Биотехнология и
защита растений
Тема 1. Наука биотехнологии в защите растений. Предмет, функции и
история развития
План
1.Предмет, задача и значение темы «Биотехнология в защите растений».
2.Достижения и перспективы науки биотехнологии защиты растений
сегодня.
3.История развития биотехнологии защиты растений.
Вспомните!
Что такое биотехнология?
Какое значение для промышленности и сельского хозяйства имеет селекция
микроорганизмов?
Биотехнология –
это использование организмов, биологических
систем или биологических процессов в промышленном производстве.
Термин «биотехнология» получил широкое распространение с середины 70-
х гг. XX в., хотя ещё с незапамятных времён человечество использовало
микроорганизмы в хлебопечении и виноделии, при производстве пива и в
сыроварении. Любое производство, в основе которого лежит биологический
процесс, можно рассматривать как биотехнологию. Генная, хромосомная и
клеточная инженерия, клонирование сельскохозяйственных растений и
животных – это различные аспекты современной биотехнологии.
Биотехнология позволяет не только получать важные для человека
продукты, например, антибиотики и гормон роста, этиловый спирт и кефир,
но и создавать организмы с заранее заданными свойствами гораздо быстрее,
чем с помощью традиционных методов селекции.
Существуют
биотехнологические процессы по очистке сточных вод, переработке
отходов, удалению нефтяных разливов в водоёмах, получению топлива. Эти
технологии основаны на особенностях жизнедеятельности некоторых
микроорганизмов.
Появляющиеся современные биотехнологии изменяют наше общество,
открывают новые возможности, но одновременно создают определённые
социальные и этические проблемы.
Научной основой биотехнологии являются принципы биохимии и
микробиологии, молекулярной (клеточной) биологии и генетики, а также
других смежных биологических дисциплин: растениеводства и селекции,
энтомологии и
фитопатологии, зоологии и экологии, охраны окружающей
среды.
Практическое
значение
и
конечный
итог
деятельности
сельскохозяйственной биотехнологии как научно-практической отрасли
биологии заключается в промышленном получении ценных продуктов
сельскохозяйственного
производства
для
медицины,
питания,
промышленности,
поддержания
гомеостаза
среды
существования
человечества.
В результате изучения дисциплины студенты агрономического
факультета должны знать теоретические основы сельскохозяйственной
биотехнологии – принципы генной инженерии, культивирования «in vitro»
органов, тканей, клеток и изолированных протопластов высших растений,
использования гормонов растений и животных;
методы диагностики
фитопатогенных вирусов; технологию получения микробиологических
препаратов для борьбы с вредными организмами; принципы использования
полезных макро- и микроорганизмов в области защиты растений и охраны
окружающей среды.
Вы успели ознакомиться с технологией мелкотоннажного производства
микробиопрепаратов для защиты растений от вредителей и болезней;
технологиями массового разведения трихограммы, габробракона, энкарзии,
хищной галлицы афидимизы, фитосейулюса и
других энтомофагов;
использованием дождевых червей и комнатных мух для переработки
органических отходов и производства биогумуса.
В растениеводстве (в широком смысле, включая возделывание
полевых, овощных, плодово-ягодных, декоративных, лесных культур)
используют сортимент сортов и гибридов, которые обладают различной
устойчивостью к болезням и вредителям, а также к растениям-паразитам,
поэтому приходится прибегать к различным способам защиты недостаточно
устойчивых сортов (и
гибридов; каждый раз будем иметь в виду это
добавление, если только не потребуется рассматривать упомянутые
категории отдельно). Но наиболее радикальный способ защиты — изменение
самого сортимента: выведение устойчивых сортов и гибридов. Последнее
связано с генетикой иммунитета (устойчивости).
Не следует думать, что выведение новых устойчивых сортов всегда
наилучший путь решения проблемы. Выбор пути зависит от возможности
достижения устойчивости селекционным путем, соображений экономики и
экологической безопасности. Случаи, когда селекция неэффективна,
достаточно многочисленны:
трудно представить себе сорт, устойчивый к
саранче или повреждению птицами. Но это явные случаи. Есть немало и
неявных, когда попытки выведения устойчивых сортов не приносят успеха
вследствие высокой вирулентности патогена или других причин, хотя в
будущем, возможно, такой успех будет достигнут. Примером может служить
выведение сортов томата, устойчивых к фитофторозу, огурца, достаточно
устойчивых к ложной мучнистой росе и т. д.
Агротехническая защита может оказаться экономически более
оправданной, чем селекционная. Так, в Западной
Европе селекционеры
длительное время не вели селекцию на устойчивость злаков к головневым
заболеваниям, поскольку протравливание семян, очевидно, обходилось
дешевле, чем селекция на устойчивость, при которой пришлось бы ко
многим хозяйственно полезным свойствам добавить еще и устойчивость к
головне, что осложнило бы селекционный процесс. Однако селекция на
устойчивость к головневым заболеваниям ведется в настоящее время и в
странах Западной Европы.
По-видимому, это связано с соображениями
экологической безопасности. Можно утверждать, что главным фактором,
определяющим выбор способа защиты от вредных организмов, является
степень
сложности
селекции
на
устойчивость
или
вообще
бесперспективность селекционного пути. Наконец, в ряде случаев выгодным
оказывается сочетание разных способов защиты: определенная степень
наследственной устойчивости может усиливаться мерами агротехнического
характера.
Например,
относительную
устойчивость
раннеспелых
сортов
подсолнечника к гнилям корзинки дополняют севооборотом, в котором
культура возвращается на прежнее поле не ранее чем через 8... 10 лет.
Следует
отметить, что использование устойчивых сортов позволяет не
только сохранить урожай, но и избежать ухудшения качества продукции,
связанного с поражением болезнями и повреждением вредителями. Известно,
например, что поражение пшеницы пыльной головней, подсолнечника
гнилями корзинки сильно снижает качественные показатели продукции, а в
некоторых случаях она становится и вовсе не пригодной для пищевых целей.
Повреждение пшеничного зерна клопом-черепашкой, как это отмечалось
ранее, резко снижает его хлебопекарные качества. Разные сорта неодинаково
реагируют на поражение болезнями и повреждение вредителями в смысле
ухудшения качества продукции.