Kornela pētnieks ir pabeidzis gadu desmitiem ilgu programmu, lai izstrādātu jaunas tomātu šķirnes, kas dabiski pretojas kaitēkļiem un ierobežo vīrusu slimību pārnešanu ar kukaiņiem.
Marta Mutšlere-Ču, augu selekcionāre un ģenētiķe, kas vada programmu, nesen ASV Lauksaimniecības departamenta dīgļu plazmas sistēmā un Kalifornijas Deivisas Universitātes Tomātu ģenētikas resursu centrā deponēja sākotnējo pret kukaiņiem izturīgu tomātu pētniecības līniju komplektu. jābūt pieejamam ikvienam, lai piekļūtu augiem izpētei.
Šopavasar Mutschler-Chu pabeigs jauna 20 elites līniju komplekta izstrādi, kas pēc tam būs pieejama jebkuram ieinteresētam sēklu uzņēmumam, kas var audzēt pret kaitēkļiem izturīgas īpašības komerciālās šķirnēs. Jaunu šķirņu audzēšana sēklu uzņēmumiem varētu aizņemt piecus gadus, pirms tie sāks pārdot jaunas pret kukaiņiem izturīgas šķirnes.
Audzētājiem šie ieguvumi nodrošinās mazāku ražas zudumu un augļu bojājumus, vienlaikus novēršot vai samazinot pesticīdu lietošanu un aizsargājot vidi.
Kaitēkļu rezistence šajos tomātos tika pielāgota no savvaļas tomātiem, kuru dzimtene ir Peru, Solanum pennellii. Andu tomātam ir mazi matiņi, ko sauc par trichomiem, kas izdala cukura savienojumu pilienus, ko sauc par acilcukuriem, kas atbaida kukaiņus. Tādā veidā augi droši un dabiski atbaida dažādus kukaiņus, neļaujot tiem baroties, ēst lapas un pārnest vīrusus vai dēt olas, kur kāpuri var sabojāt augus.
"Jaunās līnijas apvieno labākas kvalitātes augus un augļus ar augstu acilcukura līmeni, kombinētajiem sēklu uzņēmumiem ir jāpārnes acilcukura īpašība komerciālās šķirnēs," sacīja Mutschler-Chu, Integratīvās augu zinātnes skolas, augu selekcijas un ģenētikas nodaļas emeritētais profesors. , kas ir daļa no Lauksaimniecības un dzīvības zinātņu koledžas.
Sākotnējo pētījumu līniju lauka un laboratorijas pārbaudēs augu zinātnieki no Kornelas un septiņiem citiem universitāšu partneriem (Ziemeļkarolīnas štata universitāte; Džordžijas universitāte, Klemsonas universitāte; Floridas universitāte; Kalifornijas universitāte, Deivisa; Kalifornijas universitāte, Riverside; un Tenesī Tehniskā universitāte) atklāja, ka pareizais acilcukura līmenis un forma kontrolē rietumu ziedu tripšus, kas izplata plankumaino vīti. vīruss, un saldo kartupeļu baltās mušiņas, kas pārnēsā dzelteno lapu čokurošanās vīrusu. Rezultātā ievērojami mazāk augu tika inficēti ar šīm postošajām slimībām, un lauka izmēģinājumi, šīs infekcijas notika sezonas beigās.
"Lai nodrošinātu vislabāko vīrusu kontroli, es esmu ieteicis sēklu uzņēmumiem izmantot divslāņu pieeju: izveidot hibrīdus gan ar acilcukura īpašību, gan standarta vīrusu rezistences gēniem," sacīja Mutšlers-Ču. Ja kukaiņiem, neskatoties uz acilcukuriem, izdodas inficēt augu ar vīrusu, pretvīrusu izturīgie gēni nodrošina papildu aizsardzību.
"Tā ir sistēma, kas aizsargās vīrusu rezistences gēnu lietderību, jo, ja augā nonāk mazāk vīrusu, samazinās arī iespējamība, ka vīrusam būs nejauša mutācija, kas ģenerē celmu, kas pārvar rezistenci," sacīja Mutšlers-Ču. Tāpat, tā kā acilcukuri nav toksiski un nenogalina kukaiņus, ir mazāks selekcijas spiediens, lai paši kukaiņi kļūtu toleranti, tāpēc tie lēnāk pielāgojas repelentam.
Jaunajām elites līnijām, kas drīzumā būs pieejamas sēklu uzņēmumiem, no to genomiem ir izņemta lielākā daļa savvaļas gēnu no S. pennellii, kas veicina agronomiski nevēlamas pazīmes. Mutschler-Chu saglabāja kritiskos acilcukura gēnus, vienlaikus noņemot daudzus citus savvaļas gēnus, kas izraisīja negatīvas pazīmes, piemēram, liekos zarus, mazus augļus un nepatīkamu aromātu. Lai gan sākotnējās pētniecības līnijas saturēja aptuveni 12% savvaļas S. pennellii DNS, jaunākās līnijas ir līdz aptuveni 2.5% savvaļas DNS.
Plašākā izteiksmē darbs praktiski demonstrē procesu, kā iekļaut vērtīgu īpašību, kuras pamatā ir drošs dabīgs savienojums, ko kontrolē daudzi gēni un kas ir efektīvs pret vīrusi un vairāki kaitēkļi, stratēģija, kas varētu gūt labumu arī citām kultūrām, sacīja Mutschler-Chu.
Lai gan elites līnijas tiks izlaistas ne tikai jebkuram sēklu uzņēmumam, lai tās varētu audzēt īpašības savās komerciālajās šķirnēs, pirms sēklu pārdošanas tiem būs jāpiesakās licencei Kornela tehnoloģiju licencēšanas centrā.