Výzkumný pracovník společnosti Cornell dokončil desetiletí trvající program vývoje nových odrůd rajčat, které přirozeně odolávají škůdcům a omezují přenos virových onemocnění hmyzem.
Martha Mutschler-Chu, šlechtitelka rostlin a genetička, která program vede, nedávno uložila první sadu výzkumných linií rajčat odolných vůči hmyzu v systému zárodečné plazmy Ministerstva zemědělství USA a v Centru zdrojů pro genetiku rajčat na University of California-Davis, které bude být k dispozici komukoli, aby měl přístup k rostlinám pro výzkum.
Letos na jaře Mutschler-Chu dokončí vývoj nové sady 20 elitních linií, které pak budou dány k dispozici všem zainteresovaným semenářským společnostem, které mohou šlechtit znaky odolné vůči škůdcům do komerčních odrůd. Šlechtění nových odrůd může společnostem osiva trvat až pět let, než začnou prodávat nové odrůdy odolné proti hmyzu.
Pěstitelům tyto výhody nabídnou menší ztráty na úrodě a poškození plodů a zároveň eliminují nebo omezí používání pesticidů a chrání životní prostředí.
Odolnost vůči škůdcům u těchto rajčat byla adaptována z divokého rajčete pocházejícího z Peru, Solanum pennellii. Andské rajče má malé chloupky zvané trichomy, které vylučují kapičky sloučenin cukru, nazývaných acylcukry, které odpuzují hmyz. Tímto způsobem rostliny bezpečně a přirozeně odrazí širokou škálu hmyzu, zabrání mu v krmení, pojídání listů a přenášení virů nebo kladení vajíček, kde by larvy mohly rostliny poškodit.
„Nové řady kombinují kvalitnější rostliny a ovoce s vysokým obsahem acylcukrů, což je společnost, která kombinovaná semena potřebuje přenést vlastnost acylcukru do komerčních odrůd,“ řekl Mutschler-Chu, emeritní profesor na School of Integrative Plant Science, Breeding Plant and Genetics Section. , součást Vysoké školy zemědělské a přírodních věd.
V terénních a laboratorních testech počátečních výzkumných linií se rostlinní vědci z Cornellu a sedmi dalších univerzitních partnerů (Státní univerzita v Severní Karolíně; University of Georgia, Clemson University; University of Florida; University of California, Davis; University of California, Riverside; a Tennessee Tech University) zjistila, že správné hladiny a forma acylcukrů kontrolovaly třásněnky západní, které šíří skvrnité vadnutí virusa bledule batátové, které přenášejí virus žluté kadeřavosti listů. V důsledku toho bylo těmito ničivými chorobami napadeno podstatně méně rostlin a v pokusy v terénu, tyto infekce se objevily pozdě v sezóně.
"Pro nejlepší kontrolu virů jsem navrhl, aby společnosti vyrábějící osiva používaly dvouvrstvý přístup: vytvářely hybridy s vlastnostmi acylcukru a standardními geny rezistence vůči virům," řekl Mutschler-Chu. Pokud se hmyzu podaří infikovat rostlinu virem navzdory acylcukrům, geny rezistentní vůči virům poskytují dodatečnou ochranu.
"Je to systém, který bude chránit užitečnost genů rezistence vůči virům, protože pokud se do rostliny dostane méně viru, pravděpodobnost, že virus bude mít náhodnou mutaci, která vytvoří kmen, který překoná rezistenci, se také sníží," řekl Mutschler-Chu. Podobně, protože acylcukry jsou netoxické a nezabíjejí hmyz, existuje menší selekční tlak na samotný hmyz, aby se stal tolerantním, takže se pomaleji přizpůsobuje repelentu.
U nových elitních linií, které budou brzy dostupné semenářským společnostem, byla z jejich genomů odstraněna většina divokých genů ze S. pennellii, které podporují agronomicky nežádoucí vlastnosti. Mutschler-Chu si zachoval kritické geny pro acylcukr a zároveň odstranil mnoho dalších divokých genů, které způsobovaly negativní vlastnosti, jako jsou nadměrné větve, drobné ovoce a pachuť. Zatímco původní výzkumné linie obsahovaly asi 12 % divoké DNA S. pennellii, nejnovější linie obsahují přibližně 2.5 % divoké DNA.
V širším smyslu práce prakticky demonstruje proces začlenění cenné vlastnosti, založené na bezpečné přírodní sloučenině, kontrolované četnými geny, a který je účinný proti viry a více škůdců, což je strategie, která by mohla být přínosem i pro jiné plodiny, řekla Mutschler-Chu.
Zatímco elitní linie budou uvolněny nevýlučně pro jakoukoli semenářskou společnost za účelem šlechtění vlastností do jejich komerčních odrůd, budou muset požádat o licenci Cornell's Center for Technology Licensing, než budou moci prodávat semena.