یک محقق کورنل یک برنامه چندین دهه را برای توسعه گونه های جدید گوجه فرنگی که به طور طبیعی در برابر آفات مقاومت می کند و انتقال بیماری های ویروسی توسط حشرات را محدود می کند، تکمیل کرده است.
مارتا موچلر-چو، یک اصلاحکننده گیاه و متخصص ژنتیک که این برنامه را رهبری میکند، اخیراً مجموعهای اولیه از خطوط تحقیقاتی گوجهفرنگی مقاوم به حشرات را در سیستم ژرم پلاسم وزارت کشاورزی ایالات متحده و مرکز منابع ژنتیک گوجهفرنگی در دانشگاه کالیفرنیا-دیویس سپردهگذاری کرده است. برای هر کسی برای دسترسی به گیاهان برای تحقیق در دسترس باشد.
در بهار امسال، Mutschler-Chu توسعه مجموعه جدیدی از 20 لاین نخبه را تکمیل خواهد کرد، که سپس در دسترس هر شرکت بذری علاقه مند قرار خواهد گرفت که ممکن است صفات مقاوم به آفات را به گونه های تجاری پرورش دهد. پرورش واریتههای جدید میتواند تا پنج سال طول بکشد تا شرکتهای بذر شروع به فروش گونههای جدید مقاوم به حشرات کنند.
برای پرورش دهندگان، این مزایا از دست دادن محصول و آسیب کمتری به میوه ها می دهد، در حالی که مصرف آفت کش ها را حذف یا کاهش می دهد و از محیط زیست محافظت می کند.
مقاومت در برابر آفات در این گوجه فرنگی از یک گوجه فرنگی وحشی بومی پرو، Solanum pennellii اقتباس شده است. گوجه فرنگی آند دارای موهای کوچکی به نام تریکوم است که قطرات ترکیبات قندی به نام آسیل قند را دفع می کند که حشرات را دفع می کند. به این ترتیب، گیاهان به طور طبیعی و ایمن از طیف گستردهای از حشرات جلوگیری میکنند و از تغذیه، خوردن برگها و انتقال ویروسها یا تخمگذاری در جایی که لاروها ممکن است به گیاهان آسیب بزنند، جلوگیری میکنند.
Mutschler-Chu، استاد بازنشسته در دانشکده علوم گیاهی یکپارچه، اصلاح نباتات و بخش ژنتیک گفت: "خطوط جدید گیاهان و میوههای با کیفیت بهتر را با سطوح بالای آسیلقند ترکیب میکنند، شرکتهای بذر ترکیبی باید صفت آسیلشکر را به گونههای تجاری منتقل کنند." ، بخشی از دانشکده کشاورزی و علوم زیستی.
در آزمایشات میدانی و آزمایشگاهی خطوط تحقیقات اولیه، دانشمندان گیاهی از کرنل و هفت شریک دانشگاهی دیگر (دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، دانشگاه جورجیا، دانشگاه کلمسون، دانشگاه فلوریدا، دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، و دانشگاه فنی تنسی) دریافت که سطوح و شکل مناسب آسیلشکرها تریپس گل غربی را کنترل میکند که پژمردگی خالدار را پخش میکند. ویروسو مگس های سفید سیب زمینی شیرین که ویروس پیچ خوردگی برگ زرد را منتقل می کنند. در نتیجه، گیاهان کمتری به این بیماریهای ویرانگر آلوده شدند آزمایش های میدانی، آن عفونت ها در اواخر فصل رخ دادند.
Mutschler-Chu گفت: «برای بهترین کنترل ویروس، من به شرکتهای بذر پیشنهاد کردهام که از یک رویکرد دو لایه استفاده کنند: هیبریدهایی با صفت اسیل قند و ژنهای استاندارد مقاومت در برابر ویروس ایجاد کنند. اگر حشرات با وجود آسیل قندها موفق شوند گیاه را با ویروس آلوده کنند، ژن های مقاوم به ویروس محافظت بیشتری را ارائه می دهند.
Mutschler-Chu گفت: «این سیستمی است که از ابزار ژنهای مقاومت در برابر ویروس محافظت میکند، زیرا اگر ویروس کمتری وارد گیاه شود، احتمال اینکه ویروس یک جهش تصادفی ایجاد کند که بر مقاومت غلبه کند نیز کاهش مییابد.» به طور مشابه، از آنجایی که آسیلشکرها غیرسمی هستند و حشرات را نمیکشند، فشار انتخاب کمتری برای تحمل خود حشرات وجود دارد، بنابراین آهستهتر با ماده دفع کننده سازگار میشوند.
لاینهای نخبه جدید که به زودی در دسترس شرکتهای بذر قرار میگیرند، اکثر ژنهای وحشی S. pennellii را دارند که صفات نامطلوب زراعی را از ژنوم آنها حذف میکنند. Mutschler-Chu ژنهای حیاتی قند آسیل را حفظ کرد و در عین حال بسیاری از ژنهای وحشی دیگر را که باعث ایجاد صفات منفی مانند شاخههای اضافی، میوههای کوچک و طعم بد میشد را حذف کرد. در حالی که خطوط تحقیقاتی اولیه حاوی حدود 12٪ DNA وحشی S. pennellii بود، جدیدترین خطوط به حدود 2.5٪ DNA وحشی کاهش یافته است.
به عبارتی گسترده تر، این کار عملاً فرآیندی را برای ترکیب یک صفت ارزشمند، بر اساس یک ترکیب طبیعی ایمن، کنترل شده توسط ژن های متعدد، نشان می دهد که در برابر آن موثر است. ویروس ها Mutschler-Chu گفت، و چندین آفات، استراتژی که می تواند برای سایر محصولات نیز مفید باشد.
در حالی که خطوط نخبه به طور غیر انحصاری برای هر شرکت بذری منتشر می شود تا بتواند صفات را در گونه های تجاری خود پرورش دهد، آنها باید قبل از اینکه بتوانند بذر را بفروشند، برای مجوز از مرکز مجوز فناوری کورنل درخواست دهند.