Устойчивость растений к насекомым

Выведение растений, устойчивых к насекомым-вредителям, вирусам и гербицидам [c.389]

Растения, устойчивые к насекомым-вредителям [c.389]

Предложите несколько стратегий создания растений, устойчивых к насекомым-вредителям. [c.417]

Когда знакомишься с положением дела в области разработки новых средств защиты растений, порой создается впечатление, что проблема токсичности ядохимикатов для человека привлекает меньше внимания, чем нежелательное появление устойчивости вредных насекомых к новому инсектициду. Во всяком случае, этот последний феномен имеет столь большое экономическое значение, что становится понятно, почему отдел генетики растений Общества защиты от излучений и охраны окружающей среды преобразован в Институт генетики устойчивости . [c.170]

Внесение удобрений наряду с повышением урожая способствует повышению устойчивости растений к повреждениям насекомыми и к заболеваниям. [c.146]

Помимо основных, важнейших метаболитов, присутствующих во всех живых клетках, высшие растения содержат значительные количества вторичных метаболитов, таких, как фенилпропановые соединения, описанные нами в этой главе, а также флавоноиды и другие пигменты, терпены, алкалоиды и т. д. Френкель [19] рассмотрел некоторые гипотезы о причинах существования этих вторичных соединений, многие из которых характерны только для ограниченного числа видов. Полагают, что новые метаболиты возникали в ходе эволюции в результате случайных мутаций. Если эти соединения имели хотя бы небольшое значение для выживания мутанта — пусть это было даже совсем незначительное преимущество,— то этот мутант постепенно вытеснял родительский штамм из его экологической ниши или даже распространялся в другие ниши. Новые метаболиты могут повышать выживаемость растений, защищая их от грибов, бактерий или насекомых или делая их несъедобными для животных. Другие вещества могут способствовать опылению, привлекая к цветкам насекомых. Кроме того, могут возникать вещества, которые повышают устойчивость растений к засухе или морозу. Преимущества, обусловленные одревеснением, [c.370]

Использование устойчивых сортов зачастую повышает как урожай культуры, так и его качество. Более того, устойчивые растения часто сокращают популяции вредителей и в соседних посевах чувствительных культур. Поскольку фермер перестает нести непосредственные расходы, использование устойчивых сортов позволяет снизить себестоимость продукции, даже если прибыль небольшая. Все другие меры борьбы с вредителями требуют постоянного участия человека до, во время и даже после выращивания культуры, тогда как устойчивость дает возможность растениям самим защищать себя от вредителей или уменьшать урон, наносимый ими культуре. Успех других мер борьбы часто зависит от того, насколько строго соблюдаются правила их применения устойчивость же практически не зависит от изменчивости условий среды. Еще одно явное преимущество- устойчивых растений заключается в том, что насекомые, питающиеся на них, часто менее жизнеспособны и скорее гибнут при неблагоприятных внешних условиях (4]. С ними можно бороться, если это необходимо, меньшими дозами инсектицидов. Как оказалось, вредители, питающиеся на устойчивых сор- [c.98]

Устойчивость вредных организмов к ядам в пределах одной стадии (фазы) развития изменяется в зависимости от возраста, времени суток и времени года (сезона). Личинки насекомых более чувствительны к инсектицидам в раннем возрасте, а к моменту линьки их устойчивость возрастает. С возрастом увеличивается также устойчивость растений и грызунов. Для насекомых, зимующих в фазе имаго или личинки, характерна сезонная устойчивость. В конце лета или осенью эти виды более устойчивы к пестицидам, так как накапливают значительное количество жира и мало питаются. Весной они более чувствительны к ядам потому, что организм ослаблен длительной зимовкой. [c.32]

Применение системы защитных мероприятий предусматривает повышение устойчивости растений путем создания благоприятных условий роста, выведения устойчивых сортов растений, создания благоприятных условий для полезных насекомых, птиц и других животных. Система защитных мероприятий определяется на основании обследования насаждений и сигнализации о появлении вредителей и болезней. [c.73]

Устойчивость растений. Важным элементом в стратегии борьбы с насекомыми является селекция растений на устойчивость к поражению. Ценность этого подхода часто остается скрытой в связи с длительностью связанных с этим исследований, а также потому, что химикаты казались панацеей для избавления от вредителей. Кроме того, 10—20%-ное сокращение численности популяции вредителей, обеспечиваемое этим методом, слишком часто кажется недостаточным мы пренебрегали таким достижением, стремясь к 80—90%-ному сокращению другими методами. И, однако, в сочетании с другими средствами регулирования численности вредителей такие незначительные сокращения могут оказаться решающими. Совместные усилия энтомологов, селекционеров и биохимиков в лабораториях МСХ США в Браунсвилле (Техас) и в отделах энтомологии университетов Техаса, Миссисипи и Калифорнии (персонал в Дейвисе) могут помочь хлопководам отказаться от нескольких обработок инсек- [c.16]

В районах регулярного применения ядохимикатов все активнее развиваются устойчивые расы насекомых, штаммы возбудителей болезней и линии других вредителей. Наблюдается также массовое размножение исходно более стойких видов, ранее не представлявших опасности. Наконец, в связи с непрерывным ростом стоимости научных исследований и производства химических пестицидов экономичность защиты растений непрерывно падает. [c.5]

На устойчивость популяции могут отрицательно влиять все те факторы, которые влияют на устойчивость отдельных насекомых. Невосприимчивость отдельных насекомых к инфекционным болезням может быть обусловлена природной (врожденной) или приобретенной устойчивостью. Насекомые по своей природе невосприимчивы почти ко всем болезням растений и болезням других животных, а эти организмы, в свою очередь, обычно не поражаются болезнями насекомых. Некоторые болезни насекомых, особенно вирусные и протозойные, высокоспецифичны для отдельных видов хозяев или их действие ограничено немногими близкими видами насекомых. Как и у других животных, у насекомых может существовать природный либо приобретенный иммунитет, возникающий при активном или пассивном участии самих насекомых. [c.425]

Пороговые величины численности вредителя могут варьировать также в зависимости от состояния защищаемой культуры, определяемого фазами ее развития, агротехническим фоном и метеорологическими условиями, обусловливающими устойчивость растений к повреждениям и их регенерационные способности. Погода может существенно влиять и на вредоносность растительноядных насекомых, определяя интенсивность их питания. [c.14]

Критики зеленой революции пытались сфокусировать обш ес-твенное внимание на чрезмерном изобилии новых сортов, выведение которых якобы становилось самоцелью, как будто бы эти сорта сами по себе могли обеспечить столь чудодейственные результаты. Конечно, современные сорта позволяют повысить среднюю урожайность за счет более эффективных способов выращивания растений и ухода за ними, за счет их большей устойчивости к насекомым-вреди-телям и основным болезням. Однако они лишь тогда позволяют получить заметно больший урожай, когда им обеспечен надлежащий уход, выполнение агротехнических приемов в соответствии с календарем и стадией развития растений (внесение удобрений, полив, контроль влажности почвы и борьба с насекомыми-вредителями). Все эти процедуры остаются абсолютно необходимыми и для полученных в последние годы трансгенных сортов. Более того, радикальные изменения в уходе за растениями, повышение культуры растениеводства становятся просто необходимыми, если фермеры приступают к возделыванию современных высокоурожайных сортов. Скажем, внесение удобрений и регулярный полив, столь необходимые для получения высоких урожаев, одновременно создают благоприятные условия для развития сорняков, насекомых-вредителей и развития ряда распространенных заболеваний растений. Так что дополнительные меры по борьбе с сорняками, вредителями и болезнями неизбежны при внедрении новых сортов. [c.29]

Специалисты выделяют три волны в создании новых форм растений. Первая — создание растений с новыми свойствами устойчивости к вирусам, паразитам или гербицидам. На гребне этой волны (в конце 1980-х годов) получены генетически модифицированные сорта основных сельскохозяйственных культур с ключевыми признаками устойчивости. В растениях первой волны устойчивость обеспечивалась экспрессией всего одного гена, т. е. синтезом одного дополнительного белка. Относительно быстрый успех в создании растений первой волны во многом объясняется именно этим а также тем, что полезные гены брали либо у вирусов растений (ген белковой оболочки вируса, обеспечивающий устойчивости к данному вирусу), либо у почвенных бактерий (устойчивость к насекомым, гербицидам), иными словами, в хорошо изученных биологических объектах. [c.105]

ПОЛУЧЕНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ, УСТОЙЧИВЫХ К НАСЕКОМЫМ [c.71]

Не останавливаясь на огромном литературном материале, накопившемся к настоящему времени по вопросу о влиянии фитонцидов на микроорганизмы, патогенные для человека, а также на представителей животного мира — насекомых, червей и других, мы приведем лишь материалы, касающиеся роли фитонцидов в устойчивости растений к заболеваниям. [c.184]

Очень мало изучен до настоящего времени вопрос о физиологической природе устойчивости растения к различным вредным насекомым. A. Е. Арбузов с сотрудниками установил, что некоторые фосфорорганические соединения, безвредные для тканей растения, оказывают сильное ядовитое действие на насекомых-вредителей. Это действие обусловлено ингибированием деятельности холинэстеразы — фермента, играющего важную роль в обмене веществ нервной ткани насекомых. Протравливание семян перед посевом слабыми растворами указанных соединений делает всходы в течение нескольких недель ядовитыми для вредителей, тогда как на развитие самих растений эта мера не влияет. В последнее время обнаружены и другие органические соединения, весьма перспективные для борьбы как с микроорганизмами, так и с вредными насекомыми. [c.659]

В 1983 г. ученые вывели трансгенный табак, устойчивый к определенному виду вредителей, а уже через 4 года в массовую продажу поступили трансгенные растения, устойчивые к насекомым и гербицидам. Новая область биотехнологии позволила выводить новые культуры растений за 2 — 3 года, в то время как обычные методы селекции путем отбора и скрещивания давали возможность получать готовый продукт лишь за 10 и более лет. В настоящее время генная инженерия позволяет получать новые формы микроорганизмов, способных продуцировать полезные для животных и человека биологически активные продукты, в том числе и лекарственные вещества. [c.495]

Чаще всего в результате генно-инженерной модификации растения приобретают устойчивость к гербицидам, насекомым или вирусам. Устойчивость растений к гербицидам проявляется в их невосприимчивости к смертельным дозам химикатов по сравнению с другими, генетически не модифицированными растениями. Таким образом, создается возможность для более эффективного выращивания тех или иных сортов растений, толерантных к гербицидам. В результате генетических модифика- [c.497]

Процесс переноса и включения в генетический материал клеток растений чужеродной ДНК происходит в общем с небольшой частотой в лучшем случае трансформированной оказывается одна клетка на тысячу. Поэтому необходимо каким-то образом отделить такие клетки от остальных, создать для их деления и дальнейшего развития наиболее благоприятные условия. В этих целях вместе с желаемым геном (например, устойчивости к насекомым-вредителям, вирусам, гербицидам) вводят и второй, так называемый селективный ген. Чаще всего для этого используют гены устойчивости к антибиотикам. Если после введения чужеродной ДНК поместить клетки на питательную среду с антибиотиком, то на ней способны будут расти только трансформированные клетки. [c.29]

Трансгенные сорта сельскохозяйственных растений, устойчивые к насекомым-вредителям [c.47]

Основной целью биотехнологических экспериментов на растениях является создание новых сортов культурных растений. Большинство ранних исследований было направлено на получение высокоурожайных сортов растений без изменения их пишевой ценности. В растения вводили гены, обеспечиваюшие их устойчивость к насекомым-вредителям, вирусам, гербицидам, неблагоприятным условиям окружающей среды, и гены, замедляющие старение. Часть этих работ мы рассмотрим ниже. Кроме того, проводились эксперименты по изменению окраски цветов и качества растительньгх продуктов, а также по использованию растений в качестве биореакторов . [c.389]

В. thuringiensis ssp. kurstaki, практически не экспрессируются в растениях (табл. 18.1), а для выведения представляющих коммерческий интерес жизнеспособных растений, устойчивых к насекомым-вредителям, необходимо, чтобы эти белки синтезировались в больщом количестве. Пытаясь решить эту проблему, уменьшили размер встроенного гена так, чтобы синтезировалась только N-концевая часть молекулы токсина, и снабдили его сильным растительным промотором, чтобы повысить уровень экспрессии. Количество синтезируемого токсина при этом значительно увеличилось, и трансгенные растения получили некоторую защиту от насекомых-вредителей. [c.390]

Более мощное развитие корневой системы, стеблей повысит устойчивость растений к повреждениям вредными насекомыми (почвенными, скрытностеблевыми и сосущими). [c.575]

Токсичный белок был клонирован в Е. соИ и В. subtilis, и он экспрессируется даже в течение вегетативной фазы роста [629]. Одной фирмой успешно клонирован белок, токсичный для бабочек, в клетках табака, из которых было выращено целое растение, каждая клетка в нем вырабатывала токсин. Это растение устойчиво к насекомым поедая его листья, гусеницы умирают, не успев причинить значительного вреда [630]. [c.311]

Морфофизиологические анализы показали существование зависимости между видом предшественника и темпами прохождения этапов органогенеза органов плодоношения. Черный и гороховый пары создают более благоприятные условия для роста и развития озимой пшеницы, чем злаковые предшественники. Все это имеет определенное влияние на размеры вреда, причиняемого скрытностеблевыми вредителями. Оптимальные предшественники играют существенную роль в повышении устойчивости растений к определенным видам насекомых. [c.33]

Живые организмы пе остаются инертными к воздействию яда, у них есть целая серия защитных реакций рвотный акт, превращение ядов под де11ствием ферментов в нетоксичные соединения, выброс яда через заднюю кишку, накопление яда в мышечной ткани илн жировом теле и т, д. Подобные защитные реакции легли в основу появления устойчивых популяций насекомых, животных, растений и т. д. [c.94]

Сосудистый бактериоз. Бактериальное заболевание капусты и других культур из семейства Крестоцветные. Поражает сосудистую систему растений, вызывая увядание листьев. Листья желтеют, жилки у них становятся темными. Потемнение сосудов наблюдается и у кочерыг, что хорошо видно на их поперечном разрезе. У заболевших всходов желтеют и отмирают семядольные листья. Пораженная рассада отстает в росте. Кочан часто не образуется. Развитию болезни способствует теплая и влажная погода, а также повреждения растений насекомыми, живущими в почве. Слабо поражаются поздние сорта белокочанной капусты. Устойчивы к заболеванию сорта ее Завадовская, Бирючекутская 139, Судья 146 и др. Источником инфекции могут быть неразло-жившиеся растительные остатки, маточные кочерыги и семена, полученные от больных растений. [c.225]

Если правильны представления Френкеля [725, 726] о том, что основные требования к корму одинаковы у большинства насекомых, то этим потребностям удовлетворяет большинство растений и только необычные химические веш,ества, содержащиеся в растениях, привлекают или отпугивают растительноядных насекомых, и использование искусственных кормовых сред должно упрощаться. Прибавление к кормовой среде, полностью покрывающей потребность в корме (им могло бы служить почти любое растение, отвечающее физическим требованиям к корму) кормового аттрактанта, стимулирующего питание, должно удовлетворять требованиям насекомого к химическому составу корма. Нейтрализация или удаление веществ, отпугивающих насекомых из искусственного растительного корма, также должно обеспечить развитие насекомого. Нейтрализация факторов устойчивости растений-хозяев, возможно, осуществима, так как Бекк [130] доказал, что при относительно высоком содержании сахара в растениях кукурузы один из факторов ее устойчивости перестает препятствовать развитию гусениц стеблевого мотылька, хотя молодые гусеницы не нуждаются в сахарозе. Флешнер [706] считал, что отложение химикатов или пыли снижает устойчивость растения-хозяина против клещей. Основная теория Френкеля о том, что все клетки растения имеют одинаковый состав питательных веществ, требует более углубленной проверки, так как хотя растительные клетки могут иметь качественно одинаковый состав питательных веществ, но у потребляющих эти клетки насекомых могут возникать нарушения требующегося им равновесия питательных веществ в связи с количественными различиями в содержании этих веществ в клетках. Новые данные [c.272]

За последние 20 лет биотехнология, используя рекомбинантные (полученные за счет объединения вместе не встречающихся в природе фрагментов) ДНК, превратилась в неоценимый новый научный метод исследования и производства продукции сельского хозяйства. Это беспрецедентное проникновение в глубины генома — на молекулярный уровень — следует рассматривать как одну из важнейших вех на пути бесконечного познания природы. Рекомбинантная ДНК позволяет селекционерам отбирать и вводить в растения гены поодиночке , что не только резко сокращает время исследований по сравнению с традиционной селекцией, избавляя от необходимости тратить его на ненужные гены, но и дает возможность получать полезные гены из самых разных видов растений. Эта генетическая трансформация сулит огромную пользу для производителей сельскохозяйственной продукции, в частности, повышая устойчивость растений к насекомым-вредителям, болезням и гербицидам. Дополнительные выгоды связаны с выведением сортов, более устойчивых к недостатку или избытку влаги в почве, а также к жаре или холоду — основным характеристикам современных прогнозов грядущих климатических катаклизмов. Наконец, немалую выгоду может получить от биотехнологии и непосредственно потребитель, поскольку новые сорта обладают более высокими питaтeльны Jи свойствами и другими характеристиками, сказывающимися на здоровье. И это произойдет в ближайшие 10-20 лет [c.33]

Что касается потенциального влияния на окружающую среду, я считаю возражения против трансгенных сортов, содержащих ген Ba illus thuringiensis (Bt), особенно смехотворными. Не только в научной, но и в популярной литературе не раз описаны удивительные свойства этой бактерии — непревзойденного натурального инсектицида. Однако активисты борьбы с ГМО неустанно поносят введение гена Bt ъ любые растения, даже невзирая на то, что это позволяет резко сократить применение химикатов и, в отличие от последних, абсолютно безвредно для других животных и человека. Отчасти их возражения сводятся к опасениям, что широкое распространение растений, устойчивых к насекомым-вредителям благодаря введению в их геном гена Bt, вызовет мутацию насекомых, которая в итоге сделает применение подобных биологических инсектицидов неэффективным. Но эта цепочка рассуждений выглядит наивной. Нет никаких научных данных, которые бы заставили усомниться в том, что эта способность гена бактерии даровать растениям защищенность от насекомых-вредителей может быть утрачена, поскольку изменение таких свойств определяется программами динамического скрещивания, в которых участвуют как обычные, так и рекомбинантные ДНК, что надежно избавляет от приобретения вредных для организма качеств при мутациях. Это остается основой всех программ скрещивания и селекции растений на протяжении вот уже 70 лет. [c.36]

Помимо получения трансгенных растений с модифицированными запасными белками зерновых и бобовых проводятся работы по улучшению состава жирных кислот ряда масличных культур, и в первую очередь рапса. Семена рапса характеризуются высоким содержанием масла, однако, из-за большого количества в нем специфической длинноцепочечной эруковой кислоты, а также глюкозинолатов вкусовые и питательные качества рапсового масла резко снижаются. С помощью генетической инженерии и последующей селекции были получены сорта рапса, содержащие гены, контролирующие длину молекулы жирных ислот, что привело к снижению доли эруковой кислоты и улучшению к ачества рапсового масла. Аналогичные работы ведутся по получению модифицированных жирных кислот с повышенным содержанием ненасыщенных связей, что позволит получать растения, синтезирующие новые ценные жирные кислоты. Кроме того, в последнее время было показано, что изменение состава жирных кислот может приводить к повышению устойчивости растений к ряду насекомых, а также к действию пониженных температур. [c.68]

Наиболее важным фактором устойчивости растений к вредным организмам, по-видимому, являются вырабатываемые ими химические вещества, сходные по действию с феромонами животных. Так, томаты и картофель, поврежденные насекомыми, начинают вырабатывать вещества, нарушающие у вредителей переваривание пищи в плодах цитрусовых в подобных случаях синтезируются так называемые лимоноиды, которые угнетают процесс питания и вызывают приостановку развития насекомых некоторые лекарственные растения в ответ на нападение вредителей образуют нефтохинон, тормозящий у насекомых образование фермента, необходилюго для синтеза хитина во время их линьки. [c.99]

Проведенный в последние десятилетия анализ возможных факторов устойчивости растений в контексте проблем сопряженной эволюции с фитофагами привлек внимание исследователей к разнообразнейшим вторичным соединениям и метаболитам. Эти синтезируемые растениями соединения играют роль пищевых аттрактантов, стимулянтов или же пищевых репеллентов для многих насекомых. Для самих же растений они не столь необходимы, как первичные соединения, включаемые в основной метаболизм углеводов, жиров и белков. Сложность существующих здесь взаимодействий можно проиллюстрировать следующим примером обычный для крестоцветных (капустных) растений синигрин — токсин и пищевой репеллент для многих насекомых, приобретает значение необходимого пищевого стимулянта для капустной тли или капустной белянки. Гусеницы последней предпочитают голодать и гибнут в присутствии всех необходимых для поддержания жизни субстратов, лишенных, однако, не имеющего пищевой ценности синигрина. [c.113]

В таблице 3 представлен исчерпывающий перечень (по состоянию на конец 2003 года) всех трансгенных сельскохозяйственных и декоративных культур, официально разрешенных к хозяйственному использованию. В таблице 4 перечислены привнесенные признаки, продукты трансгенов (то есть протеины, ферменты, образующиеся в результате функционирования добавленных в растения генов), а также источники, откуда соответствующие гены были выделены. Как видим, допущены к использованию сорта растений, относящиеся к 16 видам, обладающие 7 новыми признаками или их комбинацией. Заметим, что отдельные признаки, например толерантность к гербицидам, можно конкретизировать в зависимости от гербицида толерантность к глифосату, глюфозинату, циклогексану, сульфонилмочевине и т.д. Устойчивость к насекомым колорадскому жуку, повреждающему картофель, личинкам мотыльков (европейский точильщик кукурузы, хлопковый коробочный червь, розовый коробочный червь хлопка и др.), корневым червецам на кукурузе и т.д. [c.36]

Кроме финансовой прибыли выращивание ГМО несет ощутимые социальные и экологические выгоды. Сокращение обработки полей пестицидами и отказ от вспашки уменьшают интенсивность эксплуатации сельскохозяйственной техники и соответственно расход топлива и выбросы углекислого газа в атмосферу. Благодаря использованию менее вредных для окружающей среды гербицидов снижается химическая загрязненность воды и почвы. Предотвращается эрозия почвы, поскольку использование генетически модифицированных растений, устойчивых к гербицидам, позволяет перейти на щадящий беспахотный метод обработки почвы. Это, а также использование сортов с избирательной устойчивостью к насекомым-вредителям в усло-ВР1ЯХ снижения интенсивности применения инсектицидов увеличивает биоразнообразие. На полях, занятых трансгенными сортами, отмечено увеличение численности популяций птиц, полезных насекомых. [c.43]

Среди всех трансгенных культур гербицидоустойчивые формы составляют подавляющее большинство. Так, в 2003 году в мире под ними было занято 73% площади, засеянной генно-инженерными сортами, или 49,7 млн гектаров. Еще 8% общей площади занимали трансгенные сорта, обладающие устойчивостью к гербицидам в сочетании с устойчивостью к насекомым-вредителям. Эта ситуация объясняется следующими факторами. Во-первых, устойчивость к гербицидам — очень важный для сельскохозяйственной культуры признак, позволяющий существенно снизить издержки производства за счет более эффективного контроля над сорными растениями. Во-вторых, благодаря относительно простому характеру генетического контроля этого признака, хорошей изученности соответствующих генов получать гербицидоустойчивые ГМО намного проще, чем, скажем, устойчивые к засухе или засолению, И наконец, не следует забывать, что первые генно-инженерные исследования в основном финансировались крупнейшими транснациональными компаниями, специализирующимися на производстве выше названных пестицидов. Естественно, они были заинтересованы прежде всего в создании сортов растений, устойчивых к их продукции. [c.45]

Говоря о генетически модифицированных сортах, устойчивых к насекомым-вредителям, следует отметить одну важную деталь. Все они являются более совершенными продуктами генетической инженерии по сравнению с первыми гербицидоустойчивыми формами. При их создании, в частности, использованы более точные механизмы регулирования активности трансгенов за счет применения не вирусных промоторов, а растительных. Так, в Bt-кукурузе использован промотор гена фосфоенолпируваткарбоксилазы самой же кукурузы, который обеспечивает экспрессию (активность) Bt-генов исключительно в зеленых тканях растения (листьях, стебле). Именно благодаря этому нет Bt-протеина в зрелом зерне и силосе. Для создания Bt-картофеля использован другой промотор — ats 1А малой субъединицы рибулозо- [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология