Šteta na biljkama uzrokovana konkurencijom korova i drugih štetočina, uključujući viruse, bakterije, gljivice i insekte, uveliko smanjuje njihovu produktivnost, a u nekim slučajevima može potpuno uništiti usjev. Danas se pouzdani prinosi usjeva postižu korištenjem sorti otpornih na bolesti, biološkim metodama kontrole i primjenom pesticida za suzbijanje biljnih bolesti, insekata, korova i drugih štetočina. Godine 1983. potrošeno je 1,3 milijarde dolara na pesticide - isključujući herbicide - kako bi se zaštitila i ograničila šteta na usjevima od biljnih bolesti, nematoda i insekata. Potencijalni gubici usjeva u nedostatku upotrebe pesticida znatno premašuju tu vrijednost.
Već oko 100 godina, oplemenjivanje za otpornost na bolesti važna je komponenta poljoprivredne produktivnosti širom svijeta. Međutim, uspjesi postignuti oplemenjivanjem biljaka uglavnom su empirijski i mogu biti kratkotrajni. To jest, zbog nedostatka osnovnih informacija o funkciji gena za otpornost, studije su često nasumična, a ne specifično ciljana istraživanja. Osim toga, svi rezultati mogu biti kratkotrajni zbog promjenjive prirode patogena i drugih štetočina kako se nove genetske informacije uvode u složene agroekološke sisteme.
Odličan primjer efekta genetskih promjena je osobina sterilnog polena koja je unesena u većinu glavnih sorti kukuruza kako bi se pomoglo u proizvodnji hibridnog sjemena. Biljke koje sadrže teksašku (T) citoplazmu prenose ovu mušku sterilnu osobinu putem citoplazme; ona je povezana s određenom vrstom mitohondrija. Nepoznato oplemenjivačima, ove mitohondrije su također nosile osjetljivost na toksin koji proizvodi patogena gljivica.HelmintosporijmajdisRezultat je bila epidemija plamenjače kukuruza u Sjevernoj Americi ljeta 1970. godine.
Metode korištene u otkrivanju pesticida također su uglavnom bile empirijske. S malo ili bez prethodnih informacija o načinu djelovanja, hemikalije se testiraju kako bi se odabrale one koje ubijaju ciljane insekte, gljivice ili korove, ali ne štete usjevnoj biljci ili okolišu.
Empirijski pristupi su doveli do ogromnog uspjeha u kontroli nekih štetočina, posebno korova, gljivičnih bolesti i insekata, ali borba je kontinuirana, budući da genetske promjene kod ovih štetočina često mogu obnoviti njihovu virulenciju u odnosu na otpornu biljnu sortu ili učiniti štetočinu otpornom na pesticid. Ono što nedostaje ovom naizgled beskonačnom ciklusu osjetljivosti i otpornosti jeste jasno razumijevanje i organizama i biljaka koje napadaju. Kako se znanje o štetočinama - njihovoj genetici, biohemiji i fiziologiji, njihovim domaćinima i interakcijama među njima - bude povećavalo, osmislit će se bolje usmjerene i efikasnije mjere suzbijanja štetočina.
Ovo poglavlje identificira nekoliko istraživačkih pristupa za bolje razumijevanje fundamentalnih bioloških mehanizama koji bi se mogli iskoristiti za kontrolu biljnih patogena i insekata. Molekularna biologija nudi nove tehnike za izolaciju i proučavanje djelovanja gena. Postojanje osjetljivih i otpornih biljaka domaćina te virulentnih i avirulentnih patogena može se iskoristiti za identifikaciju i izolaciju gena koji kontroliraju interakcije između domaćina i patogena. Studije fine strukture ovih gena mogu dovesti do tragova o biohemijskim interakcijama koje se javljaju između dva organizma i do regulacije ovih gena u patogenu i u tkivima biljke. U budućnosti bi trebalo biti moguće poboljšati metode i mogućnosti za prijenos poželjnih osobina otpornosti u poljoprivredne biljke i, obrnuto, stvoriti patogene koji će biti virulentni protiv odabranih korova ili štetočina zglavkara. Povećano razumijevanje neurobiologije insekata i hemije i djelovanja modulirajućih supstanci, kao što su endokrini hormoni koji regulišu metamorfozu, dijapauzu i reprodukciju, otvorit će nove puteve za kontrolu štetočina insekata narušavanjem njihove fiziologije i ponašanja u kritičnim fazama životnog ciklusa.
Vrijeme objave: 14. april 2021.