Дослідник із Корнельського університету завершив десятирічну програму з розробки нових сортів помідорів, які природно протистоять шкідникам і обмежують передачу вірусних захворювань комахами.
Марта Мутшлер-Чу, селекціонер і генетик, яка керує програмою, нещодавно передала початковий набір дослідницьких ліній помідорів, стійких до комах, у системі зародкової плазми Міністерства сільського господарства США та Ресурсному центрі генетичних ресурсів помідорів Каліфорнійського університету в Девісі, який буде бути доступним для будь-кого, щоб отримати доступ до рослин для дослідження.
Цієї весни Mutschler-Chu завершить розробку нового набору з 20 елітних ліній, які потім будуть доступні для будь-якої зацікавленої насіннєвої компанії, яка може вивести стійкі до шкідників ознаки в комерційні сорти. Виведення нових сортів може зайняти насіннєві компанії до п’яти років, перш ніж вони почнуть продавати нові сорти, стійкі до комах.
Для виробників ці переваги забезпечать менші втрати врожаю та пошкодження плодів, а також усунуть або зменшать використання пестицидів та захистять навколишнє середовище.
Стійкість до шкідників у цих помідорів була адаптована з дикого перуанського томату Solanum pennellii. Андський помідор має маленькі волоски, які називаються трихомами, які виділяють краплі цукрових сполук, званих ацилцукрами, які відлякують комах. Таким чином рослини безпечно та природним чином відлякують різноманітних комах, не даючи їм харчуватися, поїдати листя та переносити віруси або відкладати яйця, де личинки можуть пошкодити рослини.
«Нові лінії поєднують рослини та фрукти кращої якості з високим рівнем ацилцукрів, комбінованим насіннєвим компаніям необхідно передати властивість ацилцукрів комерційним сортам», — сказав Мутшлер-Чу, почесний професор Школи інтегративного рослинництва, Секція рослинництва та генетики. , частина коледжу сільського господарства та природничих наук.
У польових і лабораторних випробуваннях початкових напрямків дослідження рослинники з Корнелла та семи інших університетів-партнерів (Університет штату Північна Кароліна; Університет Джорджії, Університет Клемсона; Університет Флориди; Університет Каліфорнії, Девіс; Університет Каліфорнії, Ріверсайд; і Технічний університет Теннессі) виявив, що правильні рівні та форма ацилцукрів контролюють західний квітковий трипс, який поширює плямисте в’янення вірусі білокрилки солодкої картоплі, які передають вірус жовтого скручування листя. У результаті значно менше рослин було заражено цими руйнівними хворобами, а в польові випробування, ці інфекції відбулися наприкінці сезону.
«Для найкращого контролю вірусів я запропонував компаніям, які займаються виробництвом насіння, використовувати двошаровий підхід: створювати гібриди як з ознакою ацилцукру, так і зі стандартними генами стійкості до вірусів», — сказав Мутшлер-Чу. Якщо комахам вдається заразити рослину вірусом, незважаючи на ацилцукри, гени стійкості до вірусів забезпечують додатковий захист.
«Це система, яка захищатиме корисність генів стійкості до вірусів, тому що, якщо менше вірусу потрапляє в рослину, ймовірність того, що вірус матиме випадкову мутацію, яка генерує штам, який долає стійкість, також зменшується», — сказав Мучлер-Чу. Подібним чином, оскільки ацилцукри нетоксичні та не вбивають комах, для самих комах менший тиск відбору, щоб вони стали толерантними, тому вони повільніше адаптуються до репеленту.
У нових елітних лініях, які незабаром будуть доступні насіннєвим компаніям, з геномів видалено більшість диких генів S. pennellii, які сприяють агрономічно небажаним ознакам. Mutschler-Chu зберіг критичні гени ацилцукру, одночасно видаливши багато інших диких генів, які викликали негативні риси, такі як надлишок гілок, дрібні плоди та неприємний смак. У той час як початкові дослідницькі лінії містили близько 12% дикої ДНК S. pennellii, найновіші лінії зменшилися приблизно до 2.5% дикої ДНК.
У ширшому плані робота практично демонструє процес включення цінної ознаки на основі безпечної природної сполуки, яка контролюється численними генами та ефективна проти віруси і численні шкідники, стратегія, яка також може принести користь іншим культурам, сказав Мучлер-Чу.
Хоча елітні лінії будуть випущені не виключно для будь-якої насіннєвої компанії для розмноження ознак у своїх комерційних сортах, їм потрібно буде подати заявку на отримання ліцензії в Корнельському центрі технологічного ліцензування, перш ніж вони зможуть продавати насіння.