Увреждането на растенията, причинено от конкуренцията на плевели и други вредители, включително вируси, бактерии, гъбички и насекоми, значително влошава тяхната продуктивност и в някои случаи може напълно да унищожи реколтата.Днес надеждни добиви се получават чрез използване на устойчиви на болести сортове, практики за биологичен контрол и чрез прилагане на пестициди за контрол на болести по растенията, насекоми, плевели и други вредители.През 1983 г. 1,3 милиарда долара са похарчени за пестициди - с изключение на хербицидите - за защита и ограничаване на щетите върху културите от болести по растенията, нематоди и насекоми.Потенциалните загуби на реколта при липса на употреба на пестициди значително надвишават тази стойност.
От около 100 години развъждането за устойчивост на болести е важен компонент на селскостопанската продуктивност в световен мащаб.Но успехите, постигнати чрез селекция на растения, са до голяма степен емпирични и могат да бъдат ефимерни.Това означава, че поради липса на основна информация за функцията на гените за резистентност, проучванията често са произволни, а не конкретно насочени изследвания.В допълнение, всички резултати могат да бъдат краткотрайни поради променящата се природа на патогените и другите вредители, тъй като нова генетична информация се въвежда в сложни агроекологични системи.
Отличен пример за ефекта от генетичната промяна е стерилният цветен прашец, отгледан в повечето основни сортове царевица, за да се подпомогне производството на хибридни семена.Растенията, съдържащи тексаска (T) цитоплазма, предават тази мъжка стерилна черта чрез цитоплазмата;тя е свързана с определен тип митохондрия.Неизвестно на животновъдите, тези митохондрии също носят уязвимост към токсин, произведен от патогенната гъбаХелминтоспориуммайдис.Резултатът беше епидемията от листна мана в Северна Америка през лятото на 1970 г.
Методите, използвани при откриването на пестицидни химикали, също са до голяма степен емпирични.С малко или никаква предварителна информация за начина на действие, химикалите се тестват, за да се изберат тези, които убиват целевите насекоми, гъбички или плевели, но не увреждат културното растение или околната среда.
Емпиричните подходи са довели до огромни успехи в контролирането на някои вредители, особено плевели, гъбични заболявания и насекоми, но борбата е непрекъсната, тъй като генетичните промени в тези вредители често могат да възстановят тяхната вирулентност спрямо устойчив сорт растения или да направят вредителя устойчив на пестицид .Това, което липсва в този очевидно безкраен цикъл на чувствителност и резистентност, е ясното разбиране както на организмите, така и на растенията, които атакуват.С нарастването на знанията за вредителите – тяхната генетика, биохимия и физиология, техните гостоприемници и взаимодействията между тях – ще бъдат разработени по-добре насочени и по-ефективни мерки за контрол на вредителите.
Тази глава идентифицира няколко изследователски подхода за по-добро разбиране на основните биологични механизми, които могат да бъдат използвани за контрол на растителни патогени и насекоми.Молекулярната биология предлага нови техники за изолиране и изследване на действието на гените.Съществуването на чувствителни и резистентни растения гостоприемници и вирулентни и авирулентни патогени може да се използва за идентифициране и изолиране на гените, които контролират взаимодействията между гостоприемник и патоген.Изследванията на фината структура на тези гени могат да доведат до улики за биохимичните взаимодействия, които възникват между двата организма и до регулирането на тези гени в патогена и в тъканите на растението.В бъдеще трябва да е възможно да се подобрят методите и възможностите за прехвърляне на желани характеристики за устойчивост в културните растения и, обратно, да се създадат патогени, които ще бъдат вирулентни срещу избрани плевели или членестоноги вредители.По-доброто разбиране на невробиологията на насекомите и химията и действието на модулиращи вещества, като ендокринните хормони, които регулират метаморфозата, диапаузата и възпроизводството, ще отвори нови пътища за контролиране на насекомите вредители чрез нарушаване на тяхната физиология и поведение в критични етапи от жизнения цикъл .
Време на публикуване: 14 април 2021 г