Il danno alle piante causato dalla concorrenza delle erbe infestanti e di altri parassiti tra cui virus, batteri, funghi e insetti compromette notevolmente la loro produttività e in alcuni casi può distruggere completamente un raccolto.Oggi, raccolti affidabili si ottengono utilizzando varietà resistenti alle malattie, pratiche di controllo biologico e utilizzando pesticidi per controllare malattie delle piante, insetti, erbe infestanti e altri parassiti.Nel 1983 furono spesi 1,3 miliardi di dollari in pesticidi – esclusi gli erbicidi – per proteggere e limitare i danni ai raccolti causati da malattie delle piante, nematodi e insetti.Le potenziali perdite di raccolto in assenza dell’uso di pesticidi superano ampiamente tale valore.
Per circa 100 anni, la selezione per la resistenza alle malattie è stata una componente importante della produttività agricola in tutto il mondo.Ma i successi ottenuti dalla selezione vegetale sono in gran parte empirici e possono essere effimeri.Cioè, a causa della mancanza di informazioni di base sulla funzione dei geni per la resistenza, gli studi sono spesso esplorazioni casuali piuttosto che mirate.Inoltre, qualsiasi risultato può essere di breve durata a causa della natura mutevole dei patogeni e di altri parassiti man mano che nuove informazioni genetiche vengono introdotte nei complessi sistemi agroecologici.
Un eccellente esempio dell’effetto del cambiamento genetico è il tratto sterile del polline immesso nella maggior parte delle principali varietà di mais per favorire la produzione di semi ibridi.Le piante contenenti citoplasma del Texas (T) trasferiscono questo tratto maschio sterile attraverso il citoplasma;è associato a un particolare tipo di mitocondrio.Sconosciuti agli allevatori, questi mitocondri erano anche vulnerabili a una tossina prodotta dal fungo patogenoElmintosporiummaydis.Il risultato fu l’epidemia di peronospora delle foglie del mais nel Nord America nell’estate del 1970.
Anche i metodi utilizzati nella scoperta dei pesticidi chimici sono stati in gran parte empirici.Con poche o nessuna informazione preliminare sulla modalità di azione, le sostanze chimiche vengono testate per selezionare quelle che uccidono l'insetto, il fungo o l'erbaccia bersaglio ma non danneggiano la pianta coltivata o l'ambiente.
Gli approcci empirici hanno prodotto enormi successi nel controllo di alcuni parassiti, in particolare erbe infestanti, malattie fungine e insetti, ma la lotta è continua, poiché i cambiamenti genetici in questi parassiti possono spesso ripristinare la loro virulenza su una varietà vegetale resistente o rendere il parassita resistente a un pesticida. .Ciò che manca in questo ciclo apparentemente infinito di suscettibilità e resistenza è una chiara comprensione sia degli organismi che delle piante che attaccano.Man mano che la conoscenza dei parassiti – della loro genetica, biochimica e fisiologia, dei loro ospiti e delle interazioni tra loro – aumenta, verranno ideate misure di controllo dei parassiti più mirate e più efficaci.
Questo capitolo identifica diversi approcci di ricerca per una migliore comprensione dei meccanismi biologici fondamentali che potrebbero essere sfruttati per controllare i patogeni e gli insetti delle piante.La biologia molecolare offre nuove tecniche per isolare e studiare l'azione dei geni.L'esistenza di piante ospiti sensibili e resistenti e di agenti patogeni virulenti e avirulenti può essere sfruttata per identificare e isolare i geni che controllano le interazioni tra ospite e agente patogeno.Gli studi sulla struttura fine di questi geni possono portare a indizi sulle interazioni biochimiche che si verificano tra i due organismi e sulla regolazione di questi geni nell'agente patogeno e nei tessuti della pianta.In futuro dovrebbe essere possibile migliorare i metodi e le opportunità per il trasferimento di tratti desiderabili per la resistenza nelle piante coltivate e, al contrario, per creare agenti patogeni che saranno virulenti contro erbe infestanti selezionate o parassiti artropodi.Una maggiore comprensione della neurobiologia degli insetti, della chimica e dell’azione delle sostanze modulanti, come gli ormoni endocrini che regolano la metamorfosi, la diapausa e la riproduzione, aprirà nuove strade per il controllo degli insetti nocivi interrompendone la fisiologia e il comportamento nelle fasi critiche del ciclo di vita. .
Orario di pubblicazione: 14 aprile 2021