Nezāļu un citu kaitēkļu, tostarp vīrusu, baktēriju, sēnīšu un kukaiņu, konkurences radītie bojājumi augiem ievērojami pasliktina to produktivitāti un dažos gadījumos var pilnībā iznīcināt kultūraugu. Mūsdienās stabilu kultūraugu ražu iegūst, izmantojot pret slimībām izturīgas šķirnes, bioloģiskās kontroles prakses un lietojot pesticīdus augu slimību, kukaiņu, nezāļu un citu kaitēkļu kontrolei. 1983. gadā pesticīdiem (izņemot herbicīdus) tika iztērēti 1,3 miljardi ASV dolāru, lai aizsargātu kultūraugus un ierobežotu to bojājumus no augu slimībām, nematodēm un kukaiņiem. Potenciālie ražas zaudējumi, ja nelietotu pesticīdus, ievērojami pārsniedz šo vērtību.
Aptuveni 100 gadus slimību rezistences selekcija ir bijusi svarīga lauksaimniecības produktivitātes sastāvdaļa visā pasaulē. Tomēr augu selekcijas panākumi lielākoties ir empīriski un var būt īslaicīgi. Tas nozīmē, ka pamatinformācijas trūkuma dēļ par rezistences gēnu funkciju pētījumi bieži vien ir nejauši, nevis īpaši mērķtiecīgi. Turklāt jebkuri rezultāti var būt īslaicīgi patogēnu un citu kaitēkļu mainīgās dabas dēļ, ieviešot jaunu ģenētisko informāciju sarežģītās agroekoloģiskajās sistēmās.
Lielisks ģenētisko izmaiņu ietekmes piemērs ir sterilu putekšņu īpašība, kas iestrādāta lielākajā daļā galveno kukurūzas šķirņu, lai veicinātu hibrīdu sēklu ražošanu. Augi, kas satur Teksasas (T) citoplazmu, pārnes šo vīrišķo sterilo iezīmi caur citoplazmu; tā ir saistīta ar noteikta veida mitohondrijiem. Selekcionāriem nezināms, ka šie mitohondriji bija arī ievainojami pret patogēnās sēnītes ražoto toksīnu.HelminthosporiummaidisRezultāts bija kukurūzas lapu plankuma epidēmija Ziemeļamerikā 1970. gada vasarā.
Arī pesticīdu ķīmisko vielu atklāšanā izmantotās metodes lielākoties ir bijušas empīriskas. Ar nelielu vai nekādu iepriekšēju informāciju par darbības mehānismu ķīmiskās vielas tiek testētas, lai atlasītu tās, kas iznīcina mērķa kukaiņus, sēnītes vai nezāles, bet nekaitē kultūraugam vai videi.
Empīriskas pieejas ir devušas milzīgus panākumus dažu kaitēkļu, īpaši nezāļu, sēnīšu slimību un kukaiņu, kontrolēšanā, taču cīņa turpinās, jo ģenētiskās izmaiņas šajos kaitēkļos bieži vien var atjaunot to virulenci pret rezistentu augu šķirni vai padarīt kaitēkli rezistentu pret pesticīdiem. Šajā šķietami bezgalīgajā uzņēmības un rezistences ciklā trūkst skaidras izpratnes gan par organismiem, gan augiem, kurus tie uzbrūk. Pieaugot zināšanām par kaitēkļiem — to ģenētiku, bioķīmiju un fizioloģiju, to saimniekiem un mijiedarbību starp tiem —, tiks izstrādāti labāk mērķtiecīgi un efektīvāki kaitēkļu apkarošanas pasākumi.
Šajā nodaļā ir identificētas vairākas pētniecības pieejas, lai labāk izprastu fundamentālos bioloģiskos mehānismus, kurus varētu izmantot augu patogēnu un kukaiņu kontrolei. Molekulārā bioloģija piedāvā jaunas metodes gēnu izolēšanai un darbības izpētei. Jutīgu un rezistentu saimniekaugu, kā arī virulentu un avirulentu patogēnu esamību var izmantot, lai identificētu un izolētu gēnus, kas kontrolē mijiedarbību starp saimnieku un patogēnu. Šo gēnu smalkās struktūras pētījumi var sniegt norādes par bioķīmisko mijiedarbību, kas notiek starp abiem organismiem, un par šo gēnu regulēšanu patogēnā un auga audos. Nākotnē vajadzētu būt iespējai uzlabot metodes un iespējas vēlamo rezistences pazīmju pārnešanai uz kultūraugiem un, otrādi, radīt patogēnus, kas būs virulenti pret atsevišķām nezālēm vai posmkāju kaitēkļiem. Padziļināta izpratne par kukaiņu neirobioloģiju un modulējošo vielu, piemēram, endokrīno hormonu, kas regulē metamorfozi, diapauzi un reprodukciju, ķīmiju un darbību pavērs jaunas iespējas kukaiņu kaitēkļu kontrolei, izjaucot to fizioloģiju un uzvedību kritiskos dzīves cikla posmos.
Publicēšanas laiks: 2021. gada 14. aprīlis