მცენარეთა დაავადებები და მწერების მავნებლები

სარეველებისა და სხვა მავნებლების, მათ შორის ვირუსების, ბაქტერიების, სოკოების და მწერების, კონკურენციით გამოწვეული მცენარეებისთვის ზიანი მნიშვნელოვნად ამცირებს მათ პროდუქტიულობას და ზოგიერთ შემთხვევაში შეიძლება მთლიანად გაანადგუროს მოსავალი. დღესდღეობით, საიმედო მოსავლიანობა მიიღება დაავადებებისადმი მდგრადი ჯიშების, ბიოლოგიური კონტროლის პრაქტიკის გამოყენებით და მცენარეთა დაავადებების, მწერების, სარეველების და სხვა მავნებლების კონტროლის მიზნით პესტიციდების გამოყენებით. 1983 წელს, 1.3 მილიარდი დოლარი დაიხარჯა პესტიციდებზე - ჰერბიციდების გამოკლებით - მცენარეთა დაავადებების, ნემატოდებისა და მწერებისგან კულტურების დასაცავად და შესამცირებლად. პესტიციდების გამოყენების არარსებობის შემთხვევაში მოსავლის პოტენციური დანაკარგები მნიშვნელოვნად აღემატება ამ მნიშვნელობას.

დაახლოებით 100 წლის განმავლობაში, დაავადებებისადმი რეზისტენტობის მიზნით სელექციონირება მსოფლიო მასშტაბით სოფლის მეურნეობის პროდუქტიულობის მნიშვნელოვან კომპონენტს წარმოადგენდა. თუმცა, მცენარეთა სელექციით მიღწეული წარმატებები ძირითადად ემპირიულია და შეიძლება ეფემერული იყოს. ანუ, რეზისტენტობის გენების ფუნქციის შესახებ ძირითადი ინფორმაციის ნაკლებობის გამო, კვლევები ხშირად შემთხვევითია და არა კონკრეტულად მიზანმიმართული კვლევები. გარდა ამისა, ნებისმიერი შედეგი შეიძლება ხანმოკლე იყოს პათოგენებისა და სხვა მავნებლების ცვალებადი ბუნების გამო, რადგან ახალი გენეტიკური ინფორმაცია შედის რთულ აგროეკოლოგიურ სისტემებში.

გენეტიკური ცვლილების ეფექტის შესანიშნავი მაგალითია სტერილური მტვრის თვისება, რომელიც სიმინდის უმეტეს ძირითად ჯიშებშია შერწყმული ჰიბრიდული თესლის წარმოების ხელშესაწყობად. ტეხასური (T) ციტოპლაზმის შემცველი მცენარეები ამ მამრობითი სტერილურ თვისებას ციტოპლაზმის მეშვეობით გადასცემენ; ის მიტოქონდრიის კონკრეტულ ტიპთან არის დაკავშირებული. სელექციონერებისთვის უცნობია, რომ ეს მიტოქონდრიები ასევე დაუცველები იყვნენ პათოგენური სოკოს მიერ გამომუშავებული ტოქსინის მიმართ.ჰელმინთოსპორიუმიმეიდისიშედეგად, 1970 წლის ზაფხულში ჩრდილოეთ ამერიკაში სიმინდის ფოთლების სიდამპლის ეპიდემია გავრცელდა.

პესტიციდების ქიმიკატების აღმოჩენისას გამოყენებული მეთოდებიც ძირითადად ემპირიულ ხასიათს ატარებდა. მოქმედების რეჟიმის შესახებ წინასწარი ინფორმაციის არარსებობის ან მცირე რაოდენობის არსებობის გამო, ქიმიკატები იტესტება იმ ქიმიკატების შესარჩევად, რომლებიც კლავენ სამიზნე მწერს, სოკოს ან სარეველას, მაგრამ არ აზიანებენ მოსავალს ან გარემოს.

ემპირიულმა მიდგომებმა უზარმაზარი წარმატებები მოიტანა ზოგიერთი მავნებლის, განსაკუთრებით სარეველების, სოკოვანი დაავადებებისა და მწერების კონტროლში, თუმცა ბრძოლა გრძელდება, რადგან ამ მავნებლების გენეტიკურ ცვლილებებს ხშირად შეუძლიათ აღადგინონ მათი ვირულენტობა მდგრადი მცენარის ჯიშთან შედარებით ან მავნებელი პესტიციდების მიმართ მდგრადი გახადონ. მგრძნობელობისა და რეზისტენტობის ამ, ერთი შეხედვით, დაუსრულებელ ციკლს აკლია როგორც ორგანიზმების, ასევე მათ მიერ თავს დასხმული მცენარეების მკაფიო გაგება. მავნებლების შესახებ ცოდნის - მათი გენეტიკის, ბიოქიმიისა და ფიზიოლოგიის, მათი მასპინძლებისა და მათ შორის ურთიერთქმედების - ზრდასთან ერთად, შემუშავდება უკეთ მიმართული და უფრო ეფექტური მავნებლების კონტროლის ზომები.

ეს თავი განსაზღვრავს რამდენიმე კვლევით მიდგომას იმ ფუნდამენტური ბიოლოგიური მექანიზმების უკეთ გასაგებად, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მცენარეთა პათოგენებისა და მწერების კონტროლისთვის. მოლეკულური ბიოლოგია გვთავაზობს გენების მოქმედების იზოლირებისა და შესწავლის ახალ ტექნიკას. მგრძნობიარე და რეზისტენტული მასპინძელი მცენარეების, ასევე ვირულენტული და არავირუსული პათოგენების არსებობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმ გენების იდენტიფიცირებისა და იზოლირებისთვის, რომლებიც აკონტროლებენ მასპინძელსა და პათოგენს შორის ურთიერთქმედებას. ამ გენების დახვეწილი სტრუქტურის შესწავლამ შეიძლება გამოიწვიოს მინიშნებები ორ ორგანიზმს შორის მიმდინარე ბიოქიმიური ურთიერთქმედებების და ამ გენების პათოგენსა და მცენარის ქსოვილებში რეგულირების შესახებ. მომავალში შესაძლებელი უნდა იყოს რეზისტენტობისთვის სასურველი თვისებების მოსავლის მცენარეებში გადაცემის მეთოდებისა და შესაძლებლობების გაუმჯობესება და, პირიქით, ისეთი პათოგენების შექმნა, რომლებიც ვირულენტები იქნებიან შერჩეული სარეველების ან ფეხსახსრიანების მავნებლების მიმართ. მწერების ნეირობიოლოგიისა და მოდულაციური ნივთიერებების ქიმიისა და მოქმედების, როგორიცაა ენდოკრინული ჰორმონები, რომლებიც არეგულირებენ მეტამორფოზას, დიაპაუზას და რეპროდუქციას, უკეთ გააზრება გახსნის ახალ გზებს მწერი მავნებლების კონტროლისთვის მათი ფიზიოლოგიისა და ქცევის დარღვევით სასიცოცხლო ციკლის კრიტიკულ ეტაპებზე.