Изследовател от Корнел е завършил продължила десетилетия програма за разработване на нови сортове домати, които естествено са устойчиви на вредители и ограничават пренасянето на вирусни заболявания от насекоми.
Марта Мутшлер-Чу, селекционер на растения и генетик, която ръководи програмата, наскоро депозира първоначален набор от устойчиви на насекоми линии за изследване на домати в системата за зародишна плазма на Министерството на земеделието на САЩ и Ресурсния център по генетика на домати в Калифорнийския университет в Дейвис, който ще да бъде на разположение на всеки за достъп до растенията за изследване.
Тази пролет Mutschler-Chu ще завърши разработването на нов набор от 20 елитни линии, които след това ще бъдат предоставени на всяка заинтересована компания за семена, която може да размножи устойчивите на вредители характеристики в търговски сортове. Отглеждането на нови сортове може да отнеме на компаниите за семена до пет години, преди да започнат да продават нови сортове, устойчиви на насекоми.
За производителите тези ползи ще предложат по-малко загуби на реколта и щети по плодовете, като същевременно елиминират или намалят употребата на пестициди и опазват околната среда.
Устойчивостта на вредители при тези домати е адаптирана от див домат, роден в Перу, Solanum pennellii. Андският домат има малки власинки, наречени трихоми, които отделят капчици захарни съединения, наречени ацилзахари, които отблъскват насекомите. По този начин растенията безопасно и естествено възпират голямо разнообразие от насекоми, като им пречат да се хранят, да ядат листа и да пренасят вируси или да снасят яйца, където ларвите могат да повредят растенията.
„Новите линии комбинират растения и плодове с по-добро качество с високи нива на ацилзахари, компаниите за комбинирани семена трябва да предадат характеристиката на ацилзахарта в търговски сортове“, каза Мутшлер-Чу, почетен професор в Училището по интегративна наука за растенията, Секция за развъждане на растения и генетика , част от Колежа по земеделие и природни науки.
В полеви и лабораторни тестове на първоначалните изследователски линии учените по растенията от Корнел и седем други университетски партньори (Щатски университет на Северна Каролина; Университет на Джорджия, Университет Клемсън; Университет на Флорида; Калифорнийски университет, Дейвис; Калифорнийски университет, Ривърсайд; и Техническият университет в Тенеси) установи, че правилните нива и форма на ацилзахари контролират западните цветни трипси, които разпространяват петнисто увяхване вируси белокрилки по сладките картофи, които пренасят вируса на жълто извиване на листата. В резултат на това значително по-малко растения са били заразени с тези опустошителни болести и в полеви опити, тези инфекции са настъпили в края на сезона.
„За най-добър контрол на вирусите предложих компаниите за семена да използват двуслоен подход: да създадат хибриди както с ацилзахарната характеристика, така и със стандартните гени за резистентност към вируси“, каза Мучлер-Чу. Ако насекомите успеят да заразят растение с вирус въпреки ацилзахарите, устойчивите на вируси гени осигуряват допълнителна защита.
„Това е система, която ще защити полезността на гените за резистентност към вируси, защото ако има по-малко вируси, навлизащи в растението, вероятността вирусът да има произволна мутация, която генерира щам, който преодолява резистентността, също намалява“, каза Мучлер-Чу. По същия начин, тъй като ацилзахарите са нетоксични и не убиват насекоми, има по-малък натиск за селекция за самите насекоми да станат толерантни, така че те се адаптират по-бавно към репелента.
Новите елитни линии, които скоро ще бъдат достъпни за компаниите за семена, имат повечето от дивите гени от S. pennellii, които насърчават агрономически нежелани черти, премахнати от техните геноми. Mutschler-Chu запази критичните ацилзахарни гени, като същевременно премахна много други диви гени, които причиниха отрицателни черти като излишни клони, малки плодове и неприятен вкус. Докато първоначалните изследователски линии съдържат около 12% дива ДНК на S. pennellii, най-новите линии са намалели до приблизително 2.5% дива ДНК.
В по-широк смисъл, работата на практика демонстрира процес за включване на ценна черта, базирана на безопасно естествено съединение, контролирано от множество гени и което е ефективно срещу вируси и множество вредители, стратегия, която може да бъде от полза и за други култури, каза Мучлер-Чу.
Въпреки че елитните линии ще бъдат пуснати неизключително за всяка компания за семена, за да развъжда характеристики в техните търговски сортове, те ще трябва да кандидатстват за лиценз в Центъра за технологично лицензиране на Корнел, преди да могат да продават семена.