تحقیق مبارزه شیمیایی با عوامل بیماری زای گیاهی

اختصاصی از نیک فایل تحقیق مبارزه شیمیایی با عوامل بیماری زای گیاهی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود "پایین مطلب:
فرمت فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحه: 25
فهرست مطالب:

مبارزه شیمیایی با عوامل بیماری زای گیاهی

تاریخچه

کلیات

دارو درمانی

مصرف سموم وآلودگی های محیط زیست

منابع و ماخذ:

قسمتی از متن:

کلیات

کنترل شیمیایی بیماریهای گیاهی  در آینده تابعی از دانش بنیادی انسان از روابط متقابل میزبان و عوامل بیماری زای گیاهی (مخصوصا روابط متقابل به وجود می آیند که در کنترل بیماری موثرند و اصولا این ترکیبات توسط میزبان به وجود می آیند یا تحریک عوامل بیماری زا منجر به تولید آنها در میزبان می شود؟ به عنوان مثال فیتوالکسینها (Phytoalexins) به عنوان ترکیبات بیوشیمیایی تولید شده در میزبان  در اثر  حمله عوامل بیماری زا کم و بیش شناخته شده هستند و ساختمان مولکولی بسیاری از آنها نیز کشف واعلام گردیده است. هم اکنون تحقیقات در زمینه یافتن موادی که محرک ایجاد فیتوالکسینها باشند ادامه داشته و سعی در شناسایی این محرک از شتاب خوی برخوردار است. اگر این مولکولها به خوبی شناخته شوندمی توان از آنها به عنوان عوامل ایجاد فیتوالکسینها بر علیه بسیاری از عوامل بیماری زا استفاده نمود.

دانشمندانی که روی تولید قارچ کشهای جدید کار میکنند اخیرا سعی داشته اند  تا از روی ساختمان مولکولی فیتوالکسینهای  شناخته شده ای که دارای فعالیت ضد قارچ هستند مولکولهای جدیدی را طراحی و با کمک کامپیوترها از طریق تقلید ساختمان مولکولهای مواد شیمیایی طبیعی (مدل سازی) از خواص مولکولهای شیمیایی جدید بر علیه عوامل بیماری زا استفاده نمایند. قبل از مدل سازی دو مساله  باید به روشنی مشخص شده باشد:

1_  ساختمان شیمیایی ماده به طور کامل و صحیح شناسایی شده و رابطه ساختمانی آن با عملکرد بیولوژیکی  روشن شده  باشد.

2_ مشخص شود که آیا به کارگیری این ماده  شیمیایی طبیعی باعث حل کاملتر مشکلات قبلی می شود؟ به عبارت بهتر به کارگیری آن یک پیشرفت در فن آوری (تکنولوژی) سموم به حساب می آید یا خیر؟

می دانیم که بیشتر گیاهان نسبت  به غالب قارچها فاقد حساسیت هستند. مقاومت گیاهان ممکن است نتیجه نقص عامل بیماری زا گیاهی و میزبان در برقراری ارتباط منطقی و سازگار با یکدیگر باشد.  در بسیاری از موارد (و مخصوصا در مورد انگلهای اجباری مانند زنگها) بعد از تماس قارچ عامل با گیاه، فرایندهای بیوشیمیایی میزبان درمحل تماس تغییر می یابد. این تغییر ممکن است دلیل مهمی در عدم حساسیت بسیاری از گیاهان به پاره ای از عوامل بیماری زای گیاهی باشد.

اخیرا چند قارچکش پرقدرت جدید با طیف وسیع برای مصرف معرفی گردیده است که در بین آنها متالاکسیل (Metalaxyl=Ridomyl) ، تری دیمفون (Teriadimefon=Baylcton) که قارچ  کشهایی با خاصیت  جلوگیری از ساخته شدن  استرول ها می باشند، پروپیکونازول (Propiconazol=Tilt) ، ایمازالیل (Imazalil) دی کاربوکسی ماید (Dicarboximides=Rovral) وینکلوزولین (Vinclozolin=Ronilan) و فوستیل آلومینیوم (Fosetyl-Al=Aliette) از همه معروفتر و هر کدام حاصل تحقیقات روز افزون در زمینه گیاهپزشکی بوده اند. توجه تحقیقات گیاهپزشکی  بهغربال نمودن ترکیبات شیمیایی جهت یافتن چند نماتدکش و باکتری کش جدید نیز معطوف بوده است و مخصوصا چون دونماتدکش نماگون و فومازون ممنوع المصرف گردیده اند تلاش جهت کشف نماتدکشهای جدید افزایش یافته است و سعی می شود ترکیباتی برای مبارزه  با نماتدها انتخاب گردند که از تغذیه لاروها جلوگیری نموده و یا از تفریخ تخم  نماتدها ممانعت نماید.

تلاش در معرفی باکتری کشهای جدید نیز افزایش یافته است. زیرا بسیاری از باکتری کشهای مجود یا به خوبی عمل نمی کنند (ترکیبات مسی ) و یا باکتریها نسبت به آن مقاومت نشان می دهند (آنتی بیوتیکها). مشکل عمده تهیه باکتی کشهای جدید در این است که این ترکیبات  علاوه بر اینکه باید بر طیف وسیعی از جنسهای باکتریایی از قبیل Pseudomonas xanthomonas و Erwinia موثر باشند،  بلکه باید برتری چشمگیری نسبت به باکتری کشهای موجود نیز داشته باشند به گونه ای که کشاورزان خطر احتمالی (Risk)  آن را به راحتی بپذیرند.

تا چند سال اخیر،  موفقیتی  در جهت کنترل ویروسها حاصل نگردیده بود ولی اخیرا روشهای محافظت تقاطعی (Cross-Protection) و استفاده از روشهای مهندسی ژنتیک، به منظور ایمن نمودن میزبان درمقابل ویروسهای بیماری زای گیاهی، مورد توجه قرار گرفته و از نقاط روشن مبارزه بر علیه بیماریهای ویروسی به شمار می روند.

غربال نمودن ترکیبات جدید، برای یافتن سموم تازه و به صورت روز افزون، تابع ضوابط علمی خاص می گردد. انتخاب تصادفی مواد که قبلا مورد توجه بود، بستگی به پیدایش مواد شیمیایی جدید  داشت و در این گونه روشها مواد شیمیایی بدون در نظر گرفتن ضابطه خاصی برای فعالیتهای حیاتی  آنها غربال می گردیدند. ولی انتخاب سموم جدید  بر اساس تعاریف و انتظارات از پیش تعیین شده صورت می گیرد،  لذا زمانی که یک ترکیب شیمیایی جدید کشف  می گردد شیمیدانها بعد از کشف ساختمان مولکولی آن، مولکولهای شبیه به چنین ترکیباتی را  مدل سازی نموده واز نظر خواص حیاتی و تاثیر بر موجودات زنده مورد آزمایش قرار می دهند.  این مساله موجب پیدایش  مواد شیمیایی جدیدی گردیده است.به عنوان  مثال می توان به پیدایش متالاکسیل اشاره نمود که بدوا به منظور علف کش انتخاب شده بود ولی بعدها از آن به عنوان  یک قارچ کش جدید نیز استفاده شد زیرا که مشخص گردیده بود این ماده قادر است از ساخته شدن حلقه استرول در متابولیسم سلولی جلوگیری نماید.

هر قدر اطلاعات موجود در مورد فعالیتهای بیوشیمیایی میزبان وعامل بیماری زا افزایش می یابد و رابطه متقابل ساختمان شیمیایی مولکولهای شیمیایی و نوع فعالیتهای حیاتی این مولکولها کشف  می گردد، انتخاب سموم هم آسانتر می گردد. این انتخابها شدیدا به تحقیقات پایه در گیاه شناسی ، بیوشیمی، و فیزیولوژی گیاهی وابسته است و بدین  وسیله می توان  اطلاعات مربوط به اعمال بیوشیمیایی عامل بیماری زا و میزبان را کشف و اثر هر ماده شیمیایی را در متابولیسم هر  یک از آنها به دست آورد. در ایننوع تحقیقات بدون شک کامپیوتر ها ابزارهای مطمئن و موثری در جهت یافتن پدیده های جدید خواهند بود زیرا طراحی مولکولهای جدید و پیشرفته بر اساس نگهداری و تجزیه و تحلیل حجمهای بزرگی از اطلاعات خواهد بود که صرفا از طریق به کارگیری کامپیوترهای تکامل یافته امکان پذیر است.

با استفاده از مجموعه امکانات فوق، ساختمان مواد شیمیایی جدید به ساختمان مولکولهای طبیعی نزدیکتر شده است. به عنوان مثال  می توان از آنتی بیوتیکهایی که بر علیه عوامل بیماری های گیاهی به کار می روند، از قبیل  استرپتومیسین (Streptomycin) واکسی تتراسیکلین (Oxytetracyclin) و نیز از قارچ کش اختصاصی بر عیه بلاست برنج، والیدامیسین _ ا (Validamycin-A)   و هم چنین نماتدکش آورمکتین (Avarmectin) نام برد. اخیرا به کارگیری پاره ای از مواد شیمیایی در جهت  ایجاد مقاومتهای اکتسابی با استفاده از سیستمهای ایمن سازی گیاه، به شدت مورد توجه قرار گرفته است. بسیاری  از محققین دریافته اند که با تزریق ترکیبات خاص به دست آمده از عوامل بیماری زا و یا آلوده نمودن گیاه با میکروارگانیسمهای خاص، سیستم دفاعی گیاه به کار افتاده و گیاه مورد نظر از عوارض عوامل بیماری زا مصون می ماند به عنوان مثال مشخص گردیده که فوستیل آلومینیوم (Fosetyl-Al)  قادر است سیستم ایمنی گیاه میزبان را تحریک نماید به گونه ای که میزبان تولید فیتوالکسین نموده و بدین وسیله از تهاجم قارچها اواومیست (Oomycets) در امان بماند. در جهت شناسایی چنین  تحریک کننده هایی تحقیقات وسیعتری باید صورت پذیرد.

ایجاد یک ماده شیمیایی، از مرحله تولید تا به کارگیری و ثبت رسمی معمولا هفت الی نه  سال به طول می انجامد. سموم انتخاب شده باید بر طیف وسیعی از عوامل بیماری زای مهم و عمومی که خسارتهای اقتصادی مهمی در سطح جهانی وارد می سازند موثر باشد. از جمله این عوامل می توان  به موارد زیر اشاره نمود:

Meloidogyne incognita,Pyricularia oryzae, Monilia spp, phytophthora infestans, Uncinula necator,Erysiphe graminis, Venturia inaequalis.

بعد از انتخاب هر ترکیب شیمیایی، اثرات آن بر طیف وسیعی از موجودات مطالعه شده، چگونگی طرز عمل آن، سطوح حفاظت کنندگی و معالجه کنندگی و نیز اثرات چرخش سم در گیاه (Systemic) در آزمایشگاهها بررسی و سپس در مزارع تحقیقاتی کوچک و شرایط مزرعه آزمایش می گردند. بعد از آزمایشات فوق اثرات بیولوژیکی این سموم در مقایسه با سموم استاندارد قبلی ، گیاه سوزی، مقدار سمیت آن برای موجودات زنده، باقیمانده سموم در گیاهان و نیز وسایل ایمنی لازم در  زمان استفاده از آنها نیز مورد توجه و تحقیق قرار می گیرند و در صورت وجود برتری بر موارد مشابه جهت تولید تجارتی سم در سطح وسیع سرمایه گذاری صورت می گیرد. مدت لازم برای این گونه آزمایشات معمولا یکی دو سال خواهد بود.

بعد از معرفی هر سم ، انجام تحقیقاتی در جهت مدیریت به کار گیری آن الزامی است. زیرا مهمترین مساله ،  بعد از معرفی هر سم،  ایجاد مقاومت در عامل بیماری زا است. توجه به نکات زیر حائز اهمیت است:

1_ معمولا بین 15 تا 25 میلیون دلار هر ماده شیمیایی جدید هزینه می گردد.

2_ معمولا 7 الی 9  سال تحقیقات مربوط به معرفی هر سم به طول می انجامد.

طبیعی است چنین تلاشهایی که با صرف میلیونها دلار و سالها وقت همراه است زمانی می تواند کاملا مفید باشد که سازندگان سم در جهت یافتن مواد شیمیایی جدید سرمایه گذاری نمایند، به نحوی که مواد ارائه شده بتواند در گیاه پخش شده و با تحریک سیستم دفاعی میزبان آن را به دفاع در مقابل عوامل بیماری زا وادارد. متاسفانه تاکنون صاحبان صنایع شیمیایی و سم سازی در تعقیب چنین اهدافی نبوده و بیشترین سعی آنها بر آن است که با انجام تبلیغات فراوان،  فروش خود را افزایش دهند. به نظر می رسد (متاسفانه) آلودگی های زیست محیطی برای آنان نگران کننده نیست.

دارو درمانی

دارو درمانی یا شیمی درمانی (Chemotherapy) اصطلاحی است که برای کنترل بیماریهای گیاهی به وسیله یک ماده شیمیایی به کار گرفته می شود، به نحوی که این ماده بعد از ورود عامل بیماری زا به درون میزبان و استقرار یافتن آن، بتواند آن را از بین برده و یا اثرات سوء عامل بیماری راکاهش دهد. تاثیر مواد شیمیایی بر عوامل بیماری زا، به یکی  از روشهای زیر صورت می پذیرد:

1_ عامل بیماری را بعد از ورود به میزبان از بین می برد.

2_ از استقرار و ایجاد آلودگی توسط عامل  بیماری جلوگیری می کند.

3_  مقاومت میزبان را در مقابل عامل بیماری افزایش می دهد.

لازم به توضیح است که جلوگیری از استقرار و ایجاد آلودگی توسط عامل بیماری زا با مساله  درمان میزبان بیمار متفاوت می باشد. اصطلاح Chemotherapy  زمانی به کاربرده می شود که عامل بیماری زا در حالی که وارد بافتهای میزبان گردیده و در آن مستقر شده تحت تاثیر دارو درمانی و مصرف سم از بین رفته و میزان آلودگی کاهش یابد. در بیماری های گیاهی، مساله بسیار مهم یافتن نقطه ضعف عامل بیماری و استفاده از آن در مبارزه است. در مواردی از تجربیات نیز بهره گیری می شود. از جمله محققی به نام Stoddard  برای کنترل بیماری شمعدانی آلوده به Fusarium sp.  و یک نوع باکتی عامل پژمردگی، مخلوطی از استرپتومایسین و سولفات کینولینول را توسط آب آبیاری در اختیار بوته های میزبان قرار داده و گزارش نموده که شمعدانی ها به طور کامل معالجه گردیدند. در مورد شاهد که از مخلوط مذکور استفاده نشده بود، بوته های بیمار به طور  کامل پژمرده شده واز بین رفتند.

تاکنون در مورد قارچ کشها (و به طور کلی سموم سیستمیک) این نگرانی وجود داشته که سم علاوه بر عامل بیماری، سلولهای گیاه میزبان را هم از بین ببرد، ولی با پیشرفتهایی که در علم شیمی به وجود آمده عملا گیاه میزبان در معرض اثرات سوء جانبی مصرف سموم قرار نگرفته و به رشد و نمو خود ادامه می دهد.

اصولا تا به حال برای مبارزه با عوامل بیماری زای خاکزاد تناوب زراعی توصیه می گردید. ولی امروزه دانشمندان به دنبال یافتن نوعی مواد شیمیایی می باشند که بتواند مقاومت گیاه میزبان را در مقابل عوامل بیماری زای خاکزاد افزایش دهد. در صورت دسترسی به این قبیل مواد،  این عوامل بیماری زا قادر به حمله به میزبان نشده و از بین خواهند رفت.

کاهش جمعیت عوامل بیماری زای خاکزاد تا زیر آستانه اقتصادی خسارت، مستلزم صرف دقت، به کارگیری انرژی و مقدار معتنابهی قارچ کش قابل مصرف در خاک و بالطبع صرف هزینه زیاد می باشد. بنابراین در صورتی که با کاربرد ماده شیمیایی کمتری گیاه در مقابل عامل بیماری مقاوم گردد نتیجه بهتر و مطلوبتر خواهد بود. تا کنون سعی بر این  بوده که قارچ کشهای محافظتی (Protectant)  جدیدی به بازار عرضه گردد و عملا زمان و انرژی کمتری برای تولید سموم از بین برنده  (eradicant) صرف گردیده است. هامیلتون و همکای او برای کنترل بیماری لکه برگی گیلاس از سیکلوهگزامید (Cylohexamid) استفاده نمودند. آنها ماده مزبور را فقط روی قسمتی ازگیاه پخش  نموده و ضمن بررسی به این نتیجه رسیدند که این سم توسط آوندها به قسمتهای دیگر  منتقل و کاملا موثر واقع می گردد. حتی اثر سم در بافتهایی که پس از پاشیدن سم به وجود آمده  بود نیز ردیابی گردیده و از سرایت بیماری به آن بافتها نیز جلوگیری شد.

ورود قارچ کشهای محافظت کننده (Protectant) به محیط سلولی  موجب قطع اعمال حیاتی و عمل همانند سازی سلول میزبان می گردد.

 بنومیل (Benomyl) اولین قارچ کش سیستمیکی بود که عرضه شد ولی پس از آن گروههای مختلفی از سموم سیستمیک تولید و ارائه گردیدند.  از ویژگی های عمده قارچ کشهای سیستمیک انتخابی (selective) بودن آنها است، بدین معنی که قارچ کش فقط روی تعداد بخصوصی  از عوامل بیماری زا موثر است. به عنوان  مثال بنومیل و سایر مشقات بنزی میدازول (Benzimidazoles)  روی قارچهای ناقص و تعدادی از آسکومیستها موثر بوده ولی روی اواومی ستها (Oomycetes)  و پاره ای  از بازیدیومیست ها (Basidiomycetes)   تاثیر ندارند. بر عکس ریدومیل (Ridomyl)  فقط روی اواومی ستها (Oomycetest)   موثر و روی سایر رده های قارچی تاثیری ندارد. سم دیگری مثل کاربوکسین (Vitavax=Carboxin)  به عنوان قارچ کش سیستمیک علیه عوامل بیماری زای خاکزاد و به عنوان سم ضد عفونی کننده بذور استفاده می شود.  برای کنترل بهتر قارچها، توصیه می شود که از سموم محافظت کننده (Protectant)  و سیستمیک (Systemic)  به طور متناوب  استفاده گردد زیرا گروه اخیر در اثر تکرار در مصرف، موجب بروز مقاومت در عامل بیماری گردیده و عوامل بیماری زا عملا نسبت به این قارچ کشها حساسیتی از خود نشان نمی دهند.

بعضی از سموم  سیستمیک در مقادیر کم و به صورت گرانول در خاک (بر علیه قارچهای خاکزی) مورد استفاده قرار می گیرند. این سموم از طریق ریشه وارد اندامهای هوایی شده  و می توانند از بروز بیماریهای مربوط به برگ (مثل سفیدک پودری خیار) جلوگیری نمایند. از سم ریدومیل (Ridomyl) ، به صورت گرانول و به میزان 500 گرم در هکتار (ماده خالص) علیه بیماریهای ناشی از (Phytophthhora spp.) و (Pythium spp.) استفاده می گردد.

یکی از مشکلات استفاده از قارچ کشها کاربرد آنها در خاک است. خاک محیط زنده و فعالی است  و لذا احتمال وجود دارد که سم مصرفی قبل از رسیدن به عامل بیماری زا ، توسط میکروارگانیسمهای خاک تجزیه و بدون اثر گردد.  لذا برای مبارزه با بیماری خاکزی باید به سمومی که پایداری خوبی دارند بیشتر توجه نمود.

به طور کلی سموم دفع آفات نباتی از جمله موادی هستند که اسرار مربوط به کشف مولکول و تنکنولوژی ساخت و تهیه مواد همراه آنها توسط کشور سازنده به شدت مخفی نگه داشته  می شود زیرا در صورت شناخته شدن ماده اصلی و نحوه فرمولاسیون، کارخانجات سازنده رقبایی پیدا کرده و متحمل خسارتهای سنگینی می شوند.

معمولا سموم (در حالت عام) پس از کشف و پیدایش بایستی یک  طولانی تحقیق و بررسی و آزمایش  را بگذارنند. در طول این مدت اثرات سم روی انسان، حیوانات و محیط زیست  و همچنین اثرات آفت کشی آن مورد مطالعه دقیق قرار گرفته و نهایتا در صورت مثبت و مطلوب بودن، به عنوان یک سم عرضه خواهد شد.