עגבנייה חדשה שגדלה כדי להתנגד באופן טבעי למזיקים ולבלום מחלות

חוקר של קורנל השלים תוכנית של עשרות שנים לפיתוח זנים חדשים של עגבניות שמתנגדים באופן טבעי למזיקים ומגבילים העברת מחלות ויראליות על ידי חרקים.

מרתה מוטשלר-צ'ו, מגדלת צמחים וגנטיקאית שמובילה את התוכנית, הפקידה לאחרונה מערך ראשוני של קווי מחקר עגבניות עמידות לחרקים במערכת הנבטים של משרד החקלאות האמריקאי ובמרכז המשאבים לגנטיקה של עגבניות באוניברסיטת קליפורניה-דייוויס, אשר להיות זמין עבור כל אחד לגשת לצמחים למחקר.

באביב הקרוב תשלים Mutschler-Chu את הפיתוח של מערך חדש של 20 קווי עילית, אשר לאחר מכן יועמדו לרשות כל חברת זרעים מתעניינת, אשר עשויה לגדל את התכונות העמידות למזיקים לזנים מסחריים. גידול זנים חדשים עשוי לקחת לחברות זרעים עד חמש שנים לפני שהן מתחילות למכור זנים עמידים בפני חרקים חדשים.

עבור המגדלים, יתרונות אלו יציעו פחות אובדן יבול ונזקי פירות, תוך ביטול או צמצום השימוש בחומרי הדברה והגנה על הסביבה.

עמידות למזיקים בעגבניות אלו הותאמה מעגבנית בר ילידת פרו, Solanum penellii. לעגבניות האנדים יש שערות קטנות הנקראות טריכומות שמפרישות טיפות של תרכובות סוכר, הנקראות אצילסוכרים, הדוחות חרקים. בדרך זו, הצמחים מרתיעים באופן בטוח וטבעי מגוון רחב של חרקים, ומונעים מהם להאכיל, לאכול עלים ולהעביר וירוסים, או להטיל ביצים, היכן שהזחלים עלולים לפגוע בצמחים.

"הקווים החדשים משלבים צמחים ופירות באיכות טובה יותר עם רמות אצילסוכר גבוהות, שילוב של זרעים שחברות צריכות להעביר את תכונת האצילסוגר לזנים מסחריים", אמר Mutschler-Chu, פרופסור אמריטוס בבית הספר למדעי צמחים אינטגרטיביים, גידול צמחים וגנטיקה. , חלק מהמכללה לחקלאות ומדעי החיים.

בבדיקות שדה ומעבדה של קווי המחקר הראשוניים, מדעני צמחים מקורנל ושבעה שותפים אוניברסיטאיים אחרים (אוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט; אוניברסיטת ג'ורג'יה, אוניברסיטת קלמסון; אוניברסיטת פלורידה; אוניברסיטת קליפורניה, דייויס; אוניברסיטת קליפורניה, ריברסייד; ו אוניברסיטת טנסי טק) מצאה שהרמות והצורה הנכונות של אצילסוכרים שלטו בתריפס של פרחים מערביים שהפיצו נבול מנוקד וירוס, וזבובי בטטה, המעבירים וירוס תלתלי עלים צהובים. כתוצאה מכך, הרבה פחות צמחים נדבקו במחלות ההרסניות הללו וב ניסויי שדה, הזיהומים הללו התרחשו בסוף העונה.

"למען השליטה הטובה ביותר בווירוסים, הצעתי לחברות זרעים להשתמש בגישה דו-שכבתית: ליצור כלאיים עם תכונת ה-acylsugar וגנים סטנדרטיים של עמידות לווירוס", אמר Mutschler-Chu. אם חרקים מצליחים להדביק צמח בנגיף למרות האצילסוכרים, גנים עמידים לווירוס מספקים הגנה נוספת.

"זו מערכת שתגן על התועלת של גנים של עמידות לנגיף, כי אם יש פחות וירוסים שנכנסים לצמח, ההסתברות שלנגיף תהיה מוטציה אקראית שמייצרת זן שמתגבר על העמידות גם יורדת", אמר Mutschler-Chu. באופן דומה, מכיוון שסוכרים אציליים אינם רעילים ואינם הורגים חרקים, יש פחות לחץ בחירה עבור החרקים עצמם להפוך לסובלניים, ולכן הם מסתגלים לאט יותר לחומר הדוחה.

קווי העילית החדשים, שיהיו זמינים בקרוב לחברות זרעים, הסירו את רוב הגנים הפראיים מ-S. pennellii שמקדמים תכונות לא רצויות מבחינה אגרונומית שהוסרו מהגנום שלהם. Mutschler-Chu שמר על גנים קריטיים של אצילסוגר תוך הסרת גנים רבים אחרים שגרמו לתכונות שליליות כמו עודף ענפים, פרי קטן וטעם לוואי. בעוד שקווי מחקר ראשוניים הכילו כ-12% DNA פראי מסוג S. pennellii, השורות החדשות ביותר הגיעו לכ-2.5% DNA פראי.

במונחים רחבים יותר, העבודה מדגימה למעשה תהליך לשילוב תכונה בעלת ערך, המבוססת על תרכובת טבעית בטוחה, הנשלטת על ידי גנים רבים, והיא יעילה כנגד וירוסים ומספר מזיקים, אסטרטגיה שיכולה להועיל גם לגידולים אחרים, אמר Mutschler-Chu.

בעוד שקווי העילית ישוחררו באופן לא בלעדי עבור כל חברת זרעים כדי לגדל תכונות לזנים המסחריים שלה, הם יצטרכו להגיש בקשה לרישיון ממרכז קורנל לרישוי טכנולוגיה לפני שיוכלו למכור זרעים.