Chemiczna ochrona roślin ma za zadanie wyeliminować szkodliwe agrofagi i musi być skuteczna. Oznacza to, że działa radykalnie, niszcząc organizmy szkodliwe, ale jednocześnie eliminując także pożyteczne. Silna ingerencja w środowisko naturalne jest oceniana negatywnie, dlatego od 1 stycznia 2014 r. kraje unijne wdrażają do praktyki rolniczej zasady integrowanej ochrony upraw przed szkodliwymi organizmami. Celem jest sukcesywne zmniejszanie użycia pestycydów w produkcji rolniczej. Nieodnawiane są zezwolenia dla substancji czynnych środków ochrony roślin, które kolejno znikają z rynku. Niestety, w zamian brakuje propozycji do ochrony roślin, w związku z tym są trudności ze zwalczaniem agrofagów i nierzadko problem ten narasta. Przykładem było wycofanie substancji z grupy neonikotynoidów w rzepaku i w efekcie intensywny rozwój śmietki kapuścianej na plantacjach tego gatunku.

Nadzieja w hodowli odpornościowej

Coraz częściej z nadzieją spogląda się w kierunku hodowli odpornościowej, która chroniąc rośliny, nie szkodzi środowisku. Podnosi ilość oraz jakość plonu i jednocześnie zapobiega zatruciu pestycydami organizmów stałocieplnych, szczególnie człowieka, ponieważ zużycie środków ochrony roślin może być ograniczone. Jest rozwiązaniem w przypadku, gdy ochrona chemiczna staje się nieskuteczna. Z taką sytuacją mamy do czynienia w odniesieniu do grzybów wywołujących werticiliozę czy pierwotniaka Plasmodiophora brassicae będącego sprawcą kiły kapusty – z uwagi na specyfikę biologii rozwoju tych patogenów.

114390.jpg
114390.jpg

W hodowli odpornościowej poszukuje się odporności nie tylko na czynniki stresu biotycznego, lecz także abiotycznego. W przypadku ukierunkowania odporności na choroby hodowla nowych odmian prowadzona jest zwykle z nastawieniem na najbardziej chorobotwórcze lub najbardziej rozpowszechnione rasy danego patogenu.

– W praktyce nie ma roślin odpornych na wszystkie choroby danego gatunku, a nawet bardzo często nie ma odpornych odmian danego gatunku rośliny na wszystkie rasy fizjologiczne określonego patogena – wskazywał prof. dr hab. Marek Korbas na Forum Nasiennym Polskiej Izby Nasiennej podczas 60. Sesji Naukowej IOR w Poznaniu.

Rzepak z odpornością

Wprowadzenie do genomu genu/genów odpowiedzialnych za odporność na czynnik chorobotwórczy decyduje o niewielkiej podatności nowo hodowanej odmiany na porażenie danym patogenem. Hodowcy nieustannie poszukują nowych źródeł odporności, przy czym często korzystają z tego samego źródła. Przykładem są odmiany „kiłoodporne”, które niezależnie od firmy hodowlanej są tolerancyjne na te same rasy Plasmodiophora brassicae. Należy w tym miejscu dodać, że uzyskana przez nie tolerancja oparta jest na jednym genie, co czyni ją łatwą do przełamywana. Sytuacje sugerujące obecność tego zjawiska zaobserwowano w północnej części Polski. Sytuacja nie jest do końca jasna, albowiem występowanie choroby na polach z odmianami „kiłoodpornymi” może wynikać z obecności samosiewów rzepaku. Badania i analizy są w toku. Niemniej tolerancją odmian należy umiejętnie zarządzać, ponieważ odporność na dany patogen może być w czasie kilkuletniej uprawy danej odmiany przełamana. Powinny one być wykorzystywane wyłącznie na obszarach silnie dotkniętych chorobą, a nie uprawiane profilaktycznie tam, gdzie ona nie występuje. To żelazna zasada, od której nie może być odstępstw.

W rzepaku mamy także odmiany „odporne” na powszechnie występującą w kraju suchą zgniliznę kapustnych. Dlatego uprawiając rzepak ozimy, ważne jest, aby do siewu wybierać odmiany z deklarowaną odpornością na porażenie przez Leptosphaeria maculans, stadium konidialne Phoma lingam – patogenu ją wywołującego. Za odporność na sprawcę suchej zgnilizny kapustnych odpowiada obecność m.in. genów: Rlm 7, LepR3, Apr 37 oraz niewykorzystywany jeszcze powszechnie przez hodowlę gen Rlm6.

W rejonach zagrożonych występowaniem kiły kapusty do uprawy trzeba wybierać wyłącznie odmiany „kiłoodporne”
W rejonach zagrożonych występowaniem kiły kapusty do uprawy trzeba wybierać wyłącznie odmiany „kiłoodporne”

Odporność zbóż na choroby

Hodowla odpornościowa prowadzana jest we wszystkich gatunkach. Dzięki pracy hodowców do dyspozycji mamy np. odmiany jęczmienia ozimego o wysokiej tolerancji na porażenie przez grzyb Rhynchosprium secalis wywołującego rynchosporiozę zbóż.

Hodowcy wykorzystują także w swej pracy formy jare i ozime jęczmienia tolerancyjne na Blumeria graminis – sprawcę mączniaka prawdziwego zbóż i traw. Odporność na ten patogen w jęczmieniu jarym warunkują m.in. geny: Mlo, Mla 9, Mla 13, Mla 3, Ml (St1), Ml (St2). W ozimym najczęściej są to geny: Mla 6, Mla 14, Mla 7, MlAb, Mla 3.

W pszenicy jarej i ozimej oraz pszenżycie nową groźną chorobą jest rdza żółta powodowana przez grzyb Puccinia striiformis. W warunkach ocieplającego się klimatu stanowi ona problem o znaczeniu gospodarczym. Pojawienie się u tego grzyba 3 nowych ras – Warrior, Kranich i Triticale aggressive – stwarza zagrożenie wystąpienia wyjątkowo wysokich strat w plonie. U odmian wrażliwych tych gatunków nawet do 50 proc. Stąd znajomość genów warunkujących odporność i ich wykorzystanie hodowlane jest szansą zapobiegnięcia im.

Podobnie jest w przypadku rdzy brunatnej pszenicy, którą wywołuje Puccinia recodita, oraz rdzy źdźbłowej zbóż i traw powodowanej przez Puccinia graminis. Dla sprawców tych chorób wyodrębniono geny warunkujące odporność. Znane są również geny odporności na septoriozę paskowaną liści pszenicy, brunatną plamistość liści, fuzariozę kłosów, śnieć cuchnącą.

Kukurydza i okopowe

W kukurydzy także dzięki hodowli odpornościowej dysponujemy odmianami ziarnowymi mniej atrakcyjnymi pokarmowo dla omacnicy prosowianki, a także o podwyższonej odporności na pojawienie się głowni guzowatej, fuzariozy kolb czy fuzariozy łodyg. Hodowla nie spoczywa na laurach, gdyż teraz coraz bardziej potrzebne są odmiany, których system korzeniowy będzie zdolny do szybkiej regeneracji po uszkodzeniach powodowanych przez szkodniki glebowe, zwłaszcza przy utrudnionej i systematycznie ograniczanej ochronie chemicznej.

To właśnie uciążliwa omacnica prosowianka, czy stonka kukurydziana, która swego czasu była szkodnikiem kwarantannowym były przyczynkiem do wyhodowania odmian odpornych na szkodniki. W ich hodowli sięgnięto po geny bakterii Bacillus thuringensis (Bt), a konkretnie po produkty tych genów – białka Cry, które są źródłem odporności na owady. Już w latach trzydziestych ubiegłego wieku kultury tej bakterii wykorzystywane były jako insektycyd, ponieważ przy tworzeniu przetrwalników powstają toksyczne dla owada kryształy białkowe Cry. Dotychczas odkryto ponad 100 genów kodujących białka odpowiednie Cry, co pozwala na specyficzne wykorzystywanie ich w zwalczaniu konkretnych gatunków szkodników, bez toksycznego wpływ na inne.

W gatunkach uprawnych roślin okopowych sytuacja wygląda podobnie. Tu także trwają nieustające prace. W przypadku ziemniaka od nowych odmian wymaga się wysokiej odporności na choroby pochodzenia wirusowego, grzybowego i bakteryjnego oraz podwyższonej odporności na niektóre szkodniki atakujące rośliny i bulwy ziemniaka.

W buraku cukrowym dzięki hodowcom udało się wprowadzić odmiany odporne na herbicydy z grupy ALS, uzyskane drogą mutacji genów buraka. Hodowla odpornościowa w tym gatunku już od lat była i jest prowadzona na uzyskanie odmian tolerancyjnych na chwościk buraka i mątwika buraka, które są najbardziej dokuczliwe w plantacjach. Obecnie także pracuje się nad uzyskaniem odporności na wirusa żółtaczki nekrotycznej, co ma związek z ograniczeniem możliwości zwalczania mszyc z wykorzystywaniem zapraw neonikotynoidowych.

Z piedestału hodowli odpornościowej nie schodzą też sprawcy pozostałych chorób, przede wszystkim grzybowych. Praca hodowcy praktycznie nigdy się nie kończy, ponieważ gdy uzyska się odmianę odporną, później często dochodzi do przełamania odporności.