Los acaricidas son una clase de plaguicidas ampliamente utilizados en la agricultura, la industria y otros sectores. Se emplean principalmente para controlar los ácaros agrícolas o las garrapatas que afectan al ganado o a las mascotas. Cada año, el mundo sufre enormes pérdidas debido a las plagas de ácaros. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), el 80% del ganado vacuno mundial está infestado de garrapatas, lo que supone pérdidas económicas estimadas en 7.300 millones de dólares anuales. En Sudamérica, las plantas de soja dañadas por el ácaro Mononychellus planki McGregor (Acari: Tetranychidae) presentan una pérdida aproximada del 18,28% en el rendimiento de los cereales. En China, casi 40 millones de acres de cítricos también están infestados por Panonychus citri (McGregor). Por consiguiente, la demanda mundial de acaricidas aumenta año tras año. Los ocho productos más vendidos en el mercado de acaricidas en 2018 fueron: espirodiclofeno, espirometicona, diafentiurón, bifenazato, piridabén, propargita, hexitiazox y fenpiroximato. Sus ventas totales ascendieron a 572 millones de dólares estadounidenses, lo que representa el 69,1% del mercado de acaricidas. Se prevé que el mercado alcance los 2.000 millones de dólares estadounidenses en 2025. Es probable que el mercado de acaricidas crezca a medida que disminuya la superficie cultivable mundial, aumente la población, se incremente la demanda de productos naturales y aumente la demanda de prácticas agrícolas sostenibles.
El análisis del mercado mundial de acaricidas muestra que la araña roja, el ácaro de los cítricos (Panonychus urmi) y Panonychus urmi son, con diferencia, las especies de ácaros plaga más importantes económicamente, representando más del 80% del mercado. Otros ácaros relacionados son los pseudoácaros (principalmente los ácaros de la garrapata), los ácaros del óxido y los ácaros de las agallas y los tábanos. Las hortalizas y frutas, incluyendo cítricos, vides, soja, algodón y maíz, son los principales cultivos en los que se aplican acaricidas.
Sin embargo, debido al ciclo de vida corto, la partenogénesis, las herramientas metabólicas únicas y la fuerte adaptabilidad ambiental de los ácaros herbívoros, como los ácaros araña y los ácaros de las uñas, su resistencia a los acaricidas ha aumentado rápidamente. Los ácaros representan 3 de los 12 artrópodos resistentes reportados. En la aplicación global de acaricidas, los acaricidas químicos convencionales, como los organofosforados, los carbamatos, los organoclorados y los piretroides, aún ocupan una posición dominante. En los últimos años, aunque han surgido acaricidas de alta eficacia como el bifenazato y el acetafenac, el problema de la homogeneización de los acaricidas sigue siendo grave. Con el uso prolongado y no científico de estos acaricidas, la mayoría de los ácaros herbívoros han desarrollado diferentes grados de resistencia a los acaricidas químicos disponibles en el mercado, y sus efectos han disminuido significativamente. Por otro lado, con la creciente atención a los problemas ambientales y el aumento gradual de la superficie dedicada a la agricultura ecológica, la demanda de productos naturales para la protección de cultivos en el mercado global ha aumentado significativamente. Por lo tanto, el desarrollo de acaricidas biológicos nuevos, seguros, eficaces, respetuosos con el medio ambiente, menos dañinos para los enemigos naturales y que no generen resistencia fácilmente es inminente.
En base a esto, resulta urgente que la industria y el desarrollo industrial aprovechen al máximo las ventajas de los recursos biológicos de China para promover la investigación, el desarrollo y la aplicación de acaricidas biológicos.
1. Antecedentes de la investigación sobre los alcaloides veratrotroles
El eléboro, también conocido como cebolla de montaña o eléboro negro, es una planta medicinal perenne. Originaria de China, es una planta insecticida autóctona que, durante su época de crecimiento, se utiliza para extraer sus rizomas y preparar una decocción suave que se aplica a ovejas, cabras, vacas y otros animales de granja, así como para combatir las larvas de la mosca doméstica y otros parásitos. Posteriormente, los investigadores descubrieron que el eléboro también tiene un buen efecto de control sobre otras plagas. Por ejemplo, el extracto de acetato de etilo del rizoma de Veratrum presenta una buena actividad insecticida sobre las larvas de segundo y tercer estadio de Plutella xylostella, mientras que el extracto de alcaloide veratrol tiene cierto efecto letal sobre las larvas adultas y de cuarto estadio de la cucaracha alemana. Asimismo, los investigadores hallaron que diferentes extractos del rizoma de Veratrum poseen una buena actividad acaricida, siendo el extracto de etanol el más eficaz y el de cloroformo el más efectivo, por encima del extracto de n-butanol.
Sin embargo, la extracción de los principios activos es un problema complejo. Los investigadores chinos suelen utilizar la extracción ultrasónica con cloroformo alcalinizado con amoníaco, la extracción con agua, la extracción por percolación con etanol y la extracción con CO2 supercrítico para obtener sustancias activas de los rizomas de veratrum. Entre estos métodos, la extracción ultrasónica con cloroformo alcalinizado con amoníaco utiliza una gran cantidad de cloroformo, un disolvente tóxico, aunque su tasa de extracción es relativamente alta; la extracción con agua requiere múltiples extracciones, un alto consumo de agua y una baja tasa de extracción. La extracción con CO2 supercrítico para obtener alcaloides de veratrolina no solo ofrece una alta tasa de extracción y preserva los principios activos, sino que también mejora notablemente la actividad medicinal y la pureza de los productos obtenidos. Además, el residuo de CO2, no tóxico y libre de disolventes, es inocuo para el cuerpo humano y el medio ambiente, lo que reduce la contaminación ambiental causada por los métodos de extracción tradicionales y se considera una de las mejores tecnologías de extracción y separación para aprovechar los efectos medicinales de las plantas. Sin embargo, el arriesgado proceso de producción y el alto coste dificultan su aplicación industrial a gran escala.
2. Avances en la investigación y el desarrollo de los alcaloides veratrotroles
Estudio sobre la tecnología de extracción de Veratrum. La tecnología de coextracción se basa principalmente en el veratrorum, un material medicinal tradicional chino, complementado con materiales medicinales naturales. La veratrotoína y otros ingredientes activos se preparan conjuntamente, y al mismo tiempo, se utilizan diferentes solventes para extraer continuamente los materiales botánicos medicinales, maximizando así la purificación y precipitación de los componentes activos efectivos en etapas. Esto permite obtener grupos de compuestos con funcionalidades diferentes o similares a partir del mismo lote de materia prima. Mejora significativamente la tasa de utilización de las materias primas botánicas, reduce los costos de producción y aumenta considerablemente la competitividad en el mercado.
Estudio sobre el mecanismo de acción de las sustancias activas de Veratrum. El extracto de rizoma de Veratrol es una mezcla que contiene más de diez ingredientes activos como veratrol, resveratrol, veratrotoína, ciclopamina, óxido de veratrol y resveratrol. El sistema nervioso de las plagas.
Según informes de investigación, su toxicidad se basa en la apertura de canales de Na+ dependientes de voltaje, lo que a su vez abre canales de Ca2+ activados por voltaje, provocando la liberación de neurotransmisores. Los canales de iones de sodio dependientes de voltaje son parte integral de la señalización neuronal y muscular. Los componentes activos del extracto de Veratrum pueden causar alteraciones en la corriente de los canales de iones de sodio, lo que resulta en cambios en la permeabilidad de la membrana, provocando temblores, shock y, finalmente, la muerte.
Al mismo tiempo, algunos investigadores franceses informaron que los alcaloides de veratrolina también pueden inhibir de forma no competitiva la acetilcolinesterasa (AChE) de los insectos. Debido al novedoso mecanismo de acción de los alcaloides de veratrotrol, puede producirse un ataque en múltiples sitios, y a los ácaros les resulta difícil adaptarse a los fármacos con acción en múltiples sitios mediante cambios estructurales, por lo que no es fácil que desarrollen resistencia a los medicamentos.
Tecnología de preparación de extracto de rizoma de heléboro al 0,1 % CE. Respaldado por tecnología de extracción avanzada y complementado por una excelente tecnología de preparación, la tensión superficial del fármaco es baja, lo que puede envolver rápidamente el cuerpo del insecto, promover la penetración y absorción de la solución del fármaco y mejorar el efecto de los ingredientes activos. Tiene buena dispersibilidad en agua, y la solución es transparente y homogénea después de la dispersión. Diluido 1000 veces, el tiempo para humedecer completamente la lámina de lona es de 44 segundos, puede humedecer y penetrar rápidamente. Los datos de estabilidad de dispersión de luz múltiple mostraron que la preparación de extracto de rizoma de veratrum al 0,1 % CE tenía buena estabilidad y cumplía plenamente con los requisitos de diversos entornos de aplicación en campo.
Avances en la investigación sobre la tecnología de aplicación del extracto de rizoma de veratrum CE al 0,1 %
La nueva tecnología ha mejorado notablemente la acción rápida del fármaco. En comparación con la tecnología anterior, el producto utiliza menos ingredientes. Gracias a este proceso único, los ingredientes son más abundantes y el efecto sinérgico es más evidente.
Al mismo tiempo, cuando se usa junto con los pesticidas químicos existentes, primero, puede reducir significativamente la base de población de ácaros rojos, reducir la cantidad de pesticidas químicos y mejorar el efecto de control. En resumen, en el período de alta incidencia del ácaro Panonychus de los cítricos en Hezhou, Guangxi, China, la pulverización de extracto de rizoma de Veratrum CE al 0,1 % + etoxazol al 30 % fue efectiva en 20 minutos, no se observaron insectos vivos 3 días después de la aplicación, y el efecto de control fue 11 días después de la aplicación. puede mantenerse por encima del 95 %. En la etapa temprana del ácaro Panonychus de los cítricos de la naranja navel Ruijin de Jiangxi, el extracto de rizoma de Veratrum CE al 0,1 % + bifenazato de tetramizina al 30 % murió todos 1 día después de la aplicación, y no se observaron insectos vivos 3 días después de la aplicación, el efecto de control es cercano al 99 % después de 16 días.
Los resultados del bioensayo de campo anterior muestran que, cuando el número base de ácaros rojos es bajo o alto, el uso de un solo agente y el uso combinado con agentes químicos, el extracto de rizoma de Veratella vulgaris puede reducir el número base de ácaros rojos y mejorar el efecto de control de los plaguicidas químicos. Mostró un excelente efecto de control. Al mismo tiempo, el extracto de rizoma de heléboro se deriva de plantas. A la concentración recomendada, es seguro para usar en las etapas de brotación, floración y fruto joven de la mayoría de las plantas, y no tiene efecto sobre el crecimiento de brotes, flores y frutos. Es seguro y respetuoso con el medio ambiente para organismos no objetivo, como los enemigos naturales de los ácaros, y no tiene resistencia cruzada con los insecticidas y acaricidas existentes. Es muy adecuado para el manejo integrado de ácaros (MIP). Gracias a la reducción del uso de plaguicidas químicos, los residuos de plaguicidas como etoxazol, espirodiclofeno y bifenazato en los cítricos cumplen plenamente con la Norma Nacional China de Seguridad Alimentaria para los Límites Máximos de Residuos de Plaguicidas en Alimentos y la Norma de la Unión Europea para Alimentos. Esta norma proporciona una sólida garantía para la seguridad alimentaria y la calidad de los productos agrícolas.
La tecnología de edición genética promueve la industrialización del eléboro.
El eléboro es una planta medicinal común y una hierba perenne de la familia Liliaceae. Crece en montañas, bosques y matorrales. Se distribuye en Shanxi, Hebei, Henan, Shandong, Liaoning, Sichuan, Jiangsu y otras regiones de China. Es abundante en la naturaleza. Según las investigaciones, la producción anual de eléboro medicinal ronda las 300-500 toneladas, y existen numerosas variedades, como eléboro común, eléboro de Xing'an, eléboro de Maosu y eléboro de Guling. Los componentes activos de cada especie varían.
Gracias al rápido desarrollo de la biotecnología y a la investigación exhaustiva sobre las plantas medicinales del eléboro, el uso de la tecnología de edición genética para mejorar las especies medicinales de esta planta y la domesticación artificial de especies silvestres han avanzado por etapas. El cultivo artificial de variedades de eléboro reducirá considerablemente el daño que la extracción de estas plantas causa a los recursos genéticos silvestres, e impulsará aún más su industrialización en los ámbitos agrícola y médico.
En el futuro, se espera que los extractos naturales de rizoma de eléboro, derivados de plantas medicinales, reduzcan gradualmente el uso de acaricidas químicos tradicionales y contribuyan significativamente a mejorar la calidad y la seguridad de los productos agrícolas, así como a proteger el medio ambiente agrícola y preservar la biodiversidad.
Hora de publicación: 08-ago-2022