Os danos causados às plantas pela competição com ervas daninhas e por outras pragas, incluindo vírus, bactérias, fungos e insetos, prejudicam significativamente sua produtividade e, em alguns casos, podem destruir completamente uma lavoura. Atualmente, colheitas confiáveis são obtidas por meio do uso de variedades resistentes a doenças, práticas de controle biológico e aplicação de pesticidas para controlar doenças, insetos, ervas daninhas e outras pragas. Em 1983, foram gastos US$ 1,3 bilhão em pesticidas — excluindo herbicidas — para proteger e limitar os danos às lavouras causados por doenças, nematoides e insetos. As perdas potenciais nas colheitas, na ausência do uso de pesticidas, superam em muito esse valor.
Por cerca de 100 anos, o melhoramento genético para resistência a doenças tem sido um componente importante da produtividade agrícola em todo o mundo. No entanto, os sucessos alcançados pelo melhoramento de plantas são em grande parte empíricos e podem ser efêmeros. Isso porque, 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 ser de curta duração devido à natureza mutável dos patógenos e outras pragas, à medida que novas informações genéticas são introduzidas em sistemas agroecológicos complexos.
Um excelente exemplo do efeito da alteração genética é a característica de pólen estéril, introduzida na maioria das principais variedades de milho para auxiliar na produção de sementes híbridas. Plantas que contêm citoplasma Texas (T) transferem essa característica de esterilidade masculina através do citoplasma; ela está associada a um tipo específico de mitocôndria. Desconhecido para os melhoristas, essas mitocôndrias também carregavam vulnerabilidade a uma toxina produzida pelo fungo patogênico.HelminthosporiummaydisO resultado foi a epidemia de queima foliar do milho na América do Norte no verão de 1970.
Os métodos utilizados na descoberta de pesticidas também têm sido, em grande parte, 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 que 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 constante, visto que alterações genéticas nessas pragas podem frequentemente restaurar sua virulência sobre uma variedade de planta resistente ou torná-las resistentes 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 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 o controle de 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, bem como de 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 fornecer pistas sobre as interações bioquímicas que ocorrem entre os dois organismos e sobre a regulação desses genes no patógeno e nos tecidos da planta. No futuro, será possível aprimorar os métodos e as oportunidades para a transferência de características desejáveis de resistência para plantas cultivadas e, inversamente, criar patógenos virulentos contra ervas daninhas ou pragas artrópodes selecionadas. Uma melhor 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.
Data da publicação: 14 de abril de 2021