Výskumník Cornell dokončil desaťročia trvajúci program na vývoj nových odrôd paradajok, ktoré prirodzene odolávajú škodcom a obmedzujú prenos vírusových chorôb hmyzom.
Martha Mutschler-Chu, šľachtiteľka rastlín a genetička, ktorá vedie program, nedávno uložila počiatočný súbor výskumných línií paradajok odolných voči hmyzu v systéme zárodočnej plazmy Ministerstva poľnohospodárstva USA a v Centre zdrojov genetiky pre paradajky na University of California-Davis, ktoré bude byť k dispozícii komukoľvek na prístup k rastlinám na výskum.
Túto jar Mutschler-Chu dokončí vývoj novej sady 20 elitných línií, ktoré budú potom dostupné všetkým zainteresovaným semenárskym spoločnostiam, ktoré môžu šľachtiť znaky odolnosti voči škodcom na komerčné odrody. Šľachtenie nových odrôd by mohlo výrobcom osív trvať až päť rokov, kým začnú predávať nové odrody odolné voči hmyzu.
Pre pestovateľov tieto výhody ponúknu menšie straty na úrode a poškodenie ovocia a zároveň eliminujú alebo znížia používanie pesticídov a chránia životné prostredie.
Odolnosť voči škodcom v týchto paradajkách bola prispôsobená divokej paradajke pochádzajúcej z Peru, Solanum pennellii. Andské paradajky majú malé chĺpky nazývané trichómy, ktoré vylučujú kvapôčky zlúčenín cukru, nazývaných acylcukry, ktoré odpudzujú hmyz. Týmto spôsobom rastliny bezpečne a prirodzene odpudzujú širokú škálu hmyzu, bránia mu kŕmiť sa, jesť listy a prenášať vírusy alebo klásť vajíčka, kde by larvy mohli poškodiť rastliny.
„Nové línie kombinujú kvalitnejšie rastliny a ovocie s vysokým obsahom acylsacharidov, čo je potrebné, aby spoločnosti vyrábajúce kombinované semená preniesli vlastnosť acylcukru do komerčných odrôd,“ povedal Mutschler-Chu, emeritný profesor zo Školy integračnej vedy o rastlinách, šľachtenia rastlín a sekcie genetiky. , súčasť Vysokej školy poľnohospodárskej a prírodných vied.
V terénnych a laboratórnych testoch počiatočných výskumných línií vedci rastlín z Cornell a siedmich ďalších univerzitných partnerov (štátna univerzita v Severnej Karolíne; University of Georgia, Clemson University; University of Florida; University of California, Davis; University of California, Riverside; a Tennessee Tech University) zistila, že správne hladiny a forma acylcukrov kontrolujú strapky západné, ktoré šíria vädnutie vírusa batátové molice, ktoré prenášajú vírus žltej kučeravosti listov. V dôsledku toho bolo týmito ničivými chorobami infikovaných podstatne menej rastlín a v r terénne pokusytieto infekcie sa vyskytli neskoro v sezóne.
"Pre najlepšiu kontrolu vírusov som navrhol, aby spoločnosti zaoberajúce sa osivom používali dvojvrstvový prístup: vytvárali hybridy s vlastnosťou acylcukor a štandardnými génmi odolnosti voči vírusom," povedal Mutschler-Chu. Ak sa hmyzu podarí infikovať rastlinu vírusom napriek acylcukrom, gény rezistentné voči vírusom poskytujú dodatočnú ochranu.
"Je to systém, ktorý ochráni užitočnosť génov rezistencie voči vírusom, pretože ak sa do rastliny dostane menej vírusu, pravdepodobnosť, že vírus bude mať náhodnú mutáciu, ktorá vytvorí kmeň, ktorý prekoná rezistenciu, sa tiež zníži," povedal Mutschler-Chu. Podobne, keďže acylcukry sú netoxické a nezabíjajú hmyz, existuje menší selekčný tlak na samotný hmyz, aby sa stal tolerantným, takže sa pomalšie prispôsobuje repelentu.
Nové elitné línie, ktoré budú čoskoro dostupné pre semenárske spoločnosti, majú z genómov odstránenú väčšinu divokých génov zo S. pennellii, ktoré podporujú agronomicky nežiaduce vlastnosti. Mutschler-Chu si zachoval kritické gény pre acylcukor a zároveň odstránil mnohé ďalšie divoké gény, ktoré spôsobovali negatívne vlastnosti, ako sú prebytočné vetvy, malé ovocie a nepríjemná chuť. Zatiaľ čo počiatočné výskumné línie obsahovali približne 12 % divokej DNA S. pennellii, najnovšie línie obsahujú približne 2.5 % divokej DNA.
V širšom zmysle práca prakticky demonštruje proces začlenenia hodnotnej vlastnosti založenej na bezpečnej prírodnej zlúčenine, kontrolovanej mnohými génmi, a ktorá je účinná proti vírusy a viacerých škodcov, čo je stratégia, ktorá by mohla byť prínosom aj pre iné plodiny, povedal Mutschler-Chu.
Zatiaľ čo elitné línie budú uvoľnené neexkluzívne pre akúkoľvek semenársku spoločnosť na šľachtenie vlastností do svojich komerčných odrôd, budú musieť požiadať o licenciu Cornell's Center for Technology Licensing predtým, ako budú môcť predávať semená.