Seorang penyelidik Cornell telah menyelesaikan program selama beberapa dekad untuk membangunkan varieti baharu tomato yang secara semula jadi menentang perosak dan mengehadkan pemindahan penyakit virus oleh serangga.
Martha Mutschler-Chu, seorang penternak tumbuhan dan ahli genetik yang mengetuai program itu, baru-baru ini telah mendepositkan set awal penyelidikan tomato tahan serangga dalam sistem plasma nutfah Jabatan Pertanian AS dan Pusat Sumber Genetik Tomato di University of California-Davis, yang akan tersedia untuk sesiapa sahaja untuk mengakses tumbuhan untuk penyelidikan.
Musim bunga ini, Mutschler-Chu akan melengkapkan pembangunan satu set baharu 20 barisan elit, yang kemudiannya akan disediakan kepada mana-mana syarikat benih yang berminat, yang mungkin membiak sifat tahan perosak kepada jenis komersial. Pembiakan varieti baharu boleh mengambil masa syarikat benih sehingga lima tahun sebelum mereka mula menjual varieti tahan serangga baharu.
Bagi penanam, faedah ini akan menawarkan kurang kehilangan tanaman dan kerosakan buah, di samping menghapuskan atau mengurangkan penggunaan racun perosak dan melindungi alam sekitar.
Rintangan perosak dalam tomato ini diadaptasi daripada tomato liar yang berasal dari Peru, Solanum pennellii. Tomato Andes mempunyai rambut kecil yang dipanggil trikoma yang mengeluarkan titisan sebatian gula, dipanggil acylsugars, yang menangkis serangga. Dengan cara ini, tumbuhan secara selamat dan semulajadi menghalang pelbagai jenis serangga, menghalang mereka daripada memberi makan, memakan daun dan memindahkan virus, atau bertelur, di mana larva mungkin merosakkan tumbuhan.
"Barisan baharu menggabungkan tumbuh-tumbuhan dan buah-buahan yang berkualiti lebih baik dengan paras acylsugars yang tinggi, syarikat benih gabungan perlu menghantar sifat acylsugar ke dalam jenis komersial," kata Mutschler-Chu, profesor emeritus di Pusat Pengajian Sains Tumbuhan Integratif, Pembiakan Tumbuhan dan Bahagian Genetik , sebahagian daripada Kolej Pertanian dan Sains Hayat.
Dalam ujian lapangan dan makmal bagi barisan penyelidikan awal, saintis tumbuhan dari Cornell dan tujuh rakan universiti lain (North Carolina State University; Universiti Georgia, Universiti Clemson; Universiti Florida; Universiti California, Davis; Universiti California, Riverside; dan Tennessee Tech University) mendapati bahawa tahap dan bentuk acylsugar yang betul mengawal thrips bunga barat yang menyebarkan layu berbintik virus, dan lalat putih ubi jalar, yang menghantar virus keriting daun kuning. Akibatnya, semakin sedikit tumbuhan yang dijangkiti penyakit yang memusnahkan ini dan, dalam ujian lapangan, jangkitan tersebut berlaku pada lewat musim.
"Untuk kawalan virus yang terbaik, saya telah mencadangkan bahawa syarikat benih menggunakan pendekatan dwi-lapisan: mencipta hibrid dengan kedua-dua sifat acylsugar dan gen rintangan virus standard," kata Mutschler-Chu. Jika serangga berjaya menjangkiti tumbuhan dengan virus walaupun terdapat acylsugar, gen tahan virus memberikan perlindungan tambahan.
"Ia adalah satu sistem yang akan melindungi utiliti gen rintangan virus kerana jika terdapat kurang virus yang masuk ke dalam tumbuhan, kebarangkalian virus itu akan mempunyai mutasi rawak yang menjana ketegangan yang mengatasi rintangan juga akan berkurangan," kata Mutschler-Chu. Begitu juga, memandangkan acylsugars adalah tidak toksik dan tidak membunuh serangga, terdapat kurang tekanan pemilihan untuk serangga itu sendiri untuk menjadi toleran, jadi mereka menyesuaikan diri dengan lebih perlahan kepada penghalau.
Barisan elit baharu, yang tidak lama lagi akan tersedia kepada syarikat benih, mempunyai kebanyakan gen liar daripada S. pennellii yang menggalakkan sifat-sifat yang tidak diingini secara agronomik dikeluarkan daripada genom mereka. Mutschler-Chu mengekalkan gen acylsugar kritikal sambil mengeluarkan banyak gen liar lain yang menyebabkan sifat negatif seperti dahan yang berlebihan, buah kecil dan rasa yang tidak enak. Walaupun garis penyelidikan awal mengandungi kira-kira 12% DNA S. pennellii liar, garisan terbaru turun kepada kira-kira 2.5% DNA liar.
Dalam istilah yang lebih luas, kerja secara praktikal menunjukkan proses untuk menggabungkan sifat berharga, berdasarkan sebatian semula jadi yang selamat, dikawal oleh banyak gen, dan yang berkesan terhadap virus dan pelbagai perosak, strategi yang juga boleh memberi manfaat kepada tanaman lain, kata Mutschler-Chu.
Walaupun barisan elit akan dikeluarkan secara bukan eksklusif untuk mana-mana syarikat benih untuk membiak ciri ke dalam varieti komersial mereka, mereka perlu memohon lesen dengan Pusat Perlesenan Teknologi Cornell sebelum mereka boleh menjual benih.