Шкода, якую расліны наносяць пустазелле і іншыя шкоднікі, у тым ліку вірусы, бактэрыі, грыбы і насякомыя, значна зніжае іх прадукцыйнасць, а ў некаторых выпадках можа цалкам знішчыць ураджай. Сёння надзейныя ўраджаі атрымліваюцца дзякуючы выкарыстанню ўстойлівых да хвароб гатункаў, метадам біялагічнай барацьбы і ўжыванню пестыцыдаў для барацьбы з хваробамі раслін, насякомымі, пустазеллем і іншымі шкоднікамі. У 1983 годзе на пестыцыды, за выключэннем гербіцыдаў, было выдаткавана 1,3 мільярда долараў, каб абараніць і абмежаваць шкоду, якую сельскагаспадарчыя культуры наносяць хваробы раслін, нематоды і насякомыя. Патэнцыйныя страты ўраджаю пры адсутнасці выкарыстання пестыцыдаў значна перавышаюць гэтую велічыню.
На працягу каля 100 гадоў селекцыя на ўстойлівасць да хвароб была важным кампанентам сельскагаспадарчай прадукцыйнасці ва ўсім свеце. Але поспехі, дасягнутыя селекцыяй раслін, у значнай ступені эмпірычныя і могуць быць эфемернымі. Гэта значыць, што з-за адсутнасці базавай інфармацыі аб функцыі генаў устойлівасці даследаванні часта з'яўляюцца выпадковымі, а не мэтанакіраванымі. Акрамя таго, любыя вынікі могуць быць кароткачасовымі з-за зменлівай прыроды патагенаў і іншых шкоднікаў па меры ўвядзення новай генетычнай інфармацыі ў складаныя аграэкалагічныя сістэмы.
Выдатным прыкладам уплыву генетычных змен з'яўляецца прыкмета стэрыльнасці пылка, якая была ўведзена ў большасць асноўных гатункаў кукурузы для садзейнічання атрыманню гібрыднага насення. Расліны, якія змяшчаюць цытаплазму Тэхаса (Т), перадаюць гэтую мужчынскую стэрыльную прыкмету праз цытаплазму; яна звязана з пэўным тыпам мітахондрыён. Селекцыянерам было невядома, што гэтыя мітахондрыі таксама былі ўразлівыя да таксіну, які выпрацоўваецца патагенным грыбком.ГельмінтаспорыуммайдзісВынікам стала эпідэмія фітафтарозу кукурузы ў Паўночнай Амерыцы летам 1970 года.
Метады, якія выкарыстоўваліся пры адкрыцці пестыцыдаў, таксама былі ў значнай ступені эмпірычнымі. Маючы мала або зусім не маючы папярэдняй інфармацыі аб механізме дзеяння, хімічныя рэчывы тэстуюцца, каб выбраць тыя, якія знішчаюць мэтавага насякомага, грыбок або пустазелле, але не шкодзяць сельскагаспадарчым раслінам або навакольнаму асяроддзю.
Эмпірычныя падыходы прывялі да велізарных поспехаў у барацьбе з некаторымі шкоднікамі, асабліва з пустазеллем, грыбковымі захворваннямі і насякомымі, але барацьба працягваецца, бо генетычныя змены ў гэтых шкодніках часта могуць аднавіць іх вірулентнасць у параўнанні з устойлівым гатункам раслін або зрабіць шкодніка ўстойлівым да пестыцыдаў. У гэтым, здавалася б, бясконцым цыкле ўспрымальнасці і ўстойлівасці не хапае выразнага разумення як арганізмаў, так і раслін, на якія яны нападаюць. Па меры пашырэння ведаў пра шкоднікаў — іх генетыку, біяхімію і фізіялогію, іх гаспадароў і ўзаемадзеянне паміж імі — будуць распрацаваны больш накіраваныя і эфектыўныя меры барацьбы са шкоднікамі.
У гэтым раздзеле вызначаны некалькі падыходаў да даследавання, якія дазваляюць лепш зразумець фундаментальныя біялагічныя механізмы, якія можна выкарыстоўваць для барацьбы з расліннымі патагенамі і насякомымі. Малекулярная біялогія прапануе новыя метады вылучэння і вывучэння дзеяння генаў. Існаванне адчувальных і ўстойлівых раслін-гаспадароў, а таксама вірулентных і авірулентных патагенаў можна выкарыстоўваць для ідэнтыфікацыі і вылучэння генаў, якія кантралююць узаемадзеянне паміж гаспадаром і патагенам. Даследаванні тонкай структуры гэтых генаў могуць даць падказкі аб біяхімічных узаемадзеяннях, якія адбываюцца паміж двума арганізмамі, і аб рэгуляцыі гэтых генаў у патагене і ў тканінах расліны. У будучыні павінна з'явіцца магчымасць палепшыць метады і магчымасці перадачы пажаданых рыс устойлівасці ў сельскагаспадарчыя расліны і, наадварот, стварыць патагены, якія будуць вірулентнымі супраць асобных пустазелля або членістаногіх шкоднікаў. Паляпшэнне разумення нейрабіялогіі насякомых, а таксама хіміі і дзеяння мадулюючых рэчываў, такіх як эндакрынныя гармоны, якія рэгулююць метамарфоз, дыяпаўзу і размнажэнне, адкрые новыя шляхі для барацьбы з насякомымі-шкоднікамі, парушаючы іх фізіялогію і паводзіны на крытычных этапах жыццёвага цыклу.
Час публікацыі: 14 красавіка 2021 г.