Kerusakan tanaman akibat persaingan dengan gulma dan hama lain, termasuk virus, bakteri, jamur, dan serangga, sangat mengganggu produktivitas tanaman dan dalam beberapa kasus dapat menghancurkan tanaman sepenuhnya. Saat ini, hasil panen yang andal diperoleh dengan menggunakan varietas tahan penyakit, praktik pengendalian hayati, dan dengan menggunakan pestisida untuk mengendalikan penyakit tanaman, serangga, gulma, dan hama lainnya. Pada tahun 1983, $1,3 miliar dihabiskan untuk pestisida—tidak termasuk herbisida—untuk melindungi dan membatasi kerusakan tanaman akibat penyakit tanaman, nematoda, dan serangga. Potensi kerugian tanaman jika tidak menggunakan pestisida jauh melebihi nilai tersebut.
Selama kurang lebih 100 tahun, pemuliaan tanaman untuk ketahanan terhadap penyakit telah menjadi komponen penting produktivitas pertanian di seluruh dunia. Namun, keberhasilan yang dicapai melalui pemuliaan tanaman sebagian besar bersifat empiris dan dapat bersifat sementara. Artinya, karena kurangnya informasi dasar tentang fungsi gen ketahanan, penelitian seringkali bersifat acak, alih-alih eksplorasi yang ditargetkan secara spesifik. Selain itu, hasil apa pun dapat bersifat sementara karena sifat patogen dan hama lainnya yang berubah seiring informasi genetik baru diperkenalkan ke dalam sistem agroekologi yang kompleks.
Contoh yang sangat baik dari efek perubahan genetik adalah sifat serbuk sari steril yang dibiakkan ke dalam sebagian besar varietas jagung utama untuk membantu produksi benih hibrida. Tanaman yang mengandung sitoplasma Texas (T) mentransfer sifat steril jantan ini melalui sitoplasma; sifat ini terkait dengan jenis mitokondria tertentu. Tanpa diketahui oleh para pemulia, mitokondria ini juga rentan terhadap toksin yang dihasilkan oleh jamur patogen.HelminthosporiummaydisHasilnya adalah epidemi penyakit busuk daun jagung di Amerika Utara pada musim panas tahun 1970.
Metode yang digunakan dalam penemuan bahan kimia pestisida sebagian besar bersifat empiris. Dengan sedikit atau tanpa informasi sebelumnya tentang cara kerjanya, bahan kimia diuji untuk memilih bahan kimia yang dapat membunuh serangga, jamur, atau gulma target tetapi tidak membahayakan tanaman pangan atau lingkungan.
Pendekatan empiris telah menghasilkan keberhasilan luar biasa dalam mengendalikan beberapa hama, terutama gulma, penyakit jamur, dan serangga, tetapi perjuangannya masih terus berlanjut, karena perubahan genetik pada hama ini seringkali dapat memulihkan virulensinya terhadap varietas tanaman yang resisten atau membuat hama tersebut resisten terhadap pestisida. Yang hilang dari siklus kerentanan dan resistensi yang tampaknya tak berujung ini adalah pemahaman yang jelas tentang organisme dan tanaman yang diserangnya. Seiring dengan meningkatnya pengetahuan tentang hama—genetika, biokimia, dan fisiologinya, inangnya, dan interaksi di antara mereka—langkah-langkah pengendalian hama yang lebih terarah dan efektif akan dirancang.
Bab ini mengidentifikasi beberapa pendekatan penelitian untuk pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme biologis fundamental yang dapat dimanfaatkan untuk mengendalikan patogen tanaman dan serangga. Biologi molekuler menawarkan teknik baru untuk mengisolasi dan mempelajari aksi gen. Keberadaan tanaman inang yang rentan dan resisten serta patogen virulen dan avirulen dapat dimanfaatkan untuk mengidentifikasi dan mengisolasi gen yang mengendalikan interaksi antara inang dan patogen. Studi tentang struktur halus gen-gen ini dapat memberikan petunjuk tentang interaksi biokimia yang terjadi antara kedua organisme dan regulasi gen-gen ini dalam patogen dan jaringan tanaman. Di masa depan, metode dan peluang untuk transfer sifat-sifat ketahanan yang diinginkan ke tanaman budidaya dapat ditingkatkan dan, sebaliknya, untuk menciptakan patogen yang virulen terhadap gulma atau hama artropoda tertentu. Peningkatan pemahaman tentang neurobiologi serangga serta kimia dan aksi zat-zat modulasi, seperti hormon endokrin yang mengatur metamorfosis, diapause, dan reproduksi, akan membuka jalan baru untuk mengendalikan hama serangga dengan mengganggu fisiologi dan perilaku mereka pada tahap-tahap kritis dalam siklus hidup.
Waktu posting: 14-Apr-2021