METODY

GENETYCZNE

W ZWALCZANIU

SZKODNIKÓW

Odporność roślin uprawnych na szkodniki

jest wynikiem posiadania przez rośliny

pewnych czynników dziedzicznych,

które w danych warunkach wpływają na

rozmiar szkód powodowanych przez

owady. Jest wiec jedną z właściwości

organizmu rośliny, będącą wynikiem

współdziałania genów z czynnikami

środowiska.

Odporność roślin uprawnych na szkodniki

jest wynikiem posiadania przez rośliny

pewnych czynników dziedzicznych,

które w danych warunkach wpływają na

rozmiar szkód powodowanych przez

owady. Jest wiec jedną z właściwości

organizmu rośliny, będącą wynikiem

współdziałania genów z czynnikami

środowiska.

Odporność genetyczna wynika z cech dziedzicznych,

które tylko w ograniczonym stopniu podlegają
wpływowi czynników środowiska. Mechanizmy
stanowiące podstawę genetycznej odporności roślin na
szkodniki to:

1)

Tolerancja-

porażana roślina ma zdolność regeneracji

uszkodzeń i znosi żerowanie szkodnika bez szkody dla
rozwoju własnego, chociaż inne, wrażliwe, przy
podobnej liczebności populacji szkodnika mogą być
uszkadzane

2)

Brak akceptacji-

szkodnik niechętnie żeruje i

rozmnaża się na roślinie lub unika jej

3)

Antybioza-

roślina niekorzystnie wpływa na biologię

lub ekologię szkodnika wskutek obecności określonych
związków chemicznych zawartych w jej tkankach

4)

Nadwrażliwość-

roślina izoluje szkodnika dzięki

szybkim morfologicznym i histologicznym zmianom
prowadzącym do zamierania komórek wokół
szkodnika

TOLERANCJA:



Stwierdzono zarówno u roślin
zaatakowanych przez nicienie jak i
roztocze, jak również często przez owady



Zależy w dużym stopniu od warunków
środowiska, a także od wieku, pokroju i
żywotności rośliny



Wiąże się ze zdolnością rośliny do szybkiej
regeneracji, krzewienia się lub kompensacji

Przykłady:
Niektóre odmiany tolerują mątwika, inne w

tych samych warunkach mają bardzo
obniżony plon

BRAK AKCEPTACJI:



Akceptacja rośliny jako miejsca składania jaj, żeru,
kryjówki lub brak akceptacji wiąże się z określonymi
cechami rośliny i zachowaniem się szkodnika



Kształt i zabarwienie rośliny oddziałują na zmysł
wzroku owada, struktura powierzchni liści, pędów i
kwiatów oddziaływuje na zmysł dotyku, a związki
chemiczne zawarte w tkankach – na zmysły węchu i
smaku

U roślin wykazujących odporność typu braku

akcepatacji występują czynniki hamujące żerowanie

szkodnika i utrudnianie odnalezienie rośliny

żywicielskiej. Odmianie odpornej brakuje jednej lub

kilku cech lub występują one w zbyt małym

natężeniu, natomiast u odmiany wrażliwej cech te

stanowią bodźce przyciągające owady.



W wyniku badań zachowania się
różnych owadów znane są pewne
substancje chemiczne zawarte w
roślinach, które oddziaływują na owady
w sposób specyficzny. Na przykład
farnezen zawarty w jabłkach jest
atraktenetem dla samic owocówki
jabłkóweczki składających jaja i
atraktantem pokarmowym dla larw. Dla
bielnika rzepnika atrakatenetm jest
izotiocyjanian alkilu.

ANTYBIOZA:



Szkodliwe działanie pokarmu roślinnego na szkodnika



Aby owad mógł się rozwijać na roślinie musi w niej znaleźć
potrzebne mu składniki pokarmowe



Brak właściwego pokarmu powoduje niedożywienie owada lub
zaburzenia rozwoju



Zatrucie pokarmem następuje na skutek zawartości w roślinie
substancji toksycznych lub inhybitorów procesów
metabolicznych



Związki bez wartości pokarmowej produkowane przez jedne
gatunek, a wpływające na inny nazywane są allelozwiązkami



Liczne związki zawatre w roślinach mają wpływ na wzrost,
trawienie i wykorzystanie pokarmu, zatem i na żywotność owada



Niektóre inhybitory enzymów, na skutek łączenia się ze
składnikami pokarmowymi czynią się nieprzyswajalnymi dla
owadów



L-kanawaryna, nie są odróżniane przez organizm owadów od L-
argininy i hamują ich rozmnażanie

NADWRAŻLIWOŚĆ



mechanizm wyjątkowy- u roślin
zaatakowanych przez nicienie,
Zaatakowane komórki odpornej rośliny
korkowacieją wokół nicienia, wskutek
czego jest on unieruchomiony, nie może
on żerować ani rozmnażać się

OTRZYMYWANIE
ODMIAN ODPORNYCH:



Poprzez selekcję



Krzyżowanie



Na drodze inżynierii genetycznej

SELEKCJA

W każdej populacji roślin występują

osobniki odporne. Ich

wyselekcjonowanie i rozmnożenie

prowadzi do uzyskania odmiany mniej

lub bardziej odpornej.

KRZYŻOWANIE



Znacznie skuteczniejsza metoda



Pierwszym etapem- znalezienie źródła odporności , a
więc rodzaju, gatunku czy odmiany wykazującej
odporność na danego szkodnika



Po przeprowadzeni badań genetycznych krzyżówanie
roślin roślin o pożądanych cechach użytkowych z
roślinami odpornymi na danego szkodnika



Testowanie najpierw w hai wegetacyjenej, a
następnie w warunkach polowych we współpracy z
entomologami- określenie mechanizmów
odporności, testowanie otzrymywanych linii na
odporność w warunkach eksperymentalnych i
polowych i hodowcami- gromadzenie materiału
roślinnego, ocena cech użytkowych linii idpornych

W pozyskanych zasobach genowych nie

znaleziono dotychczas źródeł
odporności na wiele szkodników.
Ponadto rośliny odporne, uprawiane
warunkach prowokacyjnych łatwo tracą
odporność. Szkodniki łatwo tworzą
biotypy przystosowane do nowego
pożywienia i odmiana taka, uprawiana
na dużych areałach, staje się dla nich
atrakcyjnym pokarmem. Szczególnie
często takie biotypy tworzą się przy
odporności monogenowej, gdy
odporność związana jest z jedną cechą.

Metoda uprawy odmian odpornych jest

metodą pomocniczą w ochronie roślin,
jako element walki integrowanej, i
znanych jest wiele przypadków gdzie
udało się na skalę produkcyjną
rozwiązać ten problem.

W swojej zasadzie jest to jednak metoda

doskonała, pozwalająca na
wyeliminowanie pestycydów, bardzo
tania. W praktyce wykorzystuje się
często odmiany częściowo tolerujące
szkodnika, a więc pozwalające na
ograniczenie zabiegów ochronnych.

Mimo trudności w uzyskaniu odmian

odpornych na szkodniki znanych jest wiele
takich odmian.

Przykłady:
Odmany pszenic odporne na pryszczarka

heskiego odznaczają się wysoką zawartością
celulozy, natomiast nie zawierają heksoz

Odmiany odporne na źdxieblarza zawierają w

źdzble niedostateczną ilość wody i składników
energetycznych

Groch odporny na mszyce ma mniejsze ilości

wolnych aminokwasów, natomiast więcej
węglowoanó

Łubin zawierający co najmniej 0,015 mg

alkaloidó na 1ml soku jest odporny na
mszycę grochowiankę, która na takich
odmiananch nie osiąga progu
zagrożenia

INŻYNIERIA
GENETYCZNA



Manipulacja roślin w takim kierunku aby stały się one
odporne na szkodnika lub chorobę



Najczęściej stosowanie odpowiedniego wektora (np.
Azotobacter)



Wbudowuje się do roślin gen odpowiedzialny za
produkcję toksyn produkowanych przez Bacillus
thurigiensis



Są już w handlu rośliny transgeniczne odporne na
szkodniki np. bawełna i ziemniaki



Źródłem odporności mogą być także geny
odpowiedzialne za tworzenie w roślinach kreślonych
toksyn lub insektycydów np. transgeniczne ziemniaki z
genem odpowiedzialnym za produkcję białkowej
chitinazy fasoli- mszyce żerujące na takich ziemniakach
znacznie wolniej się rozwijały i miały mniejszą płodność

TYPY GENÓW WARUNKUJĄCYCH
WYSTĘPOWANIE ODPORNOŚCI ROŚLIN
UPRAWNYCH NA SZKODNIKI:

1)

Geny główne

- wyraźnie warunkują daną

cechę odpornościową

2)

Grupy genów (poligeny)

– współdziałanie daje

pewną charakterystyczną fenotypową reakcję
związaną z pewnym poziomem odporności

3)

Geny kumulatynwne lub polimeryczne -

geny

wywołujące jednakowe lub prawie jednakowe
efekty jednostkowe, których działanie sumuje
się, są to geny z różnych par alleli

4)

Modyfikatory-

geny o istnieniu których

wnioskujemy na podstawie modyfikującego
wpływu na odporność wywołaną przez geny
główne

Geny odporności mogą wykazywać

działanie plejotropowe, tj. wpływać

jednocześnie na inne cechy organizmu.

Odporność może być przekazywana na

potomstwo niezależnie lub razem z inną

cechą , której geny znajdują się w tym

samym chromosomie. Takie sprzężenie

odporności z innymi właściwościami

może ułatwić selekcję roślin odpornych.

Odporność i jej przyczyny mogą być

uwarunkowane przez bardzo złożone

czynniki genetyczne.