살비제는 농업, 산업 및 기타 산업 분야에서 널리 사용되는 살충제입니다. 주로 가축이나 애완동물의 농업용 진드기(농업용 진드기)를 방제하는 데 사용됩니다. 매년 전 세계는 진드기 해충으로 인해 막대한 손실을 입습니다. 유엔 식량농업기구(FAO)에 따르면, 전 세계 소의 80%가 진드기에 감염되어 있으며, 이로 인해 전 세계적으로 연간 약 73억 달러의 경제적 손실이 발생합니다. 남미에서는 응애(Mononychellus planki McGregor, 진드기: Tetranychidae)에 의해 피해를 입은 콩 작물의 곡물 수확량이 약 18.28% 감소했습니다. 중국에서는 약 4천만 에이커에 달하는 감귤류 농지가 파노니쿠스 시트리(Panonychus citri, McGregor)에 감염되어 있습니다. 따라서 살비제에 대한 세계 시장 수요는 매년 증가하고 있습니다. 2018년 살충제 시장의 상위 8개 제품은 스피로디클로펜, 스피로메티콘, 디아펜티우론, 비페나제트, 피리다벤, 프로파르자이트, 헥시티아족스, 펜피록시메이트이며, 총 매출은 5억 7,200만 달러로 살충제 시장의 69.1%를 차지하며 시장 규모는 2025년까지 20억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 전 세계 경작지가 감소하고, 인구가 증가하고, 천연 제품에 대한 수요가 증가하고, 지속 가능한 농업 관행에 대한 수요가 증가함에 따라 살충제 시장 규모는 더욱 커질 것으로 예상됩니다.
전 세계 살비제 시장 분석 결과, 붉은거미응애, 판클로우 시트러스, 파노니쿠스 우르미가 해충 진드기 중 경제적으로 가장 중요한 종으로 시장의 80% 이상을 차지합니다. 다른 관련 진드기로는 가성거미응애(주로 짧은거미응애), 녹진드기, 혹응애, 말파리응애가 있습니다. 살비제가 사용되는 주요 작물은 감귤류, 포도, 콩, 면화, 옥수수를 포함한 채소와 과일입니다.
그러나 거미응애와 팬클로응애와 같은 초식성 응애는 짧은 생활사, 단위생식, 독특한 대사 도구, 그리고 강한 환경 적응력으로 인해 살비제에 대한 내성이 빠르게 증가했습니다. 응애는 보고된 내성 절지동물 12종 중 3종을 차지합니다. 전 세계적으로 살비제 사용에서 유기인계 살비제, 카바메이트계 살비제, 유기염소계 살비제, 피레트로이드계 살비제와 같은 기존의 화학 살비제가 여전히 지배적인 위치를 차지하고 있습니다. 최근 비페나제트와 아세타페낙과 같은 고효율 살비제가 출시되었지만, 살비제 균질화 문제는 여전히 심각합니다. 이러한 살비제들의 장기간 비과학적인 사용으로 인해 대부분의 초식성 응애는 시중에 판매되는 화학 살비제에 대해 다양한 수준의 내성을 나타내었고, 그 효과는 현저히 감소했습니다. 한편, 환경 문제에 대한 관심이 높아지고 유기농업 분야가 점차 확대됨에 따라 세계 시장에서 작물 보호를 위한 천연 제품에 대한 수요가 크게 증가했습니다. 따라서 안전하고 효율적이며 환경 친화적이고 천적에 대한 피해가 적으며, 내성 발생이 어려운 안전하고 새로운 생물학적 살비제 개발이 시급합니다.
이에 따라 산업과 산업 발전에서는 중국의 생물자원 우위를 충분히 활용하여 생물학적 살진드기제 연구개발과 응용을 촉진하는 것이 시급히 필요합니다.
1. 베라트롤 알칼로이드의 연구 배경
산양파, 흑색 헬레보어라고도 불리는 헬레보어는 다년생 약재입니다. 중국 토종 살충 식물인 헬레보어는 생육기에 뿌리줄기를 파내어 볶아 순한 국물을 만들어 양, 염소, 소 등 가축을 찬물로 씻기거나 집파리 구더기와 기타 기생충을 퇴치하는 데 사용합니다. 연구진은 헬레보어가 다른 해충에도 좋은 방제 효과를 보인다는 사실을 발견했습니다. 예를 들어, 베라트룸(Veratrum) 뿌리줄기의 에틸 아세테이트 추출물은 플루텔라 자일로스텔라(Plutella xylostella)의 2령 및 3령 유충에 효과적인 살충 활성을 보였으며, 베라트롤 알칼로이드 추출물은 독일 바퀴벌레의 성충 및 4령 유충에 일정한 치사 효과를 보였습니다. 동시에 연구진은 베라트룸 뿌리줄기의 다양한 추출물이 살비 활성이 우수하다는 사실도 발견했는데, 그중 에탄올 추출물>클로로포름 추출물>n-부탄올 추출물 순이었습니다.
그러나 활성 성분을 추출하는 방법은 어려운 문제입니다.중국 연구자들은 일반적으로 암모니아 알칼리화 클로로포름 초음파 추출, 물 추출, 에탄올 삼투 추출 및 초임계 CO2 추출을 사용하여 베라트룸 근경에서 활성 물질을 얻습니다.그중 암모니아 알칼리화 클로로포름 초음파 추출법은 추출 속도가 비교적 빠르지만 많은 양의 독성 용매인 클로로포름을 사용합니다.물 추출법은 추출 시간이 많고 물 소비량이 많으며 추출 속도가 낮습니다.베라트롤린 알칼로이드를 추출하는 초임계 CO2 추출법은 추출 속도가 높을 뿐만 아니라 활성 성분이 파괴되지 않고 얻어진 제품의 약효와 활성 성분의 순도가 크게 향상됩니다.또한 CO2 무독성 및 무용매 잔류물은 인체와 환경에 무해하여 기존 추출 방법으로 인한 환경 오염을 늦출 수 있으며 식물 약효에 대한 최고의 추출 및 분리 기술 중 하나로 선정되었습니다. 그러나 위험한 생산 과정과 높은 비용으로 인해 대규모 산업적 적용이 어렵습니다.
2. 베라트롤 알칼로이드의 연구개발 진행 상황
베라트룸 추출 기술 연구. 공동 추출 기술은 전통 한약재인 베라트로룸을 기반으로 천연 약재를 첨가한 기술입니다. 베라트로토인을 비롯한 여러 활성 성분을 동시에 제조하고, 동시에 다양한 용매를 사용하여 식물성 약재를 연속 추출함으로써 식물성 약재의 유효 활성 성분을 단계적으로 정제하고 침전시키는 효율을 극대화합니다. 동일 배치의 원료에서 기능성이 서로 다르거나 유사한 화합물의 그룹 성분을 추출합니다. 이를 통해 식물성 원료의 활용률을 크게 높이고, 생산 비용을 절감하며, 시장 경쟁력을 크게 향상시킵니다.
베라트룸(Veratrum) 활성 물질의 작용 기전에 대한 연구. 베라트롤 근경 추출물은 베라트롤, 레스베라트롤, 베라트로토인, 사이클로파민, 베라트롤, 레스베라트롤 옥사이드 등 10가지 이상의 활성 성분을 함유한 혼합물입니다. 해충의 신경계.
연구 보고서에 따르면, 이 약물의 독성은 전압 의존성 Na+ 채널의 개방에 기인하며, 이는 다시 전압 활성화 Ca2+ 채널을 개방하여 신경전달물질 방출을 유도합니다. 전압 의존성 나트륨 이온 채널은 신경 및 근육 신호 전달에 필수적인 요소입니다. 베라트룸 추출물의 활성 성분은 나트륨 이온 채널의 전류 교란을 유발하여 막 투과성 변화를 초래하고, 떨림 쇼크를 유발하며, 궁극적으로 사망에 이를 수 있습니다.
동시에, 일부 프랑스 학자들은 베라트롤린 알칼로이드가 곤충의 아세틸콜린에스테라아제(AChE)를 비경쟁적으로 억제할 수 있다고 보고했습니다. 베라트롤 알칼로이드의 새로운 작용 기전으로 인해 여러 부위에 공격이 발생할 수 있으며, 진드기가 구조적 변화를 통해 다중 작용 부위 약물에 적응하기 어렵기 때문에 약물 내성이 발생하기 어렵습니다.
0.1% CE 헬레보어 근경 추출물 제조 기술. 첨단 추출 기술과 뛰어난 제조 기술을 결합하여 약물의 표면 장력이 낮아 곤충의 몸을 빠르게 감싸 약물 용액의 침투 및 흡수를 촉진하고 활성 성분의 효과를 향상시킵니다. 물에 대한 분산성이 우수하며, 분산 후 용액은 투명하고 균질합니다. 1000배 희석 시 캔버스 시트가 완전히 젖는 데 걸리는 시간은 44초로, 빠르게 젖고 침투합니다. 다중 광산란 안정성 데이터는 0.1% CE 헬레보어 근경 추출물 제제가 우수한 안정성을 보이며 다양한 현장 적용 환경을 충분히 충족함을 보여주었습니다.
0.1% CE 베라트룸 뿌리줄기 추출물 응용기술 연구 진행
새로운 기술은 약물의 빠른 작용 특성을 크게 향상시켰습니다. 이전 기술과 비교하여 단일 성분의 사용량을 줄였습니다. 독특한 공정을 통해 제품 내 성분이 더욱 풍부해지고 시너지 효과가 더욱 뚜렷해졌습니다.
동시에, 기존의 화학 살충제와 함께 사용할 경우, 첫째, 붉은 거미 응애의 개체 기반을 크게 줄이고 화학 살충제의 양을 줄이며 방제 효과를 향상시킬 수 있습니다.요약하자면, 중국 광시 허저우에서 감귤류 Panonychus 응애가 높은 발생 기간에 0.1% CE Veratrum rhizome extract + 30% etoxazole을 살포하면 20분 만에 효과가 있었고, 살포 3일 후에는 살아있는 곤충이 보이지 않았으며, 살포 11일 후에는 방제 효과가 있었습니다.95% 이상을 유지할 수 있습니다.장시 루이진 배꼽오렌지 감귤류 췌장 응애의 초기 단계에서 0.1% CE Veratrum rhizome extract + 30% 테트라미진 비페나제트는 살포 1일 후에 모두 죽었으며, 살포 3일 후에는 살아있는 곤충이 보이지 않았습니다.16일 후에는 방제 효과가 99%에 가깝습니다.
위의 현장 생물검정 결과는 붉은응애의 기수가 낮거나 높을 때, 단일 약제 사용 및 화학 약제와의 복합 사용 시, 베라텔라 불가리스(Veratella vulgaris)의 근경 추출물이 붉은응애의 기수를 감소시키고 화학 살충제의 방제 효과를 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 탁월한 방제 효과를 보였습니다. 동시에, 헬레보어(Helbebore)의 근경 추출물은 식물에서 추출되었습니다. 권장 농도에서 대부분의 식물의 출아, 개화, 어린 열매 단계에 안전하게 사용할 수 있으며, 새싹, 꽃, 열매의 성장에 영향을 미치지 않습니다. 응애의 천적과 같은 비표적 생물에 안전하고 환경 친화적이며, 기존 살충제 및 살진드기제와 교차 내성을 나타내지 않습니다. 응애 통합 관리(IPM)에 매우 적합합니다. 화학 농약 사용 감소로 인해 감귤류의 에톡사졸, 스피로디클로펜, 비페나제이트와 같은 화학 농약 잔류량은 "중국 식품 안전 기준"과 "유럽 연합 식품 기준"을 충분히 충족할 수 있습니다. 식품 중 농약 잔류량 기준과 미국 농약 잔류량 기준은 식품 안전과 농산물의 품질 및 안전을 확실하게 보장합니다.
유전자 편집 기술은 헬레보러스의 산업화를 촉진합니다
헬레보어는 백합과에 속하는 다년초로, 산, 숲, 관목 등에서 흔히 자라는 약재입니다. 산서성, 허베이성, 허난성, 산둥성, 랴오닝성, 사천성, 장쑤성 등 중국 각지에 분포하며, 야생 자원이 풍부합니다. 조사에 따르면, 약용 헬레보어의 연간 생산량은 300~500톤에 달하며, 헬레보어, 싱안 헬레보어, 모숙 헬레보어, 고령 헬레보어 등 다양한 품종이 있으며, 각 종의 유효 성분은 서로 다릅니다.
생명공학의 급속한 발전과 헬레보어 약재에 대한 심층적인 연구로 인해, 유전자 편집 기술을 이용한 헬레보어 약용종 개량 및 야생 헬레보어 종의 인공 재배가 단계적으로 진행되고 있습니다. 헬레보어 품종의 인공 재배는 헬레보어 채집으로 인한 야생 생식질 자원 피해를 크게 줄이고, 농업 및 의료 분야에서 헬레보어의 산업화를 더욱 촉진할 것입니다.
앞으로 약용식물에서 추출한 천연 헬레보러스 근경 추출물은 전통적인 화학 살비제 사용을 점차 줄이고 농산물 품질을 향상시켜 농산물의 품질과 안전성을 개선하고 농업 생태 환경을 개선하며 생물 다양성을 유지하는 데 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.
게시 시간: 2022년 8월 8일