Šteta na biljkama uzrokovana konkurencijom korova i drugih štetočina uključujući viruse, bakterije, gljivice i insekte uvelike smanjuje njihovu produktivnost, au nekim slučajevima može potpuno uništiti usjev. Danas se pouzdani prinosi postižu korištenjem sorti otpornih na bolesti, biološkim postupcima kontrole i primjenom pesticida za kontrolu biljnih bolesti, insekata, korova i drugih štetnika. Godine 1983. potrošeno je 1,3 milijarde dolara na pesticide—isključujući herbicide—za zaštitu i ograničavanje štete na usjevima od biljnih bolesti, nematoda i insekata. Potencijalni gubici usjeva u nedostatku uporabe pesticida uvelike premašuju tu vrijednost.
Već oko 100 godina, oplemenjivanje za otpornost na bolesti važna je komponenta poljoprivredne produktivnosti diljem svijeta. No 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 štetnika kako se nove genetske informacije uvode u složene agroekološke sustave.
Izvrstan primjer učinka genetske promjene je svojstvo sterilnog peluda uzgojenog u većini glavnih sorti kukuruza za pomoć u proizvodnji hibridnog sjemena. Biljke koje sadrže Texas (T) citoplazmu prenose ovo svojstvo muške sterilnosti preko citoplazme; povezan je s određenom vrstom mitohondrija. Uzgajivačima nije poznato, ti su mitohondriji također nosili ranjivost na toksin koji proizvodi patogena gljivaHelmintosporijamajdisRezultat je bila epidemija paleži lišća kukuruza u Sjevernoj Americi ljeti 1970.
Metode korištene u otkrivanju kemikalija pesticida također su uglavnom bile empirijske. Uz malo ili bez ikakvih prethodnih informacija o načinu djelovanja, kemikalije se testiraju kako bi se odabrale one koje ubijaju ciljane insekte, gljivice ili korov, ali ne štete biljci ili okolišu.
Empirijski pristupi doveli su do golemih uspjeha u kontroli nekih štetnika, osobito korova, gljivičnih bolesti i insekata, ali borba je kontinuirana, budući da genetske promjene kod ovih štetnika često mogu vratiti njihovu virulentnost u odnosu na otpornu biljnu sortu ili učiniti štetnika otpornim na pesticide. Ono što nedostaje ovom očito beskrajnom ciklusu osjetljivosti i otpornosti je jasno razumijevanje organizama i biljaka koje napadaju. Kako se znanje o štetočinama - njihovoj genetici, biokemiji i fiziologiji, njihovim domaćinima i interakcijama među njima - bude povećavalo, osmislit će se bolje usmjerene i učinkovitije mjere kontrole štetočina.
Ovo poglavlje identificira nekoliko istraživačkih pristupa boljem razumijevanju temeljnih bioloških mehanizama koji se mogu 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 biokemijskim interakcijama koje se događaju između dva organizma i do regulacije ovih gena u patogenu iu tkivima biljke. U budućnosti bi trebalo biti moguće poboljšati metode i mogućnosti za prijenos poželjnih svojstava otpornosti na usjevne biljke i, obrnuto, stvoriti patogene koji će biti virulentni protiv odabranih korova ili člankonožaca. Povećano razumijevanje neurobiologije insekata i kemije i djelovanja modulirajućih tvari, kao što su endokrini hormoni koji reguliraju metamorfozu, dijapauzu i reprodukciju, otvorit će nove puteve za kontrolu insekata štetnika narušavanjem njihove fiziologije i ponašanja u kritičnim fazama životnog ciklusa.
Vrijeme objave: 14. travnja 2021