Škody na rastlinách spôsobené konkurenciou buriny a iných škodcov vrátane vírusov, baktérií, húb a hmyzu výrazne znižujú ich produktivitu a v niektorých prípadoch môžu úplne zničiť úrodu. Dnes sa spoľahlivé výnosy plodín dosahujú používaním odrôd odolných voči chorobám, postupmi biologickej kontroly a používaním pesticídov na kontrolu chorôb rastlín, hmyzu, buriny a iných škodcov. V roku 1983 sa na pesticídy – okrem herbicídov – vynaložilo 1,3 miliardy dolárov na ochranu a obmedzenie škôd na plodinách spôsobených chorobami rastlín, háďatkami a hmyzom. Potenciálne straty úrody bez používania pesticídov túto hodnotu výrazne prevyšujú.
Šľachtenie na odolnosť voči chorobám je už približne 100 rokov dôležitou súčasťou poľnohospodárskej produktivity na celom svete. Úspechy dosiahnuté šľachtením rastlín sú však do značnej miery empirické a môžu byť prchavé. To znamená, že kvôli nedostatku základných informácií o funkcii génov pre odolnosť sú štúdie často skôr náhodné ako cielené skúmania. Okrem toho môžu byť akékoľvek výsledky krátkodobé kvôli meniacej sa povahe patogénov a iných škodcov, keďže sa do zložitých agroekologických systémov zavádzajú nové genetické informácie.
Vynikajúcim príkladom vplyvu genetickej zmeny je vlastnosť sterilného peľu, ktorá bola vyšľachtená do väčšiny hlavných odrôd kukurice na podporu produkcie hybridných semien. Rastliny obsahujúce texaskú (T) cytoplazmu prenášajú túto vlastnosť samčej sterility cez cytoplazmu; je spojená s určitým typom mitochondrií. Šľachtitelia nepoznali, že tieto mitochondrie boli tiež náchylné na toxín produkovaný patogénnou hubou.HelmintospóriummaydisVýsledkom bola epidémia plesne kukuričných listov v Severnej Amerike v lete 1970.
Metódy používané pri objavovaní pesticídnych chemikálií boli tiež do značnej miery empirické. S malými alebo žiadnymi predchádzajúcimi informáciami o mechanizme účinku sa chemikálie testujú, aby sa vybrali tie, ktoré zabíjajú cieľový hmyz, huby alebo buriny, ale nepoškodzujú kultúrnu rastlinu ani životné prostredie.
Empirické prístupy priniesli obrovské úspechy v kontrole niektorých škodcov, najmä buriny, hubových chorôb a hmyzu, ale boj s nimi pokračuje, pretože genetické zmeny v týchto škodcoch môžu často obnoviť ich virulenciu oproti rezistentnej odrode rastlín alebo spôsobiť, že škodca bude odolný voči pesticídom. V tomto zdanlivo nekonečnom cykle náchylnosti a rezistencie chýba jasné pochopenie organizmov aj rastlín, ktoré napádajú. S rastúcimi poznatkami o škodcoch – ich genetike, biochémii a fyziológii, ich hostiteľoch a interakciách medzi nimi – sa budú navrhovať lepšie cielené a účinnejšie opatrenia na kontrolu škodcov.
Táto kapitola identifikuje niekoľko výskumných prístupov k lepšiemu pochopeniu základných biologických mechanizmov, ktoré by sa mohli využiť na kontrolu rastlinných patogénov a hmyzu. Molekulárna biológia ponúka nové techniky na izoláciu a štúdium účinku génov. Existencia citlivých a rezistentných hostiteľských rastlín a virulentných a avirulentných patogénov sa dá využiť na identifikáciu a izoláciu génov, ktoré riadia interakcie medzi hostiteľom a patogénom. Štúdie jemnej štruktúry týchto génov môžu viesť k informáciám o biochemických interakciách, ktoré prebiehajú medzi týmito dvoma organizmami, a k regulácii týchto génov v patogéne a v tkanivách rastliny. V budúcnosti by malo byť možné zlepšiť metódy a možnosti prenosu žiaducich vlastností rezistencie do kultúrnych rastlín a naopak vytvoriť patogény, ktoré budú virulentné voči vybraným burinám alebo článkonožcom. Lepšie pochopenie neurobiológie hmyzu a chémie a účinku modulačných látok, ako sú endokrinné hormóny, ktoré regulujú metamorfózu, diapauzu a reprodukciu, otvorí nové cesty ku kontrole hmyzích škodcov narušením ich fyziológie a správania v kritických štádiách životného cyklu.
Čas uverejnenia: 14. apríla 2021