آسیب به گیاهان ناشی از رقابت علف‌های هرز و سایر آفات از جمله ویروس‌ها، باکتری‌ها، قارچ‌ها و حشرات، بهره‌وری آنها را به شدت کاهش می‌دهد و در برخی موارد می‌تواند یک محصول را کاملاً از بین ببرد. امروزه، با استفاده از گونه‌های مقاوم در برابر بیماری، شیوه‌های کنترل بیولوژیکی و با استفاده از آفت‌کش‌ها برای کنترل بیماری‌های گیاهی، حشرات، علف‌های هرز و سایر آفات، می‌توان به بازده قابل اعتمادی از محصولات دست یافت. در سال ۱۹۸۳، ۱.۳ میلیارد دلار برای آفت‌کش‌ها - به استثنای علف‌کش‌ها - هزینه شد تا از آسیب به محصولات کشاورزی در اثر بیماری‌های گیاهی، نماتدها و حشرات جلوگیری شود و آن را محدود کند. تلفات بالقوه محصول در غیاب استفاده از آفت‌کش‌ها بسیار بیشتر از این مقدار است.
حدود ۱۰۰ سال است که اصلاح نژاد برای مقاومت در برابر بیماری‌ها، جزء مهمی از بهره‌وری کشاورزی در سراسر جهان بوده است. اما موفقیت‌های حاصل از اصلاح نژاد گیاهان عمدتاً تجربی بوده و می‌توانند زودگذر باشند. به این معنی که به دلیل کمبود اطلاعات اولیه در مورد عملکرد ژن‌های مقاومت، مطالعات اغلب تصادفی هستند و نه کاوش‌های هدفمند. علاوه بر این، هرگونه نتیجه‌ای می‌تواند به دلیل تغییر ماهیت عوامل بیماری‌زا و سایر آفات با ورود اطلاعات ژنتیکی جدید به سیستم‌های پیچیده کشاورزی-اکولوژیکی، کوتاه‌مدت باشد.
یک نمونه عالی از تأثیر تغییر ژنتیکی، صفت گرده عقیمی است که در اکثر گونه‌های اصلی ذرت برای کمک به تولید بذر هیبرید پرورش داده شده است. گیاهانی که حاوی سیتوپلاسم تگزاس (T) هستند، این صفت عقیمی نر را از طریق سیتوپلاسم منتقل می‌کنند؛ این صفت با نوع خاصی از میتوکندری مرتبط است. این میتوکندری‌ها که برای اصلاح‌کنندگان ناشناخته است، همچنین آسیب‌پذیری در برابر سمی که توسط قارچ بیماری‌زا تولید می‌شود را نیز به همراه داشتند.هلمینتوسپوریوممایدیسنتیجه، اپیدمی سوختگی برگ ذرت در آمریکای شمالی در تابستان ۱۹۷۰ بود.
روش‌های مورد استفاده در کشف مواد شیمیایی آفت‌کش نیز تا حد زیادی تجربی بوده‌اند. با اطلاعات کم یا بدون اطلاعات قبلی در مورد نحوه عملکرد، مواد شیمیایی آزمایش می‌شوند تا آنهایی انتخاب شوند که حشره، قارچ یا علف هرز هدف را از بین می‌برند اما به گیاه زراعی یا محیط زیست آسیب نمی‌رسانند.
رویکردهای تجربی موفقیت‌های چشمگیری در کنترل برخی آفات، به‌ویژه علف‌های هرز، بیماری‌های قارچی و حشرات، به همراه داشته‌اند، اما این مبارزه همچنان ادامه دارد، زیرا تغییرات ژنتیکی در این آفات اغلب می‌تواند قدرت بیماری‌زایی آنها را بر روی یک گونه گیاهی مقاوم بازگرداند یا آفت را در برابر یک آفت‌کش مقاوم کند. آنچه در این چرخه ظاهراً بی‌پایان حساسیت و مقاومت وجود ندارد، درک روشنی از موجودات زنده و گیاهانی است که به آنها حمله می‌کنند. با افزایش دانش در مورد آفات - ژنتیک، بیوشیمی و فیزیولوژی آنها، میزبانان آنها و تعاملات بین آنها - اقدامات کنترل آفات با جهت‌گیری بهتر و مؤثرتر ابداع خواهد شد.
این فصل چندین رویکرد تحقیقاتی را برای درک بهتر مکانیسم‌های بیولوژیکی اساسی که ممکن است برای کنترل عوامل بیماری‌زای گیاهی و حشرات مورد استفاده قرار گیرند، مشخص می‌کند. زیست‌شناسی مولکولی تکنیک‌های جدیدی را برای جداسازی و مطالعه عملکرد ژن‌ها ارائه می‌دهد. وجود گیاهان میزبان حساس و مقاوم و عوامل بیماری‌زای بیماری‌زا و غیر بیماری‌زا می‌تواند برای شناسایی و جداسازی ژن‌هایی که تعاملات بین میزبان و عامل بیماری‌زا را کنترل می‌کنند، مورد استفاده قرار گیرد. مطالعات ساختار دقیق این ژن‌ها می‌تواند به سرنخ‌هایی در مورد تعاملات بیوشیمیایی که بین دو موجود زنده رخ می‌دهد و تنظیم این ژن‌ها در عامل بیماری‌زا و در بافت‌های گیاه منجر شود. در آینده می‌توان روش‌ها و فرصت‌هایی را برای انتقال صفات مطلوب برای مقاومت به گیاهان زراعی بهبود بخشید و برعکس، عوامل بیماری‌زایی ایجاد کرد که در برابر علف‌های هرز یا آفات بندپایان منتخب، بیماری‌زا باشند. درک بیشتر از نوروبیولوژی حشرات و شیمی و عملکرد مواد تعدیل‌کننده، مانند هورمون‌های غدد درون‌ریز که دگردیسی، دیاپوز و تولید مثل را تنظیم می‌کنند، با مختل کردن فیزیولوژی و رفتار آفات حشرات در مراحل بحرانی چرخه زندگی، راه‌های جدیدی را برای کنترل آنها باز خواهد کرد.
زمان ارسال: ۱۴ آوریل ۲۰۲۱