Rannsakandi frá Cornell hefur lokið áratuga langri áætlun til að þróa nýjar afbrigði af tómötum sem standast náttúrulega skaðvalda og takmarka flutning á veirusjúkdómum með skordýrum.
Martha Mutschler-Chu, plönturæktandi og erfðafræðingur sem stýrir áætluninni, lagði nýlega inn fyrsta sett af skordýraþolnum tómatrannsóknarlínum í kímkerfi landbúnaðarráðuneytisins í Bandaríkjunum og tómaterfðafræðimiðstöðinni við Kaliforníuháskóla-Davis, sem mun vera í boði fyrir alla til að fá aðgang að plöntunum til rannsókna.
Í vor mun Mutschler-Chu ljúka við þróun á nýju setti af 20 úrvalslínum, sem síðan verða aðgengilegar öllum áhugasömum fræfyrirtækjum, sem kunna að rækta skaðvaldaþolna eiginleika í yrki í sölu. Ræktun nýrra stofna gæti tekið fræfyrirtæki allt að fimm ár áður en þau hefja sölu á nýjum skordýraþolnum afbrigðum.
Fyrir ræktendur munu þessir kostir bjóða upp á minna uppskerutap og ávaxtaskemmdir, en jafnframt útrýma eða draga úr notkun skordýraeiturs og vernda umhverfið.
Meindýraþol í þessum tómötum var aðlagað frá villtum tómötum innfæddum í Perú, Solanum pennellii. Andean tómaturinn hefur lítil hár sem kallast trichomes sem skilja út dropa af sykursamböndum, sem kallast asýlsykur, sem hrekja frá sér skordýr. Þannig hindra plönturnar á öruggan og náttúrulegan hátt margs konar skordýr, koma í veg fyrir að þau nærist, éti laufblöð og flytji vírusa, eða verpi eggjum þar sem lirfur gætu skemmt plöntur.
"Nýju línurnar sameina betri gæði plöntur og ávexti með háu asýlsykrimagni, samsett fræfyrirtæki þurfa að miðla asýlsykurseiginleikanum í verslunarafbrigði," sagði Mutschler-Chu, prófessor emeritus við School of Integrative Plant Science, Plant Breeding and Genetics Section , hluti af Landbúnaðar- og lífvísindaskólanum.
Í vettvangs- og rannsóknarstofuprófum á fyrstu rannsóknarlínunum, plöntuvísindamenn frá Cornell og sjö öðrum háskólafélögum (North Carolina State University; University of Georgia, Clemson University; University of Florida; University of California, Davis; University of California, Riverside; og Tennessee Tech University) komst að því að rétt magn og form asýlsykurs stjórnaði vestrænum blómaþrælum sem dreifðu blettóttum visnu veira, og sætkartöfluhvítar, sem senda gula laufkrullaveiru. Fyrir vikið voru mun færri plöntur sýktar af þessum hrikalegu sjúkdómum og, í próf á vettvangi, þessar sýkingar komu fram seint á tímabilinu.
„Til að ná sem bestum vírusvörnum hef ég lagt til að fræfyrirtæki noti tveggja laga nálgun: búðu til blendinga með bæði acylsugar-eiginleikanum og venjulegum vírusþolsgenum,“ sagði Mutschler-Chu. Takist skordýrum að smita plöntu af vírus þrátt fyrir asýlsykur veita vírusónæm gen frekari vernd.
„Þetta er kerfi sem mun vernda gagnsemi vírusónæmisgenanna vegna þess að ef minni vírus kemst inn í plöntu minnka líkurnar á því að veiran hafi handahófskennda stökkbreytingu sem myndar stofn sem sigrar viðnámið,“ sagði Mutschler-Chu. Á sama hátt, þar sem asýlsykur er óeitrað og drepur ekki skordýr, er minni valþrýstingur fyrir skordýr sjálf til að verða þolin, þannig að þau aðlagast hægar að fráhrindandi efninu.
Nýju úrvalslínurnar, sem brátt verða aðgengilegar fræfyrirtækjum, hafa fengið flest villtu genin frá S. pennellii sem stuðla að landbúnaðarfræðilega óæskilegum eiginleikum fjarlægð úr erfðamengi þeirra. Mutschler-Chu hélt mikilvægum asýlsykurgenum á meðan hann fjarlægði mörg önnur villt gen sem ollu neikvæðum eiginleikum eins og umfram greinar, litla ávexti og óbragð. Þó að fyrstu rannsóknarlínur innihéldu um 12% villt S. pennellii DNA, eru nýjustu línurnar niður í um það bil 2.5% villt DNA.
Í víðara samhengi sýnir verkið nánast ferli til að innlima dýrmætan eiginleika, byggt á öruggu náttúrulegu efnasambandi, stjórnað af fjölmörgum genum, og sem er áhrifaríkt gegn veirur og margar meindýr, stefna sem gæti einnig gagnast annarri ræktun, sagði Mutschler-Chu.
Þó að úrvalslínurnar verði gefnar út eingöngu fyrir hvaða fræfyrirtæki sem er til að rækta eiginleika í viðskiptaafbrigði þeirra, þurfa þeir að sækja um leyfi hjá Cornell's Center for Technology Licensing áður en þeir geta selt fræ.