除虫菊的除虫事业与探索

作者: 不认识植物

来源: 物种日历

发布日期: 2020-09-08

本文详细介绍了除虫菊的历史、栽培、提取物及其应用,以及拟除虫菊酯的发展和挑战,探讨了转基因技术在农业生产和食品安全中的潜力。

每一种植物都有特殊的身份,有一些可能还不止一个。对于除虫菊来说,特殊的身份就是世界三大天然杀虫植物之一。除虫菊的基源异名由鲁道夫·克里斯蒂安·特拉维拉努斯于1820年命名,当时放在了匹菊属里,后来匹菊属整个被归并进了菊蒿属。目前整个菊蒿属大约有100种,中国产19种。

除虫菊又名白花除虫菊,其本身是一种多年生宿根花卉,基生叶在花期还存在,为二回羽状分裂,茎生叶与基生叶同型。每年5~8月是除虫菊的花果期,一边开花一边结果,开花和结果之间没有明显的时间间隔。除虫菊原产前南斯拉夫,当地居民很早就使用它来杀虫。19世纪中期开始,除虫菊在原产地被大规模种植,在第一次世界大战之前,除虫菊和达尔玛西亚几乎是固定搭配。

当一战的战火席卷整个欧洲,除虫菊的栽培也受到了严重的打击。战后,新的栽培中心转移到了日本,在这期间,除虫菊也传入了中国,并开始在中国大规模栽培。二战结束后,由于日本在战争中受到了应有的打击,除虫菊的栽培中心又一次发生了转移,来到了东非坦桑尼亚、肯尼亚等地。

研究人员从除虫菊中提取分离了6种杀虫的活性成分,这些活性成分统称为天然除虫菊酯。天然除虫菊酯作为卫生和农用杀虫剂具有天然的优势,高效、低毒、广谱、抵抗性、易分解、几乎不残留,因此大受欢迎。不过由于各成分有光敏性,易被空气氧化而导致活性成分失效,所以又限制了天然除虫菊酯的应用。

为了解决这些问题,研究人员在天然除虫菊酯中加入了增效剂,减缓其在虫体内的代谢速度,并加入紫外光屏蔽物质和抗氧化剂来降低其光敏性和被空气氧化的程度。不过,除虫菊干花产量尚不能满足全世界对天然除虫菊酯的需求,因此人们又将目光放到了合成拟除虫菊酯上,希望在天然除虫菊酯的基础上,通过化学工业生产出具有天然除虫特性且产量更高,能够满足全世界需求的杀虫剂。

虽然凭借高产、低价等优势能够快速占领市场,然而拟除虫菊酯依然有着自身的问题,比如更易产生抗药性,分解慢,残留较高,对哺乳类等恒温动物具有较高的毒性等。这些问题不断地促使着研究人员进行新的探索,合成更好的拟除虫菊酯。

无论除虫菊酯还是拟除虫菊酯都没能够完美解决卫生和农业害虫防治的问题,并且因为自身的缺点,在使用中给人们带来了新的困扰。比如在提取除虫菊酯过程中使用有机溶剂带来的环境污染;又比如在动物实验中,拟除虫菊酯杀虫剂被证实具有雄性动物生殖毒性,能降低精子密度和活力,诱导精子头部畸形,损伤精子DNA等。

事实上在寻找更好的杀虫剂时,我们不应该放弃其他途径来保证农业生产和食品安全,这其中转基因技术就是一个值得深入研究和大力推广的方向。相比传统产品,目前尚没有证据表明转基因技术生产的动植物产品会带来额外的安全隐患。同时因为生物体自身抗虫性增强,杀虫剂等物质的使用相应减少,食品安全性也得到了提高。

除虫菊因为自身的特性而受到了广泛关注,与除虫菊相似的还有另一个物种,那就是红花除虫菊。19世纪前,波斯地区就大量栽培红花除虫菊,用于观赏和杀虫。现在园林上经常把秋英称作波斯菊,然而原产自高加索地区的红花除虫菊才是真正被称作波斯菊的植物。不过因为它杀虫效果弱于除虫菊,逐渐转为观赏栽培为主。

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