Skader på planter forårsaget af konkurrence fra ukrudt og andre skadedyr, herunder vira, bakterier, svampe og insekter, forringer deres produktivitet i høj grad og kan i nogle tilfælde fuldstændig ødelægge en afgrøde. I dag opnås pålidelige afgrødeudbytter ved at bruge sygdomsresistente sorter, biologiske bekæmpelsesmetoder og ved at anvende pesticider til at bekæmpe plantesygdomme, insekter, ukrudt og andre skadedyr. I 1983 blev der brugt 1,3 milliarder dollars på pesticider - eksklusive herbicider - for at beskytte og begrænse skader på afgrøder fra plantesygdomme, nematoder og insekter. De potentielle afgrødetab i fravær af pesticidbrug overstiger langt denne værdi.
I omkring 100 år har avl for sygdomsresistens været en vigtig del af landbrugsproduktiviteten på verdensplan. Men de succeser, der opnås med planteavl, er i høj grad empiriske og kan være flygtige. Det vil sige, at på grund af manglende grundlæggende information om funktionen af resistensgener er undersøgelser ofte tilfældige snarere end specifikt målrettede undersøgelser. Derudover kan eventuelle resultater være kortvarige på grund af den skiftende natur af patogener og andre skadedyr, efterhånden som ny genetisk information introduceres i komplekse agroøkologiske systemer.
Et glimrende eksempel på effekten af genetisk forandring er den sterile pollenegenskab, der avles ind i de fleste større majssorter for at hjælpe med produktionen af hybridfrø. Planter, der indeholder Texas (T) cytoplasma, overfører denne sterile hanlige egenskab via cytoplasmaet; den er forbundet med en bestemt type mitokondrie. Ukendt for avlere var disse mitokondrier også sårbare over for et toksin produceret af den patogene svamp.HelminthosporiamaydisResultatet var majsbladskimmelepidemien i Nordamerika i sommeren 1970.
De metoder, der er anvendt til at opdage pesticidkemikalier, har også i vid udstrækning været empiriske. Med ringe eller ingen forudgående information om virkningsmekanismen testes kemikalier for at udvælge dem, der dræber det pågældende insekt, svamp eller ukrudt, men som ikke skader afgrøden eller miljøet.
Empiriske tilgange har givet enorme succeser med at bekæmpe nogle skadedyr, især ukrudt, svampesygdomme og insekter, men kampen er vedvarende, da genetiske ændringer i disse skadedyr ofte kan genoprette deres virulens i forhold til en resistent plantesort eller gøre skadedyret resistent over for et pesticid. Det, der mangler i denne tilsyneladende endeløse cyklus af modtagelighed og resistens, er en klar forståelse af både de organismer og de planter, de angriber. Efterhånden som viden om skadedyr - deres genetik, biokemi og fysiologi, deres værter og interaktionerne mellem dem - øges, vil der blive udtænkt bedre målrettede og mere effektive skadedyrsbekæmpelsesforanstaltninger.
Dette kapitel identificerer adskillige forskningsmetoder til en bedre forståelse af de grundlæggende biologiske mekanismer, der kan udnyttes til at bekæmpe plantepatogener og insekter. Molekylærbiologi tilbyder nye teknikker til at isolere og studere geners virkning. Eksistensen af modtagelige og resistente værtsplanter samt virulente og avirulente patogener kan udnyttes til at identificere og isolere de gener, der kontrollerer interaktionerne mellem vært og patogen. Studier af disse geners fine struktur kan føre til spor om de biokemiske interaktioner, der forekommer mellem de to organismer, og til reguleringen af disse gener i patogenet og i plantens væv. Det burde være muligt i fremtiden at forbedre metoderne og mulighederne for overførsel af ønskelige egenskaber for resistens til afgrøder og omvendt at skabe patogener, der vil være virulente mod udvalgte ukrudtsarter eller leddyrsskadedyr. En øget forståelse af insektneurobiologi og kemien og virkningen af modulerende stoffer, såsom de endokrine hormoner, der regulerer metamorfose, diapause og reproduktion, vil åbne nye veje til at bekæmpe insektskadedyr ved at forstyrre deres fysiologi og adfærd på kritiske stadier i livscyklussen.
Opslagstidspunkt: 14. april 2021