Os danos às plantas causados pela competição de ervas daninhas e outras pragas, incluindo vírus, bactérias, fungos e insetos, prejudicam significativamente sua produtividade e, em alguns casos, podem destruir completamente uma lavoura. Hoje, a produtividade agrícola confiável é obtida com o uso de variedades resistentes a doenças, práticas de controle biológico e aplicação de pesticidas para controlar doenças de plantas, insetos, ervas daninhas e outras pragas. Em 1983, US$ 1,3 bilhão foi gasto em pesticidas — excluindo herbicidas — para proteger e limitar os danos às lavouras causados por doenças de plantas, nematoides e insetos. As perdas potenciais de colheitas na ausência do uso de pesticidas excedem em muito esse valor.
Há cerca de 100 anos, o melhoramento genético para resistência a doenças tem sido um componente importante da produtividade agrícola em todo o mundo. Mas os sucessos alcançados pelo melhoramento genético são em grande parte empíricos e podem ser efêmeros. Ou seja, devido à falta de informações básicas sobre a função dos genes de resistência, os estudos são frequentemente aleatórios, em vez de explorações especificamente direcionadas. Além disso, quaisquer resultados podem ter vida curta devido à natureza mutável de patógenos e outras pragas, à medida que novas informações genéticas são introduzidas em sistemas agroecológicos complexos.
Um excelente exemplo do efeito da mudança genética é a característica estéril do pólen, introduzida na maioria das principais variedades de milho para auxiliar na produção de sementes híbridas. Plantas que contêm citoplasma Texas (T) transferem essa característica masculina estéril através do citoplasma; ela está associada a um tipo específico de mitocôndria. Desconhecido pelos melhoristas, essas mitocôndrias também carregavam vulnerabilidade a uma toxina produzida pelo fungo patogênico.HelminthosporiummaydisO resultado foi a epidemia de ferrugem das folhas do milho na América do Norte no verão de 1970.
Os métodos utilizados na descoberta de pesticidas químicos também têm sido amplamente empíricos. Com pouca ou nenhuma informação prévia sobre o modo de ação, os produtos químicos são testados para selecionar aqueles que matam o inseto, fungo ou erva daninha alvo, mas não prejudicam a planta cultivada ou o meio ambiente.
Abordagens empíricas têm produzido enormes sucessos no controle de algumas pragas, particularmente ervas daninhas, doenças fúngicas e insetos, mas a luta é contínua, visto que alterações genéticas nessas pragas podem frequentemente restaurar sua virulência sobre uma variedade de planta resistente ou torná-la resistente a um pesticida. O que falta nesse ciclo aparentemente interminável de suscetibilidade e resistência é uma compreensão clara tanto dos organismos quanto das plantas que eles atacam. À medida que o conhecimento sobre as pragas — sua genética, bioquímica e fisiologia, seus hospedeiros e as interações entre eles — aumenta, medidas de controle de pragas mais bem direcionadas e eficazes serão desenvolvidas.
Este capítulo identifica diversas abordagens de pesquisa para uma melhor compreensão dos mecanismos biológicos fundamentais que podem ser explorados para controlar patógenos de plantas e insetos. A biologia molecular oferece novas técnicas para isolar e estudar a ação de genes. A existência de plantas hospedeiras suscetíveis e resistentes e patógenos virulentos e avirulentos pode ser explorada para identificar e isolar os genes que controlam as interações entre hospedeiro e patógeno. Estudos da estrutura fina desses genes podem levar a pistas sobre as interações bioquímicas que ocorrem entre os dois organismos e à regulação desses genes no patógeno e nos tecidos da planta. Deve ser possível no futuro aprimorar os métodos e as oportunidades para a transferência de características desejáveis para resistência em plantas cultivadas e, inversamente, criar patógenos que serão virulentos contra ervas daninhas selecionadas ou pragas artrópodes. Uma maior compreensão da neurobiologia dos insetos e da química e ação de substâncias moduladoras, como os hormônios endócrinos que regulam a metamorfose, a diapausa e a reprodução, abrirá novos caminhos para o controle de pragas de insetos, interrompendo sua fisiologia e comportamento em estágios críticos do ciclo de vida.
Horário da publicação: 14 de abril de 2021