Регулятор роста насекомых
Регулятор роста насекомых ( IGR ) — это химический инсектицид , который косвенно убивает насекомых, нарушая их жизненные циклы. [1] Первоначально этот термин был предложен для описания эффектов аналогов ювенильных гормонов. [2] Хотя термин «нарушитель роста насекомых» более точно описывает действие IGR, он не получил широкого распространения. [1] IGR охватывают химические классы с тремя способами действия ( механизмами действия ): аналоги ювенильных гормонов, ингибиторы синтеза хитина и агонисты рецепторов экдизона.
Аналоги ювенильного гормона
[ редактировать ]Аналоги ювенильных гормонов также известны как имитаторы ювенильных гормонов, ювеноиды или активаторы передачи сигналов ЮГ. [1] [3] Ювенильный гормон (ЮГ) контролирует многие важные процессы у насекомых, включая метаморфоз . После определения структуры JH в 1960-х годах начался поиск более стабильных и пригодных для использования аналогов. Компания Zoecon представила метопрен в 1975 году, а затем гидропрен и кинопрен. Позже другие компании снова представили более стабильные феноксикарб и пирипроксифен .
В 2018 году имитаторы JH были проданы по всему миру за 87 миллионов долларов, что составляет небольшую долю от рынка инсектицидов, который в 2018 году составил 18,4 миллиарда долларов. [4] Их используют против насекомых, питающихся соком и листьями, а также для борьбы с переносчиками болезней. [3]
Они имеют низкую токсичность для позвоночных и окружающей среды. Метопрен и пирипроксифен рекомендованы Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) для обработки источников и емкостей питьевой воды. [5]
Многие растения производят имитаторы ювенильных гормонов (фитоювеноиды) для уничтожения насекомых . [6]
Ингибиторы синтеза хитина
[ редактировать ]Ингибиторы синтеза хитина предотвращают образование хитина , важной части экзоскелета насекомых. Основным классом ингибиторов синтеза хитина являются бензоилмочевины (БПУ). [7] Первый БПУ, дифлубензурон , был коммерциализирован компанией Phillips-Duphar в 1975 году. С тех пор многие БПУ были коммерциализированы многими компаниями. В 2018 году на BPU приходилось 3% мирового рынка инсектицидов стоимостью 18,4 миллиарда долларов. [4] Они активны против видов насекомых-вредителей (например, чешуекрылых жесткокрылых , двукрылых ) в сельском хозяйстве, [7] [1] а также используется против термитов и вредителей для здоровья животных, таких как блохи . [8] БПУ обладают низкой токсичностью для млекопитающих (дифлубензурон одобрен ВОЗ для обработки питьевой воды в качестве ларвицида от комаров). [5] но они высокотоксичны для водных беспозвоночных и ракообразных. [7] Они препятствуют линьке и вылуплению яиц и действуют путем ингибирования фермента хитинсинтазы . [9]
Было показано, что другие химические классы ингибиторов синтеза хитина также действуют посредством ингибирования хитинсинтазы: бупрофезин , [9] этоксазол , [9] клофентазин, [10] гекситиазол, [10] и циромазин . [11]
Агонисты экдизона
[ редактировать ]Единственным коммерческим классом агонистов экдизона являются бисацилгидразины ( БАГ). [3] Первым BAH, который был коммерциализирован, был тебуфенозид , открытый в 1980-х годах компанией Rohm & Haas, которая позже коммерциализировала метоксифенозид и галофенозид. Позже другие компании начали коммерциализировать хромафенозид и фуфенозид. По оценкам, на долю BAH в 2018 году приходилось около 1% мирового рынка пестицидов стоимостью 18,4 миллиарда долларов. [4] Они вызывают преждевременную неудачную линьку и действуют, агонизируя рецептор экдизона . [3] BAH демонстрируют низкую токсичность для млекопитающих и окружающей среды . Метоксифенозид был удостоен президентской премии в области зеленой химии в 1998 году. И тебуфенозид, и метоксифенозид были зарегистрированы Агентством по охране окружающей среды США (EPA) в рамках его Программы снижения риска использования пестицидов. [3] Многие растения производят химические вещества ( фитоэкдистероиды ), которые используют этот способ действия для уничтожения насекомых .
Другие
[ редактировать ]Азадирахтин (AzaGuard), натуральный продукт, содержащийся в экстрактах дерева нима , проявляет антифидантную , репеллентную и инсектицидную активность. Наблюдается множество различных симптомов и способов действия, включая нарушение роста и линьку. [12]
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]В целом ИГР демонстрируют низкую токсичность для млекопитающих и нецелевых организмов. [1] Однако существуют различия между классами веществ и отдельными соединениями. Некоторые IGR отмечены Агентством по охране окружающей среды как «пониженный риск». IGR также более совместимы с борьбы с вредителями системами , в которых используется биологический контроль . [13] Первоначально предполагалось, что насекомые не смогут выработать устойчивость к IGR. [14] но это оказалось не так. [1]
Однако они медленнее убивают насекомых, обеспечивают ограниченный контроль над взрослыми насекомыми и, как правило, дороже, чем многие другие инсектициды. [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Пенер, Меир Пол; Дадиалла, Тарлочан С. (2012). «Обзор средств, нарушающих рост насекомых; прикладные аспекты» . Нарушители роста насекомых . Достижения в физиологии насекомых. Том. 43. Оксфорд: Академик Пресс. стр. 1–162. дои : 10.1016/B978-0-12-391500-9.00001-2 . ISBN 978-0-12-391500-9 . ISSN 0065-2806 .
- ^ Шнайдерман, Ховард А. (1972). «Гормоны насекомых и борьба с насекомыми». В Менне, Юлиус Дж.; Бероза, Мортон (ред.). Ювенильные гормоны насекомых: химия и действие . Нью-Йорк: Академическая пресса. стр. 3–27. дои : 10.1016/B978-0-12-490950-2.50001-2 . ISBN 978-0-12-490950-2 .
- ^ Jump up to: а б с д и Йешке, Питер; Витшель, Матиас; Кремер, Вольфганг; Ширмер, Ульрих (2019). «Глава 29. Линька и метаморфоз насекомых». Современные средства защиты растений . Уайли. стр. 1013–1065. дои : 10.1002/9783527699261.ch29 . ISBN 9783527699261 .
- ^ Jump up to: а б с Спаркс, Томас С.; Кросстуэйт, Эндрю Дж.; Науэн, Ральф; Банба, Шиничи; Кордова, Дэниел; Эрли, Фергус; Эббингауз-Кинчер, Ульрих; Фудзиока, Синсуке; Хирао, Аяко; Кармон, Дэнни; Кеннеди, Роберт; Накао, Тосифуми; Пофэм, Холли-младший; Сальгадо, Винсент; Уотсон, Джеральд Б. (2020). «Инсектициды, биологические препараты и нематициды: обновления классификации действия IRAC — инструмент управления устойчивостью» . Биохимия и физиология пестицидов . 167 : 104587. Бибкод : 2020PBioP.16704587S . дои : 10.1016/j.pestbp.2020.104587 . ПМИД 32527435 .
- ^ Jump up to: а б Рекомендации по качеству питьевой воды: четвертое издание, включая первое дополнение (4-е изд.). Женева: Всемирная организация здравоохранения. 2017. С. 434–441. ISBN 978-92-4-154995-0 .
- ^ Беде, Жаклин С.; Тобе, Стивен С. (2000). «Ювенильные гормоны насекомых в растениях» . Исследования по химии натуральных продуктов . 22, Часть C: 369–418. дои : 10.1016/S1572-5995(00)80031-9 . ISBN 978-0-444-50588-0 . ISSN 1572-5995 – через Elsevier.
- ^ Jump up to: а б с Сунь, Ранфэн; Лю, Чуньцзюань; Хао, Чжан; Ван, Цинминь (13 июля 2015 г.). «Ингибиторы синтеза хитина бензоилмочевины» . Дж. Агрик. Пищевая хим . 63 (31): 6847–6865. doi : 10.1021/acs.jafc.5b02460 . ПМИД 26168369 .
- ^ Хункера, Пабло; Хоскинг, Барри; Гамейро, Марта; Макдональд, Алисия (2019). «Бензоилфенилмочевина как ветеринарное противопаразитарное средство. Обзор и перспективы с акцентом на эффективность, применение и устойчивость» . Паразит . 26 : 26. doi : 10.1051/parasite/2019026 . ISSN 1776-1042 . ПМК 6492539 . ПМИД 31041897 .
- ^ Jump up to: а б с Дурис, Василис; Штайнбах, Дениз; Пантелери, Рафаэла; Ливадарас, Иоаннис; Пикетт, Джон Энтони; Ван Леувен, Томас; Науэн, Ральф; Вонтас, Джон (2016). «2016» . Труды Национальной академии наук . 113 (51): 14692–14697. дои : 10.1073/pnas.1618258113 . ПМК 5187681 . ПМИД 27930336 .
- ^ Jump up to: а б Демайт, Питер; Осборн, Эдвард Дж.; Одман-Нареш, Джотини; Грбич, Миодраг; Науэн, Ральф; Мерцендорфер, Ганс; Кларк, Ричард М.; Ван Леувен, Томас (2014). «Генетическое картирование высокого разрешения обнаруживает хитинсинтазу-1 как место-мишень для структурно разнообразных ингибиторов роста клещей клофентезина, гекситиазокса и этоксазола у Tetranychus urticae» . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 51 : 52–61. Бибкод : 2014IBMB...51...52D . дои : 10.1016/j.ibmb.2014.05.004 . ISSN 0965-1748 . ПМЦ 4124130 . ПМИД 24859419 .
- ^ Цзэн, Бин; Чен, Фу-Ронг; Лю, Я-Тин (2022). «Мутация хитинсинтазы обеспечивает широко распространенную устойчивость к бупрофезину, ингибитору синтеза хитина, у коричневой цикадки Nilaparvata lugens» . Журнал науки о вредителях . 96 (2): 819–832. дои : 10.1007/s10340-022-01538-9 .
- ^ Килани-Моракчи, Самира; Моракчи-Гуджил, Хауда; Сифи, Карима (20 июля 2021 г.). «Инсектицид на основе азадирахтина: обзор, оценка риска и будущие направления» . Границы в агрономии . 3 : 676208. дои : 10.3389/fagro.2021.676208 .
- ^ Крисан, Джеймс; Данли, Джон. «Регуляторы роста насекомых» . Архивировано из оригинала 30 ноября 2021 года . Проверено 20 ноября 2010 г.
- ^ Уильямс, Кэрролл М., Кэрролл М. (1967). «Пестициды третьего поколения». Научный американец . 217 (1): 13–17. Бибкод : 1967SciAm.217a..13W . doi : 10.1038/scientificamerican0767-13 . ПМИД 6046326 .
- ^ Кумар, Равендра, изд. (2024). «Глава 4. Роль регуляторов роста насекомых в борьбе с насекомыми/вредителями». Биорационалы и биопестициды . Берлин/Бостон: Вальтер де Грюйтер. стр. 77–94. ISBN 978-3-11-120472-7 .
