สารประกอบชีวภาพจากธรรมชาติดั้งเดิม!ทำลายปัญหาคอขวดทางเทคนิคของการต้านทานสารเคมีอะคาไรด์!

สารกำจัดศัตรูพืชเป็นยาฆ่าแมลงประเภทหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเกษตร อุตสาหกรรม และอุตสาหกรรมอื่นๆส่วนใหญ่จะใช้เพื่อควบคุมไรเกษตรหรือเห็บในปศุสัตว์หรือสัตว์เลี้ยงทุกปีโลกต้องประสบกับความสูญเสียครั้งใหญ่อันเนื่องมาจากศัตรูพืชไรตามที่องค์การอาหารและการเกษตรแห่งสหประชาชาติ (FDA) ระบุว่า ร้อยละ 80 ของฝูงวัวทั่วโลกเต็มไปด้วยเห็บ ซึ่งทำให้โลกสูญเสียมูลค่าทางเศรษฐกิจประมาณ 7.3 พันล้านดอลลาร์ต่อปีในอเมริกาใต้ ต้นถั่วเหลืองที่ได้รับความเสียหายจากไรเดอร์ Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) สูญเสียผลผลิตธัญพืชประมาณ 18.28%ในประเทศจีน ส้มเกือบ 40 ล้านเอเคอร์ยังถูกรบกวนโดย Panonychus citri (McGregor)ดังนั้นความต้องการของตลาดทั่วโลกสำหรับสารอะคาไรด์จึงเพิ่มขึ้นทุกปีผลิตภัณฑ์แปดอันดับแรกในตลาดสารกำจัดเชื้อราในปี 2561 ได้แก่: spirodiclofen, spiromethicone, diafenthiuron, bifenazate, pyridaben และ propargite, hexythiazox และ fenpyroximate โดยมียอดขายรวม 572 ล้านเหรียญสหรัฐ คิดเป็น 69.1% ของตลาดสารกำจัดเชื้อราและตลาด คาดว่าจะมีขนาดถึง 2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2568 ขนาดของตลาดของสารกำจัดอะคาไรด์มีแนวโน้มที่จะใหญ่ขึ้นเมื่อพื้นที่เพาะปลูกทั่วโลกลดลง จำนวนประชากรเพิ่มขึ้น ความต้องการผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติเพิ่มขึ้น และความต้องการแนวทางปฏิบัติทางการเกษตรที่ยั่งยืนเพิ่มขึ้น
การวิเคราะห์ตลาดสารกำจัดเชื้อราทั่วโลกแสดงให้เห็นว่าไรเดอร์แดง ส้ม Panclaw และ Panonychus urmi เป็นไรศัตรูพืชที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจมากที่สุด โดยคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 80% ของตลาดไรที่เกี่ยวข้องอื่นๆ ได้แก่ ไรเดอร์หลอก (ส่วนใหญ่เป็นไรเดอร์ตัวสั้น) ไรสนิม และไรน้ำดีและไรหางม้าผักและผลไม้ รวมทั้งส้ม องุ่น ถั่วเหลือง ฝ้าย และข้าวโพด เป็นพืชหลักที่ใช้สารกำจัดอะคาไรด์
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวงจรชีวิตสั้น การสร้างส่วนใหม่ เครื่องมือในการเผาผลาญที่เป็นเอกลักษณ์ และความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของไรที่กินพืชเป็นอาหาร เช่น ไรเดอร์และไรแพนงเล็บ ความต้านทานต่อสารอะคาไรด์ของพวกมันจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วไรเป็นสาเหตุของสัตว์ขาปล้องที่ดื้อยา 3 ใน 12 ชนิดตามรายงานในการใช้งานสารกำจัดอะคาไรด์ทั่วโลก สารเคมีกำจัดอะคาไรด์ทั่วไป เช่น ออร์กาโนฟอสเฟต คาร์บาเมต ออร์กาโนคลอรีน และไพรีทรอยด์ ยังคงครองตำแหน่งที่โดดเด่นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แม้ว่าสารกำจัดอะคาไรด์ที่มีประสิทธิภาพสูง เช่น ไบฟีนาเซต และอะซิตาฟีแนค จะเปิดตัวออกมา แต่ปัญหาการทำให้สารอะคาริไซด์เป็นเนื้อเดียวกันยังคงร้ายแรงอยู่ด้วยการใช้สารฆ่าแมลงเหล่านี้อย่างไม่เป็นไปตามหลักวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานาน ไรฝุ่นที่กินพืชเป็นอาหารส่วนใหญ่จึงมีความต้านทานต่อสารเคมีกำจัดเชื้อราในท้องตลาดในระดับต่างๆ กัน และผลกระทบของพวกมันก็ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในทางกลับกันด้วยความสนใจที่เพิ่มขึ้นในประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมและการเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปในด้านเกษตรอินทรีย์ความต้องการผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติเพื่อปกป้องพืชผลในตลาดโลกจึงเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญดังนั้นการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เป็นอันตรายต่อศัตรูธรรมชาติน้อยลง และสารอะคาไรด์ทางชีวภาพที่ปลอดภัยและใหม่ซึ่งยากต่อการพัฒนาความต้านทานจึงกำลังใกล้เข้ามา
ด้วยเหตุนี้ จึงมีความจำเป็นเร่งด่วนสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมและอุตสาหกรรมในการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรชีวภาพของจีนอย่างเต็มที่ เพื่อส่งเสริมการวิจัยและพัฒนา และการประยุกต์ใช้สารอะคาไรด์ทางชีวภาพ

1. ภูมิหลังการวิจัยของอัลคาลอยด์ veratrotrol

Hellebore หรือที่รู้จักกันในชื่อหัวหอมภูเขา Hellebore สีดำเป็นวัสดุยายืนต้นเนื่องจากเป็นพืชฆ่าแมลงพื้นเมืองในประเทศจีน ผู้คนมักจะขุดเหง้าออกในช่วงฤดูปลูกและทอดเป็นยาต้มอ่อนๆ เพื่อล้างเย็นให้กับแกะ แพะ วัว และปศุสัตว์อื่นๆ และเพื่อจัดการกับหนอนแมลงวันและปรสิตอื่นๆจากนั้นนักวิจัยพบว่าพืชชนิดหนึ่งมีผลควบคุมศัตรูพืชชนิดอื่นได้ดีเช่นกันตัวอย่างเช่น สารสกัดเอทิลอะซิเตตของเหง้า Veratrum มีฤทธิ์ฆ่าแมลงได้ดีกับตัวอ่อนระยะที่ 2 และ 3 ของ Plutella xylostella ในขณะที่สารสกัดอัลคาลอยด์ Veratrol มีผลร้ายแรงต่อตัวอ่อนระยะที่โตเต็มวัยและตัวอ่อนระยะที่ 4 ของแมลงสาบเยอรมันในเวลาเดียวกัน นักวิจัยยังพบว่าสารสกัดต่างๆ ของเหง้า Veratrum มีฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อที่ดี โดยสารสกัดเอทานอล > สารสกัดคลอโรฟอร์ม > สารสกัด n-บิวทานอล
อย่างไรก็ตามวิธีการสกัดสารออกฤทธิ์นั้นถือเป็นปัญหาที่ยากนักวิจัยชาวจีนมักจะใช้การสกัดด้วยอัลตราโซนิกคลอโรฟอร์มแอมโมเนียอัลคาไลซ์ การสกัดน้ำ การสกัดด้วยการซึมผ่านของเอทานอล และการสกัดคาร์บอนไดออกไซด์ที่วิกฤตยิ่งยวดเพื่อให้ได้สารออกฤทธิ์จากเหง้า veratrumในหมู่พวกเขาวิธีการสกัดอัลตราโซนิกคลอโรฟอร์มอัลคาไลซ์แอมโมเนียใช้คลอโรฟอร์มตัวทำละลายพิษจำนวนมากแม้ว่าอัตราการสกัดจะค่อนข้างสูงวิธีการสกัดน้ำมีเวลาสกัดหลายครั้ง ใช้น้ำมาก และอัตราการสกัดต่ำอัตราต่ำวิธีการสกัด CO2 ที่วิกฤตยิ่งยวดในการสกัดอัลคาลอยด์เวราโทรลีนไม่เพียงแต่มีอัตราการสกัดสูงเท่านั้น แต่ส่วนผสมออกฤทธิ์จะไม่ถูกทำลาย แต่ยังปรับปรุงฤทธิ์ทางยาและความบริสุทธิ์ของส่วนผสมออกฤทธิ์ของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับอีกด้วยนอกจากนี้ สารตกค้างที่ไม่เป็นพิษและปราศจากตัวทำละลายของ CO2 ยังไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ซึ่งสามารถชะลอมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากวิธีการสกัดแบบดั้งเดิม และได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการสกัดและแยกที่ดีที่สุดสำหรับ ฤทธิ์ทางยาของพืชอย่างไรก็ตาม กระบวนการผลิตที่มีความเสี่ยงและต้นทุนสูงเป็นอุปสรรคต่อการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
2. ความก้าวหน้าในการวิจัยและพัฒนาอัลคาลอยด์ของ veratrotrol
ศึกษาเทคโนโลยีการสกัดของ Veratrumเทคโนโลยีการสกัดร่วมมีพื้นฐานมาจาก veratrorum วัสดุยาจีนโบราณ เสริมด้วยวัสดุยาธรรมชาติ, Veratrotoin และส่วนผสมออกฤทธิ์อื่นๆ ได้รับการจัดเตรียมไว้ด้วยกัน และในเวลาเดียวกัน ตัวทำละลายที่แตกต่างกันจะถูกนำมาใช้เพื่อสกัดวัสดุยาทางพฤกษศาสตร์อย่างต่อเนื่อง เพื่อเพิ่มการทำให้บริสุทธิ์และการตกตะกอนของส่วนประกอบออกฤทธิ์ที่มีประสิทธิภาพในวัสดุยาทางพฤกษศาสตร์เป็นระยะสูงสุดการได้รับส่วนประกอบกลุ่มของสารประกอบที่มีฟังก์ชันการทำงานที่แตกต่างกันหรือฟังก์ชันการทำงานที่คล้ายคลึงกันจากวัตถุดิบชุดเดียวกันปรับปรุงอัตราการใช้วัตถุดิบทางพฤกษศาสตร์อย่างมีนัยสำคัญ ลดต้นทุนการผลิต และเพิ่มความสามารถในการแข่งขันในตลาดอย่างมีนัยสำคัญ
ศึกษากลไกการออกฤทธิ์ของสารออกฤทธิ์ Veratrumสารสกัดจากเหง้า Veratrol เป็นส่วนผสมชนิดหนึ่งซึ่งมีส่วนผสมออกฤทธิ์มากกว่า 10 ชนิด เช่น veratrol, resveratrol, veratrotoin, cyclopamine, veratrol และ resveratrol ออกไซด์ระบบประสาทของศัตรูพืช
ตามรายงานการวิจัย ความเป็นพิษของมันขึ้นอยู่กับการเปิดช่อง Na+ ที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้า ซึ่งจะเปิดช่อง Ca2+ ที่กระตุ้นด้วยแรงดันไฟฟ้า ซึ่งนำไปสู่การปล่อยสารสื่อประสาทช่องโซเดียมไอออนที่มีรั้วรอบขอบชิดเป็นส่วนสำคัญของการส่งสัญญาณของเส้นประสาทและกล้ามเนื้อส่วนประกอบออกฤทธิ์ในสารสกัด Veratrum สามารถทำให้เกิดการรบกวนในช่องโซเดียมไอออน ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรน ทำให้เกิดอาการสั่นและเสียชีวิตในที่สุด
ในเวลาเดียวกัน นักวิชาการชาวฝรั่งเศสบางคนรายงานว่าอัลคาลอยด์เวราโทรลีนสามารถยับยั้งอะซิทิลโคลีนเอสเตอเรส (AChE) ของแมลงได้อย่างไม่สามารถแข่งขันได้เนื่องจากกลไกการออกฤทธิ์ใหม่ของอัลคาลอยด์ veratrotrol การโจมตีหลายจุดสามารถเกิดขึ้นได้ และเป็นเรื่องยากสำหรับไรที่จะปรับตัวเข้ากับยาที่มีฤทธิ์หลายจุดผ่านการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของพวกมันเอง ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะพัฒนาความต้านทานยา

เทคโนโลยีการเตรียมสารสกัดเหง้า Hellebore 0.1%ด้วยการสนับสนุนด้วยเทคโนโลยีการสกัดขั้นสูงและเสริมด้วยเทคโนโลยีการเตรียมที่ยอดเยี่ยม แรงตึงผิวของยามีขนาดเล็ก ซึ่งสามารถพันตัวแมลงได้อย่างรวดเร็ว ส่งเสริมการแทรกซึมและการดูดซึมของสารละลายยา และเพิ่มผลกระทบของสารออกฤทธิ์มีการกระจายตัวที่ดีในน้ำ และสารละลายมีความโปร่งใสและเป็นเนื้อเดียวกันหลังจากการกระจายตัวการเจือจาง 1,000 เท่า เวลาในการทำให้แผ่นผ้าใบเปียกจนหมดคือ 44 วินาที และสามารถเปียกและแทรกซึมได้อย่างรวดเร็วข้อมูลความเสถียรของการกระเจิงแสงหลายรายการแสดงให้เห็นว่าการเตรียมสารสกัดเหง้า veratrum CE 0.1% มีความเสถียรที่ดีและตรงตามสภาพแวดล้อมการใช้งานภาคสนามที่หลากหลาย
ความคืบหน้าการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการประยุกต์ใช้สารสกัดเหง้า CE veratrum 0.1%
เทคโนโลยีใหม่ได้ปรับปรุงคุณสมบัติที่ออกฤทธิ์เร็วของยาอย่างมากเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีก่อนหน้านี้ ผลิตภัณฑ์ได้ลดการใช้ส่วนผสมเพียงชนิดเดียวด้วยกระบวนการที่เป็นเอกลักษณ์ ส่วนผสมในผลิตภัณฑ์จึงมีมากขึ้น และผลเสริมฤทธิ์กันก็ชัดเจนยิ่งขึ้น
ในเวลาเดียวกัน เมื่อใช้ร่วมกับสารเคมีกำจัดศัตรูพืชที่มีอยู่ ประการแรก สามารถลดฐานประชากรของไรเดอร์สีแดงได้อย่างมาก ลดปริมาณของสารเคมีกำจัดศัตรูพืช และปรับปรุงผลการควบคุมโดยสรุป ในช่วงที่มีอุบัติการณ์สูงของไรซิ Panonychus ในเมืองเหอโจว กวางสี ประเทศจีน การฉีดพ่นสารสกัดเหง้า Veratrum CE 0.1% + เอทอกซาโซล 30% มีประสิทธิภาพใน 20 นาที ไม่พบแมลงที่มีชีวิตใน 3 วันหลังการใช้ และ ผลการควบคุมคือ 11 วันหลังจากการสมัครสามารถรักษาได้มากกว่า 95%ในระยะแรกของไรเดอร์ส้ม Panclaw ไรส้มของ Jiangxi Ruijin สารสกัดเหง้า Veratrum CE 0.1% + tetramizine bifenazate 30% ทั้งหมดตายใน 1 วันหลังการใช้ และไม่พบแมลงที่มีชีวิตใน 3 วันหลังการใช้ผลการควบคุมใกล้เคียงกับ 99% หลังจาก 16 วัน
ผลการวิเคราะห์ทางชีวภาพภาคสนามข้างต้นแสดงให้เห็นว่า เมื่อจำนวนพื้นฐานของไรเดอร์แดงต่ำหรือสูง การใช้สารเดี่ยวและการใช้สารประกอบกับสารเคมี สารสกัดเหง้าของ Veratella vulgaris สามารถลดจำนวนฐานของหนอนแมงมุมแดง และปรับปรุงการควบคุม ผลของสารเคมีกำจัดศัตรูพืชมันแสดงผลการควบคุมที่ยอดเยี่ยมในขณะเดียวกันสารสกัดเหง้าของพืชชนิดหนึ่งก็มาจากพืชที่ความเข้มข้นที่แนะนำ สามารถใช้อย่างปลอดภัยในระยะการออกดอก การออกดอก และผลอ่อนของพืชส่วนใหญ่ และไม่มีผลกระทบต่อการขยายตัวของยอด ดอก และผลปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมต่อสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่เป้าหมาย เช่น ศัตรูธรรมชาติของไร และไม่มีการต้านทานข้ามกับยาฆ่าแมลงและยาฆ่าแมลงที่มีอยู่เหมาะมากสำหรับการจัดการไรแบบผสมผสาน (IPM)และด้วยการลดการใช้สารเคมีกำจัดศัตรูพืช สารตกค้างของสารเคมีกำจัดศัตรูพืช เช่น etoxazole, spirodiclofen และ bifenazate ในส้มสามารถเป็นไปตาม "มาตรฐานความปลอดภัยอาหารแห่งชาติของจีนสำหรับขีดจำกัดสารกำจัดศัตรูพืชในอาหารสูงสุด", "สหภาพยุโรป" อาหาร”.มาตรฐานขีดจำกัดสารกำจัดศัตรูพืชตกค้างและมาตรฐานขีดจำกัดสารกำจัดศัตรูพืชตกค้างของสหรัฐอเมริกาในอาหารให้การรับประกันที่มั่นคงสำหรับความปลอดภัยของอาหารและคุณภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร
เทคโนโลยีการแก้ไขยีนส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมของสัตว์ชนิดหนึ่ง
Hellebore เป็นวัตถุดิบทางการแพทย์ทั่วไปและเป็นสมุนไพรยืนต้นในวงศ์ Liliaceaeเติบโตตามภูเขา ป่า หรือพุ่มไม้มีการจำหน่ายในซานซี เหอเป่ย เหอหนาน ซานตง เหลียวหนิง เสฉวน เจียงซู และสถานที่อื่นๆ ในประเทศจีนอุดมไปด้วยทรัพยากรป่าไม้จากการสอบสวน ผลผลิตประจำปีของสมุนไพรจำพวกเฮลลีบอร์อยู่ที่เกือบ 300-500 ตัน และพันธุ์ต่างๆ มีหลายพันธุ์ เช่น พันธุ์เฮลลีบอร์ ซิงอานเฮลลีบอร์ เหมาซูเฮลลีบอร์ และเฮลลีบอร์กู่หลิง และส่วนประกอบออกฤทธิ์ของแต่ละสายพันธุ์คือ ไม่เหมือนกัน.
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีชีวภาพและการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับวัสดุยาสมุนไพรเฮลลีบอร์ การใช้เทคโนโลยีการแก้ไขยีนเพื่อปรับปรุงสายพันธุ์ยาของเฮเลบอร์ และการเพาะพันธุ์พืชเฮเลบอร์ป่าโดยธรรมชาติจึงมีความก้าวหน้าไปเป็นขั้นๆการเพาะปลูกพันธุ์เฮลลีบอร์แบบประดิษฐ์จะช่วยลดความเสียหายจากการขุดค้นเฮลลีบอร์ต่อแหล่งเชื้อพันธุ์ในป่าได้อย่างมาก และส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมของเฮเลบอร์ในสาขาเกษตรกรรมและสาขาการแพทย์อีกด้วย
ในอนาคต คาดว่าสารสกัดเหง้าเฮลบอร์ธรรมชาติที่ได้จากพืชสมุนไพรจะค่อยๆ ลดการใช้สารเคมีอะคาไรด์แบบดั้งเดิม และทำการปรับปรุงเพิ่มเติมในการปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร ปรับปรุงคุณภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร ปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางนิเวศทางการเกษตร และรักษาความหลากหลายทางชีวภาพผลงานที่ยอดเยี่ยม