Škoda na rastlinah, ki jo povzroči konkurenca plevelov in drugih škodljivcev, vključno z virusi, bakterijami, glivami in žuželkami, močno zmanjša njihovo produktivnost in v nekaterih primerih lahko popolnoma uniči pridelek.Danes se zanesljivi pridelki dosegajo z uporabo sort, odpornih na bolezni, bioloških postopkov zatiranja in uporabe pesticidov za zatiranje rastlinskih bolezni, žuželk, plevelov in drugih škodljivcev.Leta 1983 je bilo 1,3 milijarde dolarjev porabljenih za pesticide – brez herbicidov – za zaščito in omejitev škode na pridelkih zaradi rastlinskih bolezni, ogorčic in žuželk.Potencialne izgube pridelka v odsotnosti uporabe pesticidov močno presegajo to vrednost.
Približno 100 let je bila vzreja za odpornost na bolezni pomembna sestavina kmetijske produktivnosti po vsem svetu.Toda uspehi, doseženi z žlahtnjenjem rastlin, so večinoma empirični in so lahko kratkotrajni.To pomeni, da so zaradi pomanjkanja osnovnih informacij o delovanju genov za odpornost študije pogosto naključne in ne specifično ciljno usmerjene raziskave.Poleg tega so lahko kakršni koli rezultati kratkotrajni zaradi spreminjajoče se narave patogenov in drugih škodljivcev, ko se nove genetske informacije uvajajo v kompleksne agroekološke sisteme.
Odličen primer učinka genetske spremembe je lastnost sterilnega cvetnega prahu, vzrejenega v večini večjih sort koruze za pomoč pri proizvodnji hibridnega semena.Rastline, ki vsebujejo Texas (T) citoplazmo, prenesejo to moško sterilno lastnost preko citoplazme;povezan je z določeno vrsto mitohondrijev.Rejci niso vedeli, da so bili ti mitohondriji ranljivi tudi za toksin, ki ga proizvaja patogena gliva.Helmintosporijmaydis.Rezultat je bila epidemija koruznega ožiga v Severni Ameriki poleti 1970.
Tudi metode, uporabljene pri odkrivanju pesticidov, so bile večinoma empirične.Z malo ali brez predhodnih informacij o načinu delovanja se testirajo kemikalije, da se izberejo tiste, ki ubijejo ciljno žuželko, glivo ali plevel, vendar ne škodijo rastlini ali okolju.
Empirični pristopi so prinesli ogromne uspehe pri zatiranju nekaterih škodljivcev, zlasti plevela, glivičnih bolezni in žuželk, vendar je boj neprekinjen, saj lahko genetske spremembe pri teh škodljivcih pogosto povrnejo njihovo virulentnost nad odporno rastlinsko sorto ali naredijo škodljivca odpornega na pesticide. .V tem očitno neskončnem ciklu dovzetnosti in odpornosti manjka jasno razumevanje organizmov in rastlin, ki jih napadajo.Ko se bo znanje o škodljivcih – njihovi genetiki, biokemiji in fiziologiji, njihovih gostiteljih in interakcijah med njimi – povečevalo, bodo oblikovani bolje usmerjeni in učinkovitejši ukrepi zatiranja škodljivcev.
To poglavje opredeljuje več raziskovalnih pristopov za boljše razumevanje temeljnih bioloških mehanizmov, ki bi jih lahko uporabili za nadzor rastlinskih patogenov in žuželk.Molekularna biologija ponuja nove tehnike za izolacijo in proučevanje delovanja genov.Obstoj dovzetnih in odpornih gostiteljskih rastlin ter virulentnih in avirulentnih patogenov je mogoče izkoristiti za identifikacijo in izolacijo genov, ki nadzirajo interakcije med gostiteljem in patogenom.Študije fine strukture teh genov lahko vodijo do namigov o biokemičnih interakcijah, ki se pojavljajo med obema organizmoma, in do regulacije teh genov v patogenu in v tkivih rastline.V prihodnosti bi moralo biti mogoče izboljšati metode in priložnosti za prenos zaželenih lastnosti odpornosti na rastlinske kulture in, nasprotno, ustvariti patogene, ki bodo virulentni proti izbranim plevelom ali členonožcem.Boljše razumevanje nevrobiologije žuželk ter kemije in delovanja modulacijskih snovi, kot so endokrini hormoni, ki uravnavajo metamorfozo, diapavzo in razmnoževanje, bo odprlo nove poti za nadzor škodljivcev žuželk z motnjami njihove fiziologije in obnašanja v kritičnih fazah življenjskega cikla. .
Čas objave: 14. aprila 2021