Thiệt hại đối với cây trồng do sự cạnh tranh của cỏ dại và các loài gây hại khác bao gồm virus, vi khuẩn, nấm và côn trùng làm giảm đáng kể năng suất của chúng và trong một số trường hợp có thể phá hủy hoàn toàn cây trồng.Ngày nay, năng suất cây trồng đáng tin cậy có thể đạt được bằng cách sử dụng các giống kháng bệnh, thực hành kiểm soát sinh học và áp dụng thuốc trừ sâu để kiểm soát bệnh cây, côn trùng, cỏ dại và các loài gây hại khác.Năm 1983, 1,3 tỷ USD đã được chi cho thuốc trừ sâu—không bao gồm thuốc diệt cỏ—để bảo vệ và hạn chế thiệt hại cho cây trồng do bệnh thực vật, tuyến trùng và côn trùng.Khả năng mất mùa nếu không sử dụng thuốc trừ sâu vượt quá giá trị đó rất nhiều.
Trong khoảng 100 năm, việc nhân giống kháng bệnh là một phần quan trọng trong năng suất nông nghiệp trên toàn thế giới.Nhưng những thành công đạt được nhờ nhân giống cây trồng phần lớn chỉ mang tính thực nghiệm và có thể chỉ là tạm thời.Đó là, do thiếu thông tin cơ bản về chức năng của gen kháng thuốc, các nghiên cứu thường mang tính ngẫu nhiên hơn là các cuộc thăm dò có mục tiêu cụ thể.Ngoài ra, bất kỳ kết quả nào cũng có thể tồn tại trong thời gian ngắn do tính chất thay đổi của mầm bệnh và các loài gây hại khác khi thông tin di truyền mới được đưa vào các hệ thống sinh thái nông nghiệp phức tạp.
Một ví dụ điển hình về tác động của biến đổi gen là đặc điểm phấn hoa bất thụ được lai tạo vào hầu hết các giống ngô chính để hỗ trợ sản xuất hạt lai.Thực vật có chứa tế bào chất Texas (T) chuyển đặc điểm bất dục đực này qua tế bào chất;nó được liên kết với một loại ty thể cụ thể.Các nhà nhân giống không biết rằng, những ty thể này cũng dễ bị tổn thương trước chất độc do nấm gây bệnh tạo ra.Helminthosporiummaydis.Kết quả là dịch bệnh cháy lá ngô xảy ra ở Bắc Mỹ vào mùa hè năm 1970.
Các phương pháp được sử dụng để phát hiện ra các hóa chất thuốc trừ sâu cũng chủ yếu mang tính thực nghiệm.Với rất ít hoặc không có thông tin trước về phương thức hoạt động, các hóa chất được thử nghiệm để chọn ra những loại có thể tiêu diệt côn trùng, nấm hoặc cỏ dại mục tiêu nhưng không gây hại cho cây trồng hoặc môi trường.
Các phương pháp tiếp cận theo kinh nghiệm đã tạo ra những thành công to lớn trong việc kiểm soát một số loài gây hại, đặc biệt là cỏ dại, bệnh nấm và côn trùng, nhưng cuộc đấu tranh vẫn còn tiếp diễn, vì những thay đổi di truyền ở những loài gây hại này thường có thể khôi phục độc lực của chúng đối với giống cây trồng kháng thuốc hoặc khiến sâu bệnh kháng thuốc trừ sâu. .Điều còn thiếu trong chu kỳ mẫn cảm và đề kháng dường như vô tận này là sự hiểu biết rõ ràng về cả sinh vật và thực vật mà chúng tấn công.Khi kiến thức về sâu bệnh—di truyền, sinh hóa và sinh lý học, vật chủ của chúng và sự tương tác giữa chúng—tăng lên, các biện pháp kiểm soát dịch hại có định hướng tốt hơn và hiệu quả hơn sẽ được đưa ra.
Chương này xác định một số phương pháp nghiên cứu nhằm hiểu rõ hơn về các cơ chế sinh học cơ bản có thể được khai thác để kiểm soát mầm bệnh và côn trùng thực vật.Sinh học phân tử cung cấp các kỹ thuật mới để phân lập và nghiên cứu hoạt động của gen.Sự tồn tại của các cây ký chủ nhạy cảm và kháng thuốc cũng như các mầm bệnh có độc lực và không có độc lực có thể được khai thác để xác định và phân lập các gen kiểm soát sự tương tác giữa cây chủ và mầm bệnh.Các nghiên cứu về cấu trúc tinh tế của các gen này có thể dẫn đến manh mối về các tương tác sinh hóa xảy ra giữa hai sinh vật và sự điều hòa của các gen này trong mầm bệnh và trong các mô của thực vật.Trong tương lai, có thể cải tiến các phương pháp và cơ hội để chuyển các đặc tính kháng mong muốn vào cây trồng và ngược lại, tạo ra các mầm bệnh có độc lực đối với các loại cỏ dại hoặc sâu bệnh động vật chân đốt chọn lọc.Sự hiểu biết ngày càng tăng về sinh học thần kinh của côn trùng cũng như tính chất hóa học và hoạt động của các chất điều chỉnh, chẳng hạn như các hormone nội tiết điều chỉnh sự biến thái, tạm dừng và sinh sản, sẽ mở ra những con đường mới để kiểm soát côn trùng gây hại bằng cách phá vỡ sinh lý và hành vi của chúng ở các giai đoạn quan trọng trong vòng đời. .
Thời gian đăng: 14-04-2021