मूल प्राकृतिक जैविक यौगिक! रासायनिक विषनाशक प्रतिरोध की तकनीकी बाधा को पार करते हुए!

एकारिसाइड्स कीटनाशकों का एक वर्ग है जिसका व्यापक रूप से कृषि, उद्योग और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। इनका मुख्य उपयोग पशुधन या पालतू जानवरों पर लगने वाले कृषि घुन या टिक को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। हर साल विश्व को घुन के कारण भारी नुकसान उठाना पड़ता है। संयुक्त राष्ट्र के खाद्य और कृषि संगठन के अनुसार, विश्व के 80 प्रतिशत मवेशी टिक से संक्रमित हैं, जिससे विश्व को अनुमानित 7.3 अरब डॉलर प्रति वर्ष का आर्थिक नुकसान होता है। दक्षिण अमेरिका में, मकड़ी घुन मोनोनीचेलस प्लैंकी मैकग्रेगर (एकारी: टेट्रानिकिडे) से क्षतिग्रस्त सोयाबीन के पौधों की उपज में लगभग 18.28% की कमी आई। चीन में, लगभग 4 करोड़ एकड़ में फैले खट्टे फलों के बाग भी पैनोनिकस सिट्री (मैकग्रेगर) से संक्रमित हैं। इसलिए, एकारिसाइड्स की वैश्विक बाजार मांग साल दर साल बढ़ रही है। 2018 में कीटनाशक बाजार के शीर्ष आठ उत्पाद स्पिरोडिक्लोफेन, स्पिरोमेथिकोन, डायफेंथियूरॉन, बाइफेनाज़ेट, पाइरिडाबेन, प्रोपार्गाइट, हेक्सीथियाज़ॉक्स और फेनपाइरोक्सिमेट थे। इनकी कुल बिक्री 572 मिलियन अमेरिकी डॉलर थी, जो कीटनाशक बाजार का 69.1% हिस्सा है, और बाजार का आकार 2025 तक 2 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने की उम्मीद है। वैश्विक कृषि योग्य भूमि में कमी, जनसंख्या में वृद्धि, प्राकृतिक उत्पादों की मांग में वृद्धि और टिकाऊ कृषि पद्धतियों की मांग में वृद्धि के कारण कीटनाशकों के बाजार का आकार और भी बड़ा होने की संभावना है।
वैश्विक कीटनाशक बाज़ार के विश्लेषण से पता चलता है कि लाल मकड़ी माइट, पैनक्लॉ साइट्रस और पैनोनिकस उर्मी आर्थिक रूप से सबसे महत्वपूर्ण कीट प्रजातियां हैं, जिनका बाज़ार में 80% से अधिक हिस्सा है। अन्य संबंधित माइट्स में स्यूडो स्पाइडर माइट्स (मुख्य रूप से शॉर्ट स्पाइडर माइट्स), रस्ट माइट्स और गॉल व हॉर्सफ्लाई माइट्स शामिल हैं। सब्जियां और फल, जिनमें साइट्रस, अंगूर, सोयाबीन, कपास और मक्का शामिल हैं, वे मुख्य फसलें हैं जिन पर कीटनाशकों का प्रयोग किया जाता है।
हालांकि, मकड़ी के घुन और पंजे के घुन जैसे शाकाहारी घुनों के छोटे जीवन चक्र, अजन्मेपन, अद्वितीय चयापचय क्षमता और मजबूत पर्यावरणीय अनुकूलन क्षमता के कारण, उनमें कीटनाशकों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता तेजी से बढ़ी है। रिपोर्ट किए गए 12 प्रतिरोधी आर्थ्रोपोड्स में से 3 घुन हैं। कीटनाशकों के वैश्विक उपयोग में, ऑर्गेनोफॉस्फेट, कार्बामाइट, ऑर्गेनोक्लोरीन और पाइरेथ्रोइड जैसे पारंपरिक रासायनिक कीटनाशक अभी भी प्रमुख स्थान रखते हैं। हाल के वर्षों में, बाइफेनाज़ेट और एसिटाफेनाक जैसे उच्च-दक्षता वाले कीटनाशकों के आने के बावजूद, कीटनाशकों के मानकीकरण की समस्या अभी भी गंभीर है। इन कीटनाशकों के दीर्घकालिक और अवैज्ञानिक उपयोग के कारण, अधिकांश शाकाहारी घुनों ने बाजार में उपलब्ध रासायनिक कीटनाशकों के प्रति अलग-अलग स्तर की प्रतिरोधक क्षमता विकसित कर ली है, और उनका प्रभाव काफी कम हो गया है। दूसरी ओर, पर्यावरण संबंधी मुद्दों पर बढ़ते ध्यान और जैविक कृषि के क्षेत्र में क्रमिक वृद्धि के साथ, वैश्विक बाजार में फसलों की सुरक्षा के लिए प्राकृतिक उत्पादों की मांग में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। इसलिए, सुरक्षित, प्रभावी, पर्यावरण के अनुकूल, प्राकृतिक शत्रुओं के लिए कम हानिकारक और प्रतिरोध विकसित न करने वाले नए जैविक कीटनाशकों का विकास अत्यंत आवश्यक है।
इसके आधार पर, उद्योग और औद्योगिक विकास के लिए यह अत्यंत आवश्यक है कि वे जैविक कीटनाशकों के अनुसंधान, विकास और अनुप्रयोग को बढ़ावा देने के लिए चीन के जैविक संसाधनों के लाभों का पूर्ण उपयोग करें।

1. वेराट्रोट्रोल एल्कलॉइड्स की अनुसंधान पृष्ठभूमि

हेलेबोर, जिसे पहाड़ी प्याज या काला हेलेबोर भी कहा जाता है, एक बारहमासी औषधीय पौधा है। चीन में यह एक देशी कीटनाशक पौधा है। लोग अक्सर वनस्पति काल के दौरान इसकी जड़ों को खोदकर निकालते हैं और उन्हें भूनकर हल्का काढ़ा बनाते हैं, जिसका उपयोग भेड़, बकरी, गाय और अन्य पशुओं को ठंडे पानी से धोने और मक्खी के लार्वा और अन्य परजीवियों को नष्ट करने के लिए किया जाता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि हेलेबोर अन्य कीटों पर भी अच्छा नियंत्रण रखता है। उदाहरण के लिए, वेराट्रम की जड़ के एथिल एसीटेट अर्क में प्लूटेला जाइलोस्टेला के दूसरे और तीसरे चरण के लार्वा पर अच्छी कीटनाशक क्षमता होती है, जबकि वेराट्रोल एल्कलॉइड अर्क जर्मन तिलचट्टे के वयस्क और चौथे चरण के लार्वा पर निश्चित रूप से घातक प्रभाव डालता है। साथ ही, शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि वेराट्रम की जड़ के विभिन्न अर्क में अच्छी कीटनाशक क्षमता होती है, जिनमें इथेनॉल अर्क > क्लोरोफॉर्म अर्क > एन-ब्यूटेनॉल अर्क का क्रम है।
हालांकि, सक्रिय तत्वों को निकालना एक कठिन समस्या है। चीनी शोधकर्ता आमतौर पर वेराट्रोम प्रकंदों से सक्रिय पदार्थ प्राप्त करने के लिए अमोनिया-क्षारीकृत क्लोरोफॉर्म अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण, जल निष्कर्षण, इथेनॉल परकोलेशन निष्कर्षण और सुपरक्रिटिकल CO2 निष्कर्षण जैसी विधियों का उपयोग करते हैं। इनमें से, अमोनिया-क्षारीकृत क्लोरोफॉर्म अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण विधि में बड़ी मात्रा में विषैले विलायक क्लोरोफॉर्म का उपयोग होता है, हालांकि निष्कर्षण दर अपेक्षाकृत अधिक है; जल निष्कर्षण विधि में कई बार निष्कर्षण करना पड़ता है, पानी की खपत अधिक होती है और निष्कर्षण दर कम होती है। वेराट्रोलाइन एल्कलॉइड्स को निकालने के लिए सुपरक्रिटिकल CO2 निष्कर्षण विधि न केवल उच्च निष्कर्षण दर प्रदान करती है, बल्कि सक्रिय तत्वों को नष्ट भी नहीं करती है, साथ ही प्राप्त उत्पादों की औषधीय सक्रियता और शुद्धता में भी काफी सुधार होता है। इसके अलावा, CO2 गैर-विषैली और विलायक-मुक्त अवशेष मानव शरीर और पर्यावरण के लिए हानिरहित है, जो पारंपरिक निष्कर्षण विधियों से होने वाले पर्यावरण प्रदूषण को कम कर सकता है, और इसे पौधों के औषधीय गुणों के लिए सर्वोत्तम निष्कर्षण और पृथक्करण तकनीकों में से एक माना गया है। हालांकि, जोखिम भरी उत्पादन प्रक्रिया और उच्च लागत इसके बड़े पैमाने पर औद्योगिक अनुप्रयोग में बाधा डालती है।
2. वेराट्रोट्रोल एल्कलॉइड्स के अनुसंधान और विकास में प्रगति
वेराट्रम के निष्कर्षण प्रौद्योगिकी पर अध्ययन। सह-निष्कर्षण प्रौद्योगिकी मुख्य रूप से पारंपरिक चीनी औषधीय सामग्री वेराट्रम पर आधारित है, जिसमें प्राकृतिक औषधीय सामग्रियों का भी उपयोग किया जाता है। वेराट्रोटोइन और अन्य कई सक्रिय अवयवों को एक साथ तैयार किया जाता है, और साथ ही, विभिन्न विलायकों का उपयोग करके वनस्पति औषधीय सामग्रियों का निरंतर निष्कर्षण किया जाता है, ताकि वनस्पति औषधीय सामग्रियों में प्रभावी सक्रिय घटकों के शुद्धिकरण और अवक्षेपण को चरणों में अधिकतम किया जा सके। कच्चे माल के एक ही बैच से विभिन्न कार्यात्मकताओं या समान कार्यात्मकताओं वाले यौगिकों के समूह घटकों को प्राप्त किया जाता है। इससे वनस्पति कच्चे माल की उपयोग दर में उल्लेखनीय सुधार होता है, उत्पादन लागत कम होती है और बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।
वेराट्रम के सक्रिय पदार्थों की क्रियाविधि का अध्ययन। वेराट्रोल प्रकंद का अर्क एक प्रकार का मिश्रण है, जिसमें वेराट्रोल, रेस्वेराट्रोल, वेराट्रोटोइन, साइक्लोपामिन, वेराट्रोल और रेस्वेराट्रोल ऑक्साइड जैसे दस से अधिक सक्रिय तत्व होते हैं। यह कीटों के तंत्रिका तंत्र पर प्रभाव डालता है।
शोध रिपोर्टों के अनुसार, इसकी विषाक्तता वोल्टेज-निर्भर Na+ चैनलों के खुलने पर आधारित है, जो बदले में वोल्टेज-सक्रिय Ca2+ चैनलों को खोलता है, जिससे न्यूरोट्रांसमीटर का स्राव होता है। वोल्टेज-गेटेड सोडियम आयन चैनल तंत्रिका और मांसपेशी सिग्नलिंग का अभिन्न अंग हैं। वेराट्रम अर्क में मौजूद सक्रिय घटक सोडियम आयन चैनलों में करंट संबंधी गड़बड़ी पैदा कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप झिल्ली की पारगम्यता में परिवर्तन होता है, जिससे कंपन और अंततः मृत्यु हो सकती है।
इसी दौरान, कुछ फ्रांसीसी विद्वानों ने बताया कि वेराट्रोलाइन एल्कलॉइड कीटों के एसिटाइलकोलिनेस्टेरेज (AChE) को गैर-प्रतिस्पर्धी रूप से बाधित कर सकते हैं। वेराट्रोलाइन एल्कलॉइड की क्रियाविधि के अनूठे तंत्र के कारण, कई स्थानों पर हमला हो सकता है, और घुन के लिए अपनी संरचनात्मक परिवर्तनों के माध्यम से इन बहु-क्रियाशील दवाओं के अनुकूल होना कठिन है, इसलिए उनमें दवा प्रतिरोध विकसित होना आसान नहीं है।

0.1% CE हेलिबोर प्रकंद अर्क तैयार करने की तकनीक। उन्नत निष्कर्षण तकनीक और उत्कृष्ट तैयारी तकनीक के समर्थन से, दवा का पृष्ठ तनाव कम होता है, जिससे यह कीट के शरीर को जल्दी से लपेट लेता है, दवा के घोल के प्रवेश और अवशोषण को बढ़ावा देता है, और सक्रिय अवयवों के प्रभाव को बढ़ाता है। यह पानी में अच्छी तरह से घुल जाता है, और फैलाव के बाद घोल पारदर्शी और एकसमान होता है। 1000 गुना तनुकरण पर, कैनवास शीट को पूरी तरह से गीला करने का समय 44 सेकंड है, और यह जल्दी से गीला होकर प्रवेश कर सकता है। बहु-प्रकाश प्रकीर्णन स्थिरता डेटा से पता चला कि 0.1% CE वेराट्रम प्रकंद अर्क की तैयारी में अच्छी स्थिरता है और यह विभिन्न क्षेत्र अनुप्रयोग वातावरणों के लिए पूरी तरह से उपयुक्त है।
0.1% सीई वेराट्रम प्रकंद अर्क की अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी पर अनुसंधान प्रगति
नई तकनीक ने दवा के त्वरित प्रभाव गुणों में काफी सुधार किया है। पिछली तकनीक की तुलना में, इस उत्पाद में किसी एक घटक का उपयोग कम हो गया है। इस अनूठी प्रक्रिया के माध्यम से, उत्पाद में मौजूद घटक अधिक मात्रा में हैं, और सहक्रियात्मक प्रभाव अधिक स्पष्ट है।
साथ ही, मौजूदा रासायनिक कीटनाशकों के साथ प्रयोग करने पर, यह लाल मकड़ी के घुन की आबादी को काफी हद तक कम कर सकता है, रासायनिक कीटनाशकों की मात्रा को कम कर सकता है और नियंत्रण प्रभाव को बढ़ा सकता है। संक्षेप में, चीन के गुआंग्शी प्रांत के हेझोउ में खट्टे फलों के घुन के उच्च प्रकोप के दौरान, 0.1% सीई वेराट्रम प्रकंद अर्क + 30% एटोक्साज़ोल का छिड़काव 20 मिनट में प्रभावी रहा, छिड़काव के 3 दिन बाद तक कोई जीवित कीट नहीं देखा गया, और 11 दिन बाद तक नियंत्रण प्रभाव 95% से अधिक बना रहा। जियांग्शी प्रांत के रुइजिन नाभि संतरे के फलीदार घुन के प्रारंभिक चरण में, 0.1% सीई वेराट्रम प्रकंद अर्क + 30% टेट्रामिज़िन बाइफेनाज़ेट के छिड़काव के 1 दिन बाद ही सभी घुन मर गए, और 3 दिन बाद तक कोई जीवित कीट नहीं देखा गया, 16 दिन बाद तक नियंत्रण प्रभाव लगभग 99% था।
उपरोक्त फील्ड बायोएसे के परिणामों से पता चलता है कि जब लाल मकड़ी के घुन की संख्या कम या अधिक हो, तो वेराटेला वल्गारिस के प्रकंद का एकल उपयोग और रासायनिक एजेंटों के साथ संयुक्त उपयोग दोनों ही स्थितियों में, यह लाल मकड़ी के घुन की संख्या को कम कर सकता है और रासायनिक कीटनाशकों के नियंत्रण प्रभाव को बढ़ा सकता है। इसने उत्कृष्ट नियंत्रण प्रभाव दिखाया। साथ ही, हेलिबोर के प्रकंद का अर्क पौधों से प्राप्त किया जाता है। अनुशंसित सांद्रता पर, यह अधिकांश पौधों की कलियों, पुष्पन और युवा फल अवस्थाओं में उपयोग के लिए सुरक्षित है और टहनियों, फूलों और फलों के विकास पर कोई प्रभाव नहीं डालता है। यह घुन के प्राकृतिक शत्रुओं जैसे गैर-लक्षित जीवों के लिए सुरक्षित और पर्यावरण के अनुकूल है, और मौजूदा कीटनाशकों और एकारिसाइड्स के साथ इसका कोई क्रॉस-प्रतिरोध नहीं है। यह घुन के एकीकृत प्रबंधन (आईपीएम) के लिए बहुत उपयुक्त है। रासायनिक कीटनाशकों के उपयोग में कमी के साथ, खट्टे फलों में एटॉक्साज़ोल, स्पिरोडिक्लोफेन और बाइफेनाज़ेट जैसे रासायनिक कीटनाशकों के अवशेष "खाद्य पदार्थों में कीटनाशकों के अधिकतम अवशेष सीमा के लिए चीन राष्ट्रीय खाद्य सुरक्षा मानक", "यूरोपीय संघ खाद्य पदार्थ कीटनाशक अवशेष सीमा मानक" और "अमेरिकी खाद्य पदार्थ कीटनाशक अवशेष सीमा मानक" को पूरी तरह से पूरा करते हैं, जो खाद्य सुरक्षा और कृषि उत्पादों की गुणवत्ता और सुरक्षा के लिए ठोस गारंटी प्रदान करते हैं।
जीन संपादन तकनीक हेलबोर के औद्योगीकरण को बढ़ावा देती है।
हेलेबोर एक आम औषधीय सामग्री है और लिलीएसी कुल की एक बारहमासी जड़ी बूटी है। यह पहाड़ों, जंगलों या झाड़ियों में उगती है। यह चीन के शानक्सी, हेबेई, हेनान, शेडोंग, लियाओनिंग, सिचुआन, जियांग्सू और अन्य स्थानों में पाई जाती है। इसके वन्य संसाधन प्रचुर मात्रा में हैं। एक शोध के अनुसार, औषधीय हेलेबोर का वार्षिक उत्पादन लगभग 300-500 टन है, और इसकी कई किस्में हैं, जैसे कि हेलेबोर, शिंगआन हेलेबोर, माओसू हेलेबोर और गुलिंग हेलेबोर, और प्रत्येक प्रजाति के सक्रिय घटक अलग-अलग होते हैं।
जैव प्रौद्योगिकी के तीव्र विकास और औषधीय गुणों से भरपूर हेलेबोर पौधों पर गहन शोध के साथ, हेलेबोर की औषधीय प्रजातियों में सुधार के लिए जीन संपादन प्रौद्योगिकी का उपयोग और जंगली हेलेबोर प्रजातियों का कृत्रिम रूप से पालतू बनाना चरणबद्ध तरीके से आगे बढ़ रहा है। हेलेबोर किस्मों की कृत्रिम खेती से जंगली जर्मप्लाज्म संसाधनों को होने वाले नुकसान को काफी हद तक कम किया जा सकेगा और कृषि एवं चिकित्सा क्षेत्र में हेलेबोर के औद्योगीकरण को और बढ़ावा मिलेगा।
भविष्य में, औषधीय पौधों से प्राप्त प्राकृतिक हेलिबोर प्रकंद के अर्क से पारंपरिक रासायनिक कीटनाशकों का उपयोग धीरे-धीरे कम होने की उम्मीद है, और कृषि उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार, कृषि उत्पादों की गुणवत्ता और सुरक्षा में सुधार, कृषि पारिस्थितिक पर्यावरण में सुधार और जैव विविधता के संरक्षण में महत्वपूर्ण योगदान मिलेगा।