Žala augalams, kurią sukelia piktžolių ir kitų kenkėjų, įskaitant virusus, bakterijas, grybelius ir vabzdžius, konkurencija labai sumažina jų produktyvumą, o kai kuriais atvejais gali visiškai sunaikinti pasėlius. Šiandien patikimas pasėlių derlius gaunamas naudojant ligoms atsparias veisles, taikant biologinės kontrolės metodus ir naudojant pesticidus augalų ligoms, vabzdžiams, piktžolėms ir kitiems kenkėjams kontroliuoti. 1983 m. pesticidams (išskyrus herbicidus) buvo išleista 1,3 milijardo dolerių, siekiant apsaugoti pasėlius nuo augalų ligų, nematodų ir vabzdžių ir apriboti jiems daromą žalą. Galimi pasėlių nuostoliai nenaudojant pesticidų gerokai viršija šią vertę.
Maždaug 100 metų atsparumo ligoms veisimas buvo svarbus žemės ūkio produktyvumo komponentas visame pasaulyje. Tačiau augalų selekcijos sėkmės daugiausia yra empirinės ir gali būti trumpalaikės. Tai yra, dėl pagrindinės informacijos apie atsparumo genų funkciją trūkumo tyrimai dažnai yra atsitiktiniai, o ne specialiai tiksliniai. Be to, bet kokie rezultatai gali būti trumpalaikiai dėl kintančio patogenų ir kitų kenkėjų pobūdžio, kai į sudėtingas agroekologines sistemas įvedama nauja genetinė informacija.
Puikus genetinių pokyčių poveikio pavyzdys yra sterilios žiedadulkių savybės, išvestos į daugumą pagrindinių kukurūzų veislių, siekiant padėti gauti hibridines sėklas. Augalai, turintys Teksaso (T) citoplazmą, perduoda šį vyrišką sterilumo požymį per citoplazmą; jis yra susijęs su tam tikro tipo mitochondrija. Selekcininkams nežinoma, kad šios mitochondrijos taip pat buvo pažeidžiamos patogeninio grybelio gaminamo toksino.HelminthosporiummaydisDėl to 1970 m. vasarą Šiaurės Amerikoje kilo kukurūzų lapų maro epidemija.
Pesticidų cheminių medžiagų paieškos metodai taip pat daugiausia buvo empiriniai. Turint mažai arba visai neturint išankstinės informacijos apie veikimo mechanizmą, cheminės medžiagos yra bandomos siekiant atrinkti tas, kurios naikina tikslinį vabzdį, grybelį ar piktžolę, bet nekenkia augalui ar aplinkai.
Empiriniai metodai davė milžinišką sėkmę kontroliuojant kai kuriuos kenkėjus, ypač piktžoles, grybelines ligas ir vabzdžius, tačiau kova tęsiasi, nes genetiniai šių kenkėjų pokyčiai dažnai gali atkurti jų virulentiškumą atspariai augalų veislei arba padaryti kenkėją atsparų pesticidams. Šiame, regis, begaliniame jautrumo ir atsparumo cikle trūksta aiškaus tiek organizmų, tiek augalų, kuriuos jie puola, supratimo. Gerėjant žinioms apie kenkėjus – jų genetiką, biochemiją ir fiziologiją, jų šeimininkus ir jų sąveiką – bus sukurtos geriau orientuotos ir veiksmingesnės kenkėjų kontrolės priemonės.
Šiame skyriuje pateikiami keli tyrimų metodai, skirti geriau suprasti pagrindinius biologinius mechanizmus, kuriuos galima panaudoti augalų patogenams ir vabzdžiams kontroliuoti. Molekulinė biologija siūlo naujus genų išskyrimo ir veikimo tyrimo metodus. Jautrių ir atsparių augalų šeimininkų bei virulentiškų ir avirulentiškų patogenų egzistavimas gali būti panaudotas siekiant nustatyti ir išskirti genus, kurie kontroliuoja šeimininko ir patogeno sąveiką. Šių genų smulkiosios struktūros tyrimai gali padėti suprasti biochemines sąveikas, vykstančias tarp dviejų organizmų, ir šių genų reguliavimą patogene ir augalo audiniuose. Ateityje turėtų būti įmanoma patobulinti pageidaujamų atsparumo požymių perdavimo pasėliams metodus ir galimybes ir, atvirkščiai, sukurti patogenus, kurie bus virulentiški prieš pasirinktas piktžoles ar nariuotakojų kenkėjus. Geresnis vabzdžių neurobiologijos ir moduliuojančių medžiagų, tokių kaip endokrininiai hormonai, reguliuojantys metamorfozę, diapauzę ir dauginimąsi, chemijos bei veikimo supratimas atvers naujas galimybes kontroliuoti vabzdžių kenkėjus, sutrikdant jų fiziologiją ir elgesį kritiniuose gyvenimo ciklo etapuose.
Įrašo laikas: 2021 m. balandžio 14 d.