Umbrohtude ja muude kahjurite, sealhulgas viiruste, bakterite, seente ja putukate konkurentsist tingitud kahju taimedele vähendab oluliselt nende tootlikkust ja mõnel juhul võib saagi täielikult hävitada. Tänapäeval saadakse usaldusväärne saagikus haiguskindlate sortide, bioloogilise tõrje tavade ja pestitsiidide kasutamise abil taimehaiguste, putukate, umbrohtude ja muude kahjurite tõrjeks. 1983. aastal kulutati pestitsiididele (välja arvatud herbitsiidid) 1,3 miljardit dollarit, et kaitsta põllukultuure ja piirata nende kahjustusi taimehaiguste, nematoodide ja putukate poolt. Pestitsiidide kasutamiseta ületavad potentsiaalsed saagikaod seda väärtust oluliselt.
Umbes 100 aasta jooksul on haiguskindluse suurendamine olnud kogu maailmas põllumajandusliku tootlikkuse oluline komponent. Kuid taimekasvatuse edusammud on suures osas empiirilised ja võivad olla lühiajalised. See tähendab, et kuna resistentsusgeenide funktsiooni kohta puudub põhiteave, on uuringud sageli juhuslikud, mitte sihipärased. Lisaks võivad tulemused olla lühiajalised patogeenide ja muude kahjurite muutuva olemuse tõttu, kuna keerukatesse agroökoloogilistesse süsteemidesse lisatakse uut geneetilist teavet.
Suurepärane näide geneetilise muutuse mõjust on steriilne õietolmu tunnus, mis aretatakse enamikesse peamistesse maisisortidesse hübriidseemnete tootmise hõlbustamiseks. Texase (T) tsütoplasmat sisaldavad taimed kannavad selle isassteriilse tunnuse tsütoplasma kaudu edasi; see on seotud teatud tüüpi mitokondriga. Aretajatele teadmata olid need mitokondrid haavatavad ka patogeense seene toodetud toksiini suhtes.HelminthosporiummaydisSelle tulemuseks oli maisilehtede lehemädaniku epideemia Põhja-Ameerikas 1970. aasta suvel.
Pestitsiidikemikaalide avastamisel kasutatud meetodid on samuti suures osas empiirilised olnud. Kuna toimemehhanismi kohta on vähe või üldse mitte mingit eelnevat teavet, testitakse kemikaale, et valida välja need, mis tapavad sihtputukat, -seent või -umbrohtu, kuid ei kahjusta põllukultuuri ega keskkonda.
Empiirilised lähenemisviisid on toonud kaasa tohutu edu mõnede kahjurite, eriti umbrohtude, seenhaiguste ja putukate tõrjes, kuid võitlus on pidev, kuna nende kahjurite geneetilised muutused võivad sageli taastada nende virulentsuse resistentse taimesordi suhtes või muuta kahjuri pestitsiidi suhtes resistentseks. Sellest näiliselt lõputust vastuvõtlikkuse ja resistentsuse tsüklist puudub selge arusaam nii organismidest kui ka taimedest, mida nad ründavad. Kahjurite – nende geneetika, biokeemia ja füsioloogia, peremeesorganismide ja nendevaheliste interaktsioonide – tundmise kasvades töötatakse välja paremini suunatud ja tõhusamaid kahjuritõrjemeetmeid.
See peatükk tutvustab mitmeid uurimisviise, et paremini mõista taimepatogeenide ja putukate tõrjeks kasutatavaid põhilisi bioloogilisi mehhanisme. Molekulaarbioloogia pakub uusi meetodeid geenide toime isoleerimiseks ja uurimiseks. Vastuvõtlike ja resistentsete peremeestaimede ning virulentsete ja avirulentsete patogeenide olemasolu saab ära kasutada geenide tuvastamiseks ja isoleerimiseks, mis kontrollivad peremeesorganismi ja patogeeni vahelisi interaktsioone. Nende geenide peenstruktuuri uurimine võib anda vihjeid kahe organismi vahel toimuvate biokeemiliste interaktsioonide ja nende geenide regulatsiooni kohta patogeenis ja taime kudedes. Tulevikus peaks olema võimalik parandada meetodeid ja võimalusi soovitavate resistentsuse tunnuste ülekandmiseks põllukultuuridesse ning vastupidi luua patogeene, mis on virulentsed valitud umbrohtude või lülijalgsete kahjurite vastu. Putukate neurobioloogia ja moduleerivate ainete, näiteks metamorfoosi, diapausi ja paljunemist reguleerivate endokriinsete hormoonide keemia ja toime parem mõistmine avab uusi võimalusi putukakahjurite tõrjeks, häirides nende füsioloogiat ja käitumist elutsükli kriitilistes etappides.
Postituse aeg: 14. aprill 2021