Raziskovalec s Cornella je zaključil desetletja trajajoč program za razvoj novih sort paradižnika, ki so naravno odporne proti škodljivcem in omejujejo prenos virusnih bolezni z žuželkami.
Martha Mutschler-Chu, žlahtniteljica rastlin in genetičarka, ki vodi program, je pred kratkim deponirala začetni niz raziskovalnih linij paradižnika, odpornega proti žuželkam, v sistem zarodne plazme Ministrstva za kmetijstvo ZDA in Center za genetiko paradižnika na Univerzi Kalifornije v Davisu, ki bo biti na voljo vsem za dostop do rastlin za raziskave.
To pomlad bo Mutschler-Chu dokončal razvoj novega sklopa 20 elitnih linij, ki bodo nato na voljo vsem zainteresiranim semenarskim družbam, ki bodo lahko vzgojile lastnosti, odporne proti škodljivcem, v komercialne sorte. Žlahtnjenje novih sort bi lahko semenarskim podjetjem vzelo do pet let, preden začnejo prodajati nove sorte, odporne proti insektom.
Pridelovalcem bodo te koristi ponudile manjšo izgubo pridelka in škodo na sadju, hkrati pa bodo odpravile ali zmanjšale uporabo pesticidov in zaščitile okolje.
Odpornost na škodljivce pri teh paradižnikih je bila pridobljena iz divjega paradižnika, ki izvira iz Peruja, Solanum pennellii. Andski paradižnik ima majhne dlake, imenovane trihomi, ki izločajo kapljice sladkornih spojin, imenovanih acilsladkorji, ki odganjajo insekte. Na ta način rastline varno in naravno odvračajo najrazličnejše žuželke, jim onemogočajo hranjenje, objedanje listov in prenašanje virusov ter odlaganje jajčec, kjer bi ličinke lahko poškodovale rastline.
»Nove linije združujejo bolj kakovostne rastline in sadje z visoko vsebnostjo acilsladkorjev, kombinirana semenska podjetja morajo prenesti lastnost acilsladkorja v komercialne sorte,« je povedal Mutschler-Chu, zaslužni profesor na Šoli za integrativno znanost o rastlinah, Oddelek za žlahtnjenje rastlin in genetiko. , del Visoke šole za kmetijstvo in biosistemske vede.
V terenskih in laboratorijskih testih začetnih raziskovalnih linij so rastlinski znanstveniki iz Cornella in sedmih drugih univerzitetnih partnerjev (Univerza Severne Karoline; Univerza Georgia, Univerza Clemson; Univerza Florida; Univerza Kalifornije, Davis; Univerza Kalifornije, Riverside; in Univerza Tennessee Tech) je ugotovila, da prave ravni in oblika acilsladkorjev nadzorujejo zahodne cvetne tripse, ki širijo pegasto uvelost virus, in sladke krompirjeve bele mušice, ki prenašajo virus rumene zvijanosti listov. Posledično je bilo bistveno manj rastlin okuženih s temi uničujočimi boleznimi in v testi na terenu, so se te okužbe zgodile pozno v sezoni.
"Za najboljšo kontrolo virusov sem predlagal, da semenarska podjetja uporabljajo dvoslojni pristop: ustvarite hibride tako z lastnostjo acilsladkorja kot s standardnimi geni za odpornost na viruse," je dejal Mutschler-Chu. Če žuželke kljub acilsladkorjem uspejo okužiti rastlino z virusom, dodatno zaščito zagotovijo geni, odporni na viruse.
"To je sistem, ki bo zaščitil uporabnost genov za odpornost proti virusom, ker če manj virusa pride v rastlino, se zmanjša tudi verjetnost, da bo imel virus naključno mutacijo, ki ustvari sev, ki premaga odpornost," je dejal Mutschler-Chu. Podobno, ker acilsladkorji niso strupeni in ne ubijajo žuželk, je manjši selekcijski pritisk za žuželke same, da postanejo tolerantne, zato se počasneje prilagajajo repelentu.
Novim elitnim linijam, ki bodo kmalu na voljo semenarskim podjetjem, je bila iz njihovih genomov odstranjena večina divjih genov iz S. pennellii, ki spodbujajo agronomsko nezaželene lastnosti. Mutschler-Chu je ohranil kritične gene za acilsladkor, medtem ko je odstranil številne druge divje gene, ki so povzročili negativne lastnosti, kot so odvečne veje, majhno sadje in neprijeten okus. Medtem ko so začetne raziskovalne linije vsebovale približno 12 % divje DNK S. pennellii, so najnovejše linije zmanjšale na približno 2.5 % divje DNK.
V širšem smislu delo praktično prikazuje postopek za vključevanje dragocene lastnosti, ki temelji na varni naravni spojini, ki jo nadzirajo številni geni in je učinkovita proti virusi in več škodljivcev, strategija, ki bi lahko koristila tudi drugim pridelkom, je dejal Mutschler-Chu.
Medtem ko bodo elitne linije izdane neizključno za katero koli semenarsko družbo za vzrejo lastnosti v svoje komercialne sorte, bodo morale zaprositi za licenco pri Cornellovem centru za tehnološko licenciranje, preden bodo lahko prodajale semena.