6:49 ص
كتب الزراعة -
وقاية النبات
كتاب : موسوعة الآفات و الأمراض النباتية : دليل شامل
عدد صفحات الكتاب : 558 صفحة
الأضرار التي تلحق بالنباتات بسبب المنافسة من الحشائش والآفات الأخرى بما في ذلك الفيروسات والبكتيريا والفطريات والحشرات يضعف بشكل كبير إنتاجيتها ويمكن في بعض الحالات تدمير المحاصيل تمامًا. اليوم ، يتم الحصول على غلات المحاصيل التي يمكن الاعتماد عليها باستخدام أصناف مقاومة للأمراض ، وممارسات المكافحة البيولوجية ، وعن طريق استخدام مبيدات الآفات للسيطرة على أمراض النبات والحشرات والأعشاب الضارة والآفات الأخرى. في عام 1983 ، تم إنفاق 1.3 مليار دولار على مبيدات الآفات - باستثناء مبيدات الأعشاب - لحماية والحد من الأضرار التي تلحق بالمحاصيل من الأمراض النباتية والديدان الخيطية والحشرات. إن الخسائر المحتملة للمحاصيل في حالة عدم استخدام مبيدات الآفات تتجاوز هذه القيمة بشكل كبير.
منذ حوالي 100 عام ، كانت التربية من أجل مقاومة الأمراض مكونًا مهمًا للإنتاجية الزراعية في جميع أنحاء العالم. لكن النجاحات التي حققتها تربية النبات هي إلى حد كبير تجريبية ويمكن أن تكون سريعة الزوال. وذلك بسبب نقص المعلومات الأساسية حول وظيفة الجينات للمقاومة ، غالبًا ما تكون الدراسات عشوائية وليست استكشافات مستهدفة على وجه التحديد. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكون أي نتائج قصيرة العمر بسبب الطبيعة المتغيرة لمسببات الأمراض والآفات الأخرى حيث يتم إدخال معلومات وراثية جديدة في النظم الزراعية الإيكولوجية المعقدة.
مثال ممتاز لتأثير التغيير الجيني هو سمة حبوب اللقاح المعقمة التي يتم تربيتها في معظم أصناف الذرة الرئيسية للمساعدة في إنتاج البذور المهجنة. النباتات التي تحتوي على سيتوبلازم تكساس (T) تنقل هذه السمة العقيمة للذكور عبر السيتوبلازم. يرتبط بنوع معين من الميتوكوندريا. غير معروف للمربين ، فإن هذه الميتوكوندريا تحمل أيضًا قابلية للتأثر بالسم الذي ينتجه الفطر الممرض Helminthosporium maydis. وكانت النتيجة وباء لفحة أوراق الذرة في أمريكا الشمالية في صيف عام 1970.
كانت الطرق المستخدمة في اكتشاف المواد الكيميائية لمبيدات الآفات أيضًا تجريبية إلى حد كبير. مع وجود القليل من المعلومات المسبقة عن طريقة العمل أو عدم وجودها على الإطلاق ، يتم اختبار المواد الكيميائية لتحديد تلك التي تقتل الحشرة أو الفطريات أو الحشائش المستهدفة ولكنها لا تضر بنبات المحاصيل أو البيئة.
أنتجت الأساليب التجريبية نجاحات هائلة في مكافحة بعض الآفات ، وخاصة الأعشاب الضارة والأمراض الفطرية والحشرات ، لكن النضال مستمر ، لأن التغييرات الجينية في هذه الآفات يمكن في كثير من الأحيان استعادة ضراوتها على صنف نباتي مقاوم أو جعل الآفات مقاومة لمبيدات الآفات. . ما ينقصنا من هذه الحلقة اللامتناهية من القابلية للتأثر والمقاومة هو الفهم الواضح لكل من الكائنات الحية والنباتات التي تهاجمها. مع زيادة المعرفة بالآفات - علم الوراثة ، والكيمياء الحيوية ، وعلم وظائف الأعضاء ، وعوائلهم والتفاعلات بينهم - سيتم وضع تدابير مكافحة الآفات بشكل أفضل وأكثر فاعلية.
إن وجود أصناف حساسة ومقاومة يعني وجود خصوصية في أمراض النبات. أحد التفسيرات لهذه الخصوصية العالية هو آلية "التعرف" بين العامل الممرض والمضيف. إن فهم القواعد الجزيئية التي تحدد هذه الخصوصية في التعرف أو في قدرة العامل الممرض على تغيير التمثيل الغذائي للمضيف يجب أن ينتج طرقًا جديدة ونهائية وأكثر فاعلية لمنع الهجمات على نباتات المحاصيل أو للتخفيف من أعراض المرض.
بناءً على فهمنا الحالي المحدود لأنواع التفاعلات التي تحدث بين النباتات المضيفة ومسببات الأمراض ، فإن الآليات المعنية متنوعة ومعقدة. من الناحية النظرية ، يتم تضمين معيارين على الأقل. الأول هو الاعتراف. قد تكون هناك جزيئات مسبقة التشكيل في كل من المضيف والطفيلي يمكن أن تتفاعل. ثانيًا ، يجب أن تكون هناك تغييرات أيضية في المضيف أو العامل الممرض أو كليهما يتم تشغيلها بواسطة خطوة التفاعل الأولية. يمكن للطفرات الجينية في أي من المضيف أو الممرض تغيير خصوصية التفاعلات الجزيئية أو قدرتها على إحداث التغيير الأيضي.
على الرغم من أنه قد يبدو أن البحث عن التلف الخلوي وأعراض المرض هي مجموعة فرعية من البحث الذي نوقش سابقًا حول المقاومة والقابلية للتأثر ، إلا أن نيتها متميزة ، ولكنها ذات أهمية كبيرة متساوية. سيؤدي التركيز البحثي في هذا المجال إلى إلقاء نظرة ثاقبة على الآليات الكيميائية الحيوية التي تؤدي إلى تلف الخلايا ، أو المرض ، بعد غزو ممرض ناجح. حتى الآن لا يوجد تفسير واضح لكيفية حدوث الأعراض الرئيسية ، مثل الاصفرار وفقدان الكلوروفيل في الإصابة بالكلور أو الأورام ، والتغيرات المورفولوجية الناتجة عن تشوه النمو الخلوي ، بمجرد أن يتأسس العامل الممرض الخبيث في الأنسجة. قد يكون من الممكن تخفيف الأعراض أو منع تلف المحاصيل مباشرة عن طريق العلاج ، إذا كانت التفاصيل البيوكيميائية معروفة. إن ظاهرة التحمل الطبيعي للمرض غير المفهومة هي دليل على أن مثل هذا العلاج يجب أن يكون ممكنًا. في الواقع ، قد تكون دراسة التحمل الطبيعي دليلًا قيمًا لتطوير سمات الحماية من الأمراض لتحسين المحاصيل.
يمكن أن يكون لأعراض المرض التي يمكن ملاحظتها بسهولة ، مثل الإصابة بالكلور والنخر وتشوهات النمو الخلوي ، عددًا من الأسباب المتنوعة. لذلك ، لا يمكن إحراز تقدم في مثل هذه الأعراض المرضية المعممة دون الإشارة إلى أنواع مسببات الأمراض المعنية. تبشر بعض مناهج البحث بوضع مبادئ علمية عامة للتفاعلات بين المضيف والممرض.
حفزت الجدوى المثبتة لاستخدام المكافحة البيولوجية في هذا المجال البحث. تُستخدم بكتيريا Agrobacterium radiobacter تجاريًا لمنع إصابة النباتات الحساسة بجرثومة مرتبطة بها ، A. tumefaciens ، والتي تتسبب في تكون الكرات الورمية في العديد من النباتات. يتم استخدام الفطر Peniophora gigantea للسيطرة على فطر آخر هو الفطريات Hetero-basidion [= Fomes] annosum ، والتي تسبب تعفن جذور أشجار الصنوبر. في كلتا الحالتين ، فإن آلية التحكم ليست مفهومة تمامًا ، ولكن يُعتقد أنها ناتجة عن التنافس بين الكائن الدقيق المتحكم والكائن المسبب للمرض لمواقع ربط محددة على النبات المضيف. أيضًا ، قد يكون من الممكن أن يثير الكائن الضابط تفاعل مقاومة في المضيف. في حالة A. radiobacter ، المضاد الحيوي agrocin 84 ، الذي تنتجه A. radiobacter تم تحديده كآلية محتملة في هذا المثال للتحكم البيولوجي.
يتم توضيح المكافحة البيولوجية أيضًا بواسطة بكتيريا المشاشية Pseudomonas syringae. من المعروف أن السلالات الممرضة وغير المسببة للأمراض من هذه البكتيريا تصنع بروتينات نواة الجليد. عندما يتم قتل هذه البكتيريا على سطح النبات بواسطة العلاجات بالمضادات الحيوية أو إزاحتها بطفرات من P. syringae التي فقدت قدرتها على تصنيع بروتينات نواة الجليد ، يمكن للنبات أن يتحمل البرودة حتى -7 درجة مئوية دون حدوث أضرار بسبب الصقيع. تم إنتاج سلالات متحولة عن طريق الطفرات باستخدام المواد الكيميائية أو الإشعاع فوق البنفسجي وعن طريق إزالة جين بروتين نواة الجليد باستخدام تقنيات الهندسة الوراثية.
مكافحة الآفات الحشرية
يجب تطوير استراتيجيات بديلة لمكافحة الآفات الحشرية لزيادة الأساليب الكيميائية والبيولوجية المستخدمة حاليًا. تم تحقيق بعض النجاح مع Bacillus thuringiensis ، الذي يستخدم تجاريًا للمكافحة البيولوجية لبعض الحشرات. هذه البكتيريا ، عند تناولها ، تكون قاتلة لمرحلة اليرقة للعديد من الحشرات. تحتوي البكتيريا على بنية بلورية سامة تذوب في الأمعاء الخلفية القلوية لليرقات الحساسة ، مما يؤدي إلى اضطراب الهضم والموت.
يشكل استخدام البكتيريا والفيروسات الممرضة للحشرات والتلاعب الجيني نهجًا واعدًا ولكنه متخلف نسبيًا لمكافحة الحشرات. توجد إمكانية للتحسين الجيني لهذه الكائنات الحية لزيادة قدرتها على الإمراض ، إما عن طريق تعزيز السمات المسببة للأمراض الموجودة أو عن طريق إدخال خصائص مسببة للأمراض مرغوبة. يجب اكتساب المعرفة الأساسية حول مسببات الأمراض التي يحتمل أن تكون مفيدة. وهذا يشمل تحديد العامل الممرض وتوصيف مضيف الحشرة. يجب أيضًا دراسة الخصوصية بين العامل الممرض والمضيف وتقنيات إنتاج وتخزين مسببات الأمراض المرشحة. باستخدام هذه المعلومات ، يمكن بعد ذلك فحص علم وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية وعلم الوراثة للتفاعل بين المضيف والممرض. تشمل مجالات الدراسة الأكثر تحديدًا الأساس الجزيئي للعمليات مثل التعرف والفوعة والسمية والآليات التي تنظم وظيفة الجين أثناء هذه التفاعلات.
يتضح التقدم في هذا النوع من البحث من خلال عمل العديد من المختبرات في جميع أنحاء العالم. الكائنات الدقيقة المرشحة التي تم تحديدها من خلال هذا البحث تشمل فيروسات العصوية و Bacillus thuringiensis. مع التطورات الأخيرة في زراعة خلايا الحشرات ، يمكن من حيث المبدأ فحص بعض العمليات الأساسية المفصلة هنا بشكل مباشر في المختبر باستخدام أي من هذه الكائنات الحية الدقيقة.
السيطرة علىالنيماتودا
تم تحقيق مكافحة النيماتودا الطفيلية للنبات إلى حد كبير من خلال استخدام مبيدات النيماتودا الكيميائية ، والتي ثبت الآن أن العديد منها ضار بالبيئة وتم سحبها من الاستخدام. كانت تدابير المكافحة البيولوجية باستخدام أصناف نباتية مقاومة ومحاصيل مصيدة فعالة في بعض الحالات. يمكن لمحصول المصيدة أن يحفز تفقيس بيض النيماتودا ولكنه لا يدعم نمو الديدان الخيطية ، وبالتالي تقليل أعداد النيماتودا إلى مستويات غير ضارة. هناك حاجة إلى مزيد من المعلومات حول البيولوجيا الأساسية للديدان الخيطية لتوفير مناهج موجهة لمكافحتها ، باستخدام مواد أقل سمية ومحددة الهدف. قد يشمل ذلك استخدام منبهات الفقس التي تنتجها النباتات على ما يبدو وتحفز بيض النيمارود على الفقس. ثم تموت الديدان الخيطية النامية في حالة عدم وجود نبات مضيف مناسب. يمكن أن تؤدي دراسات فرمونات النيمارود والهرمونات إلى طرق للتحكم في التكاثر أو التطور.....
-------------------
---------------------------
ليست هناك تعليقات: