط‌های مختلف کاربرد میدانی مطابقت دارد.
پیشرفت تحقیقات در فناوری کاربرد عصاره ریزوم وراتروم با غلظت ۰.۱٪ CE
این فناوری جدید، خواص سریع‌الاثر دارو را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. در مقایسه با فناوری قبلی، این محصول استفاده از یک ماده‌ی واحد را کاهش داده است. از طریق این فرآیند منحصر به فرد، مواد تشکیل‌دهنده‌ی محصول فراوان‌تر هستند و اثر هم‌افزایی آنها آشکارتر است.
در عین حال، هنگامی که همراه با آفت‌کش‌های شیمیایی موجود استفاده شود، اولاً می‌تواند جمعیت کنه‌های تار عنکبوتی قرمز را به طور قابل توجهی کاهش دهد، مقدار آفت‌کش‌های شیمیایی را کم کند و اثر کنترل را بهبود بخشد. به طور خلاصه، در دوره شیوع بالای کنه پانونیچوس مرکبات در هژو، گوانگشی، چین، اسپری کردن عصاره ریزوم وراتروم ۰.۱٪ CE + اتوکسازول ۳۰٪ در ۲۰ دقیقه مؤثر بود، هیچ حشره زنده‌ای ۳ روز پس از استفاده مشاهده نشد و اثر کنترل ۱۱ روز پس از استفاده بود. می‌تواند بالای ۹۵٪ حفظ شود. در مراحل اولیه کنه‌های پنجه پا مرکبات در جیانگشی روئیجین، عصاره ریزوم وراتروم ۰.۱٪ CE + بیفنازات ۳۰٪ تترامیزین همگی ۱ روز پس از استفاده از بین رفتند و هیچ حشره زنده‌ای ۳ روز پس از استفاده مشاهده نشد. اثر کنترل پس از ۱۶ روز نزدیک به ۹۹٪ است.
نتایج زیست‌سنجی میدانی فوق نشان می‌دهد که وقتی تعداد پایه کنه‌های تار عنکبوتی قرمز کم یا زیاد باشد، چه به صورت تک عاملی و چه به صورت ترکیبی با عوامل شیمیایی، عصاره ریزوم Veratella vulgaris می‌تواند تعداد پایه کرم‌های تار عنکبوتی قرمز را کاهش داده و اثر کنترلی آفت‌کش‌های شیمیایی را بهبود بخشد. این عصاره اثر کنترلی بسیار خوبی نشان داد. در عین حال، عصاره ریزوم خربق از گیاهان گرفته شده است. در غلظت توصیه شده، استفاده از آن در مراحل جوانه زدن، گلدهی و میوه‌های جوان اکثر گیاهان بی‌خطر است و هیچ تاثیری بر رشد شاخه‌ها، گل‌ها و میوه‌ها ندارد. این عصاره برای موجودات غیرهدف مانند دشمنان طبیعی کنه‌ها بی‌خطر و سازگار با محیط زیست است و هیچ مقاومت متقاطعی با حشره‌کش‌ها و کنه‌کش‌های موجود ندارد. این عصاره برای مدیریت تلفیقی کنه‌ها (IPM) بسیار مناسب است. و با کاهش استفاده از آفت‌کش‌های شیمیایی، باقیمانده آفت‌کش‌های شیمیایی مانند اتوکسازول، اسپیرودیکلوفن و بیفنازات در مرکبات می‌تواند به طور کامل با «استاندارد ملی ایمنی مواد غذایی چین برای حداکثر میزان باقیمانده آفت‌کش‌ها در مواد غذایی» و «استاندارد اتحادیه اروپا در مورد مواد غذایی» مطابقت داشته باشد. استاندارد محدودیت باقیمانده آفت‌کش‌ها و استاندارد محدودیت باقیمانده آفت‌کش‌های ایالات متحده در مواد غذایی، تضمین محکمی برای ایمنی مواد غذایی و کیفیت و ایمنی محصولات کشاورزی ارائه می‌دهند.
فناوری ویرایش ژن، صنعتی شدن گیاه خربق را ارتقا می‌دهد
خربق سفید (Hellebore) یک ماده دارویی رایج و گیاهی چند ساله از خانواده Liliaceae است. این گیاه در کوهستان‌ها، جنگل‌ها یا بوته‌زارها رشد می‌کند. این گیاه در شانشی، هبی، هنان، شاندونگ، لیائونینگ، سیچوان، جیانگ سو و سایر نقاط چین پراکنده است. این گیاه سرشار از منابع وحشی است. طبق تحقیقات، میزان تولید سالانه خربق سفید دارویی نزدیک به 300 تا 500 تن است و انواع آن شامل گونه‌های مختلفی مانند خربق سفید، خربق سفید شینگ آن، خربق سفید مائوسو و خربق سفید گولینگ است و اجزای فعال هر گونه یکسان نیست.
با توسعه سریع بیوتکنولوژی و تحقیقات عمیق در مورد مواد دارویی خربق، استفاده از فناوری ویرایش ژن برای بهبود گونه‌های دارویی خربق و اهلی‌سازی مصنوعی گونه‌های وحشی خربق به صورت مرحله‌ای پیشرفت کرده است. کشت مصنوعی گونه‌های خربق، آسیب ناشی از کاوش خربق به منابع ژرم‌پلاسم وحشی را تا حد زیادی کاهش می‌دهد و صنعتی‌سازی خربق در حوزه کشاورزی و پزشکی را بیشتر ترویج می‌دهد.
در آینده، انتظار می‌رود عصاره‌های طبیعی ریزوم خربق که از گیاهان دارویی گرفته می‌شوند، به تدریج استفاده از کنه‌کش‌های شیمیایی سنتی را کاهش دهند و پیشرفت‌های بیشتری در بهبود کیفیت محصولات کشاورزی، بهبود کیفیت و ایمنی محصولات کشاورزی، بهبود محیط زیست کشاورزی و حفظ تنوع زیستی ایجاد کنند. سهم بزرگی.
زمان ارسال: ۸ آگوست ۲۰۲۲