植物の病気と害虫

雑草との競合や、ウイルス、細菌、菌類、昆虫などの他の害虫による植物へのダメージは、その生産性を大きく低下させ、場合によっては作物を完全に破壊する可能性があります。今日、信頼できる作物収量は、病気に強い品種、生物学的防除手法を使用し、植物の病気、昆虫、雑草、その他の害虫を制御するために殺虫剤を適用することによって得られます。1983年には、植物の病気、線虫、昆虫から作物への被害を保護し、制限するために、除草剤を除く農薬に13億ドルが費やされました。農薬を使用しない場合の潜在的な作物損失は、その値を大幅に上回ります。

約 100 年にわたり、耐病性を高めるための品種改良は世界中の農業生産性の重要な要素となってきました。しかし、植物育種によって達成される成功は主に経験的なものであり、一時的なものになる可能性があります。つまり、耐性に関する遺伝子の機能に関する基本的な情報が不足しているため、研究は特定の対象を絞った調査ではなく、ランダムに行われることが多いのです。さらに、新しい遺伝情報が複雑な農業生態系に導入されると、病原体やその他の害虫の性質が変化するため、結果は短命になる可能性があります。

遺伝的変化の影響の優れた例は、ハイブリッド種子の生産を助けるためにほとんどの主要なトウモロコシ品種に品種改良された不稔花粉形質です。テキサス (T) 細胞質を含む​​植物は、細胞質を介してこの雄性不稔形質を伝達します。それは特定の種類のミトコンドリアに関連しています。ブリーダーには知られていないが、これらのミトコンドリアは病原性真菌によって生成される毒素に対する脆弱性も持っていたヘルミントスポリウムメイディス。その結果、1970 年の夏に北米でトウモロコシ葉枯れ病が流行しました。

農薬化学物質の発見に使用される方法も、主に経験に基づいています。作用機序に関する事前情報がほとんどまたはまったくない状態で、化学物質は、対象の昆虫、菌類、雑草を殺すが、作物や環境には害を及ぼさないものを選択するためにテストされます。

経験的なアプローチは、一部の害虫、特に雑草、真菌性疾患、昆虫の防除に多大な成功を収めていますが、これらの害虫の遺伝的変化により、耐性のある植物品種に対する毒性が回復したり、害虫が殺虫剤に対して耐性になったりすることが多いため、苦戦は続いています。 。この一見果てしなく続く感受性と抵抗力のサイクルに欠けているのは、生物とそれらが攻撃する植物の両方についての明確な理解です。害虫の遺伝学、生化学、生理学、宿主とそれらの間の相互作用など、害虫に関する知識が増えるにつれて、より適切な方向性を持った、より効果的な害虫防除対策が考案されるでしょう。

この章では、植物の病原体や昆虫を制御するために利用できる基本的な生物学的メカニズムをより深く理解するためのいくつかの研究アプローチを特定します。分子生物学は、遺伝子の作用を単離して研究するための新しい技術を提供します。感受性および耐性の宿主植物、および毒性および非毒性病原体の存在を利用して、宿主と病原体の相互作用を制御する遺伝子を同定および単離することができる。これらの遺伝子の微細構造を研究すると、2 つの生物間で起こる生化学的相互作用や、病原体や植物の組織におけるこれらの遺伝子の制御に関する手がかりが得られる可能性があります。将来的には、望ましい耐性の形質を作物に移入する方法と機会を改善したり、逆に、選択された雑草や害虫節足動物に対して毒性を示す病原体を作成したりすることが可能になるはずである。昆虫の神経生物学と、変態、休眠、生殖を調節する内分泌ホルモンなどの調節物質の化学と作用についての理解が深まれば、ライフサイクルの重要な段階で害虫の生理機能や行動を破壊することで害虫を防除するための新たな道が開かれるでしょう。 。