Cornelli teadlane on lõpetanud aastakümneid kestnud programmi uute tomatisortide väljatöötamiseks, mis on loomulikult vastu kahjuritele ja piiravad viirushaiguste levikut putukate poolt.
Programmi juhtiv taimekasvataja ja geneetik Martha Mutschler-Chu paigutas hiljuti USA põllumajandusministeeriumi iduplasmasüsteemi ja California-Davise ülikooli tomatigeneetika ressursikeskusesse esialgse putukakindlate tomatite uurimisliinide komplekti. olema kõigile kättesaadav taimedele uurimistööks.
Sel kevadel viib Mutschler-Chu lõpule uue 20 eliitliini komplekti väljatöötamise, mis tehakse seejärel kättesaadavaks igale huvitatud seemneettevõttele, kes võib kahjurikindlad omadused kaubanduslikeks sortideks aretada. Uute sortide aretamiseks võib seemneettevõtetel kuluda kuni viis aastat, enne kui nad hakkavad müüma uusi putukakindlaid sorte.
Kasvatajate jaoks pakuvad need eelised väiksemat saagikadu ja viljakahjustusi, kõrvaldades või vähendades samal ajal pestitsiidide kasutamist ja kaitstes keskkonda.
Nende tomatite kahjuriresistentsus oli kohandatud Peruu loodusliku tomati Solanum pennellii poolt. Andide tomatil on väikesed karvad, mida nimetatakse trihhoomideks, mis eritavad putukaid tõrjuvate suhkruühendite tilgad, mida nimetatakse atsüülsuhkruteks. Nii peletavad taimed ohutult ja loomulikult ära paljusid erinevaid putukaid, takistades neil toitumast, lehtede söömisest ja viiruste edasikandumisest või munemisest, kus vastsed võivad taimi kahjustada.
"Uued liinid ühendavad parema kvaliteediga taimi ja puuvilju kõrge atsüülsuhkru tasemega. Kombineeritud seemneettevõtted peavad kandma atsüülsuhkru omadust kaubanduslikesse sortidesse," ütles integreeriva taimeteaduse kooli, taimekasvatuse ja geneetika sektsiooni emeriitprofessor Mutschler-Chu. , mis kuulub Põllumajandus- ja maateaduste kolledžisse.
Esialgsete uurimisliinide väli- ja laboratoorsetes katsetes osalesid Cornelli ja seitsme teise ülikoolipartneri taimeteadlased (Põhja-Carolina osariigi ülikool; Georgia ülikool, Clemsoni ülikool; Florida ülikool; California ülikool, Davis; California ülikool, Riverside; ja Tennessee tehnikaülikool) leidis, et atsüülsuhkrute õige tase ja vorm kontrollivad läänepoolseid lilletrippe, mis levitavad täpilist närbumist. viirus, ja bataadi valged kärbsed, mis edastavad kollase lehekäreduse viirust. Selle tulemusena nakatus nende laastavate haigustega oluliselt vähem taimi ja aastal väliuuringud, tekkisid need nakkused hooaja lõpus.
"Parima viirusetõrje tagamiseks olen soovitanud seemneettevõtetel kasutada kahekihilist lähenemisviisi: luua hübriide nii atsüülsuhkru tunnuse kui ka standardsete viirusresistentsuse geenidega," ütles Mutschler-Chu. Kui putukatel õnnestub vaatamata atsüülsuhkrutele taime viirusega nakatada, pakuvad viirusresistentsed geenid täiendavat kaitset.
"See on süsteem, mis kaitseb viiruseresistentsuse geenide kasulikkust, sest kui taimesse satub vähem viirust, väheneb ka tõenäosus, et viirusel on juhuslik mutatsioon, mis tekitab tüve, mis ületab resistentsuse," ütles Mutschler-Chu. Samamoodi, kuna atsüülsuhkrud on mittetoksilised ega tapa putukaid, on putukatel endil väiksem selektsioonisurve muutuda tolerantseks, mistõttu nad kohanevad tõrjevahendiga aeglasemalt.
Peagi seemnefirmadele kättesaadavate uute eliitliinide genoomidest on eemaldatud enamik S. pennellii metsikuid geene, mis soodustavad agronoomiliselt ebasoovitavaid tunnuseid. Mutschler-Chu säilitas kriitilised atsüülsuhkru geenid, eemaldades samal ajal paljud teised looduslikud geenid, mis põhjustasid negatiivseid jooni, nagu liigsed oksad, väikesed puuviljad ja kõrvalmaitse. Kui esialgsed uurimisliinid sisaldasid umbes 12% looduslikku S. pennellii DNA-d, siis uusimad liinid on umbes 2.5% loodusliku DNA-ga.
Laiemas plaanis demonstreerib töö praktiliselt protsessi väärtusliku tunnuse lisamiseks, mis põhineb ohutul looduslikul ühendil, mida kontrollivad paljud geenid ja mis on tõhus viirused ja mitmed kahjurid, strateegia, mis võib olla kasulik ka teistele põllukultuuridele, ütles Mutschler-Chu.
Kuigi eliitliinid vabastatakse mitteainuõiguslikult kõikidele seemneettevõtetele, et oma kaubanduslikke sorte paljundada, peavad nad enne seemnete müümist taotlema litsentsi Cornelli tehnoloogialitsentsimise keskusest.