El daño a las plantas causado por la competencia de las malezas y otras plagas, como virus, bacterias, hongos e insectos, reduce considerablemente su productividad y, en algunos casos, puede destruir totalmente un cultivo. Hoy en día, se obtienen rendimientos agrícolas confiables mediante el uso de variedades resistentes a las enfermedades, prácticas de control biológico y la aplicación de pesticidas para controlar enfermedades, insectos, malezas y otras plagas. En 1983, se gastaron 1.300 millones de dólares en pesticidas (excluyendo herbicidas) para proteger y limitar el daño a los cultivos causado por enfermedades, nematodos e insectos. Las pérdidas potenciales de cultivos sin el uso de pesticidas superan con creces esa cifra.
Durante aproximadamente 100 años, el mejoramiento para la resistencia a enfermedades ha sido un componente importante de la productividad agrícola mundial. Sin embargo, los éxitos logrados mediante el mejoramiento vegetal son en gran medida empíricos y pueden ser efímeros. Es decir, debido a la falta de información básica sobre la función de los genes de resistencia, los estudios suelen ser aleatorios en lugar de exploraciones específicas. Además, los resultados pueden ser efímeros debido a la naturaleza cambiante de los patógenos y otras plagas a medida que se introduce nueva información genética en sistemas agroecológicos complejos.
Un excelente ejemplo del efecto del cambio genético es el rasgo de esterilidad del polen introducido en la mayoría de las principales variedades de maíz para facilitar la producción de semillas híbridas. Las plantas con citoplasma Texas (T) transfieren este rasgo de esterilidad masculina a través del citoplasma; está asociado con un tipo particular de mitocondria. Sin que los cultivadores lo supieran, estas mitocondrias también eran vulnerables a una toxina producida por el hongo patógeno.HelmintosporiomaydisEl resultado fue la epidemia de tizón foliar del maíz en América del Norte en el verano de 1970.
Los métodos empleados en el descubrimiento de pesticidas químicos también han sido en gran medida empíricos. Con poca o ninguna información previa sobre su mecanismo de acción, se prueban los productos químicos para seleccionar aquellos que matan al insecto, hongo o maleza objetivo, pero que no dañan el cultivo ni el medio ambiente.
Los enfoques empíricos han logrado enormes éxitos en el control de algunas plagas, en particular malezas, enfermedades fúngicas e insectos. Sin embargo, la lucha es continua, ya que los cambios genéticos en estas plagas a menudo pueden restaurar su virulencia en una variedad vegetal resistente o hacer que la plaga sea resistente a un pesticida. Lo que falta en este ciclo aparentemente interminable de susceptibilidad y resistencia es una comprensión clara tanto de los organismos como de las plantas que atacan. A medida que aumenta el conocimiento sobre las plagas (su genética, bioquímica y fisiología, sus huéspedes y las interacciones entre ellos), se diseñarán medidas de control de plagas más dirigidas y eficaces.
Este capítulo identifica varios enfoques de investigación para una mejor comprensión de los mecanismos biológicos fundamentales que podrían aprovecharse para controlar patógenos de plantas e insectos. La biología molecular ofrece nuevas técnicas para aislar y estudiar la acción de los genes. La existencia de plantas hospedantes susceptibles y resistentes, así como de patógenos virulentos y avirulentos, puede aprovecharse para identificar y aislar los genes que controlan las interacciones entre hospedante y patógeno. Los estudios de la estructura fina de estos genes pueden proporcionar pistas sobre las interacciones bioquímicas que ocurren entre ambos organismos y sobre la regulación de estos genes en el patógeno y en los tejidos de la planta. En el futuro, será posible mejorar los métodos y las oportunidades para la transferencia de rasgos deseables de resistencia a los cultivos y, a la inversa, crear patógenos virulentos contra ciertas malezas o plagas de artrópodos. Una mayor comprensión de la neurobiología de los insectos y de la química y la acción de las sustancias moduladoras, como las hormonas endocrinas que regulan la metamorfosis, la diapausa y la reproducción, abrirá nuevas vías para controlar las plagas de insectos al alterar su fisiología y comportamiento en etapas críticas del ciclo de vida.
Hora de publicación: 14 de abril de 2021