أمراض النبات والآفات الحشرية

إن الأضرار التي تلحق بالنباتات بسبب منافسة الأعشاب الضارة والآفات الأخرى بما في ذلك الفيروسات والبكتيريا والفطريات والحشرات تؤدي إلى إضعاف إنتاجيتها بشكل كبير وفي بعض الحالات يمكن أن تدمر المحصول تمامًا. واليوم، يتم الحصول على غلات محاصيل يمكن الاعتماد عليها باستخدام أصناف مقاومة للأمراض، وممارسات المكافحة البيولوجية، ومن خلال استخدام المبيدات الحشرية لمكافحة أمراض النباتات، والحشرات، والأعشاب الضارة، وغيرها من الآفات. وفي عام 1983، تم إنفاق 1.3 مليار دولار على المبيدات الحشرية - باستثناء مبيدات الأعشاب - لحماية المحاصيل والحد من الأضرار الناجمة عن الأمراض النباتية والديدان الخيطية والحشرات. إن خسائر المحاصيل المحتملة في غياب استخدام المبيدات الحشرية تتجاوز هذه القيمة بشكل كبير.

منذ حوالي 100 عام، كانت التربية من أجل مقاومة الأمراض عنصرًا مهمًا في الإنتاجية الزراعية في جميع أنحاء العالم. لكن النجاحات التي حققتها تربية النباتات هي نجاحات تجريبية إلى حد كبير ويمكن أن تكون سريعة الزوال. وهذا يعني أنه بسبب نقص المعلومات الأساسية حول وظيفة جينات المقاومة، غالبًا ما تكون الدراسات عشوائية وليست استكشافات مستهدفة بشكل محدد. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون أي نتائج قصيرة الأجل بسبب الطبيعة المتغيرة لمسببات الأمراض والآفات الأخرى مع إدخال معلومات وراثية جديدة في النظم الإيكولوجية الزراعية المعقدة.

من الأمثلة الممتازة على تأثير التغير الوراثي سمة حبوب اللقاح العقيمة التي يتم تربيتها في معظم أصناف الذرة الرئيسية للمساعدة في إنتاج البذور الهجينة. تنقل النباتات التي تحتوي على سيتوبلازم تكساس (T) هذه السمة الذكورية العقيمة عبر السيتوبلازم؛ يرتبط بنوع معين من الميتوكوندريا. ومن غير المعروف لدى المربين أن هذه الميتوكوندريا تحمل أيضًا قابلية التعرض للسموم التي تنتجها الفطريات المسببة للأمراضالديدان الطفيليةcom.maydis. وكانت النتيجة وباء لفحة أوراق الذرة في أمريكا الشمالية في صيف عام 1970.

كما أن الأساليب المستخدمة في اكتشاف المواد الكيميائية للمبيدات الحشرية كانت تجريبية إلى حد كبير. وفي ظل وجود معلومات قليلة أو معدومة عن طريقة العمل، يتم اختبار المواد الكيميائية لاختيار المواد التي تقتل الحشرة أو الفطريات أو الحشائش المستهدفة ولكنها لا تضر نبات المحصول أو البيئة.

لقد أنتجت الأساليب التجريبية نجاحات هائلة في مكافحة بعض الآفات، وخاصة الحشائش والأمراض الفطرية والحشرات، ولكن النضال مستمر، حيث أن التغيرات الجينية في هذه الآفات يمكن أن تستعيد في كثير من الأحيان فوعتها على مجموعة نباتية مقاومة أو تجعل الآفة مقاومة للمبيدات الحشرية. . ما هو مفقود من هذه الدورة التي لا نهاية لها من القابلية للتأثر والمقاومة هو الفهم الواضح لكل من الكائنات الحية والنباتات التي تهاجمها. ومع تزايد المعرفة بالآفات - علم الوراثة والكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء، ومضيفيها والتفاعلات فيما بينها - سيتم وضع تدابير أفضل توجيهًا وأكثر فعالية لمكافحة الآفات.

يحدد هذا الفصل عدة طرق بحثية لفهم أفضل للآليات البيولوجية الأساسية التي يمكن استغلالها للسيطرة على مسببات الأمراض النباتية والحشرات. تقدم البيولوجيا الجزيئية تقنيات جديدة لعزل ودراسة عمل الجينات. يمكن استغلال وجود نباتات مضيفة حساسة ومقاومة ومسببات أمراض ضارة وغير ضارة لتحديد وعزل الجينات التي تتحكم في التفاعلات بين المضيف ومسببات الأمراض. يمكن أن تؤدي دراسات البنية الدقيقة لهذه الجينات إلى أدلة حول التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث بين الكائنين وتنظيم هذه الجينات في العامل الممرض وفي أنسجة النبات. ينبغي أن يكون من الممكن في المستقبل تحسين الأساليب والفرص لنقل السمات المرغوبة للمقاومة إلى نباتات المحاصيل، وعلى العكس من ذلك، إنشاء مسببات الأمراض التي ستكون ضارة ضد الأعشاب الضارة المختارة أو الآفات المفصلية. إن الفهم المتزايد لبيولوجيا الحشرات العصبية وكيمياء وعمل المواد المعدلة، مثل هرمونات الغدد الصماء التي تنظم التحول، والكمون، والتكاثر، سيفتح سبلا جديدة للسيطرة على الآفات الحشرية عن طريق تعطيل وظائف الأعضاء والسلوك في المراحل الحرجة من دورة الحياة. .