Устойчивые к болезням томаты борются с опасными вредителями

Селекционер из Корнелла Марта Мучлер-Чу разработала новое оружие в борьбе с трипсами: томат, который наносит мощный двойной удар, отпугивая вредителей и противостоя смертельным вирусам, которые они переносят.

"Двойные устойчивые" сорта (к насекомым и вирусам) могут сократить или даже устранить необходимость в пестицидах в нескольких регионах.

Трипсы — это крошечные насекомые, которые прокалывают и высасывают соки из сотен видов растений, включая томаты, виноград, клубнику и сою. Они также переносят такие заболевания, как вирус пятнистого увядания томатов, нанося ежегодно ущерб сельскохозяйственным культурам США на миллионы долларов.

Адаптировав новую форму устойчивости к насекомым, обнаруженную в дикорастущем растении родом из Перу, Мучлер-Чу, профессор селекции и генетики растений, сначала изолировала эту устойчивость. Она выяснила, что она опосредована каплями сложных эфиров сахаров, называемых ацилсахарами, которые производятся и выделяются волосками (трихомами), покрывающими растения. Ацилсахара не убивают насекомых, но отпугивают их от питания или откладки яиц на растениях. Процесс не требует генетической модификации и полностью безопасен.

После успешного переноса устойчивости в новые линии и отбраковки нежелательных признаков её команда добавила второй уровень защиты: один или оба из двух природных генов, известных своей устойчивостью к так называемым TOSPO-вирусам, к которым относится и вирус пятнистого увядания томатов.

"Если некоторые трипсы всё же проникнут с вирусом, гены устойчивости к вирусу уже на месте, чтобы его обезвредить", — сказала Мучлер-Чу.

Линии томатов, устойчивые к трипсам, разработанные в Корнелле (с генами устойчивости к вирусам и без них), будут использоваться Мучлер-Чу и междисциплинарной командой из восьми других учёных из семи учреждений по всей стране в рамках нового пятилетнего проекта стоимостью 3,75 миллиона долларов по контролю трипсов и TOSPO-вирусов на томатах. Проект финансируется Инициативой по исследованиям в области сельского хозяйства и продовольствия Министерства сельского хозяйства США и возглавляется энтомологом Дианой Уллман из Калифорнийского университета в Дэвисе и фитопатологом Джоном Шервудом из Университета Джорджии.

Мучлер-Чу заявила, что сотрудничество позволит ей испытать свои сорта в разных регионах и использовать обратную связь для дальнейшего улучшения линий и создания новых, усовершенствованных. Будь то изменение уровня сахаров для разных условий среды или корректировка устойчивости к вирусам, Мучлер-Чу хочет найти оптимальный комплекс для борьбы с насекомыми и вирусами. Её открытия будут переданы семенным компаниям для переноса этих признаков в их сорта.

"Это приближает нас к чему-то, что можно будет использовать в коммерческих целях, чтобы по существу устранить необходимость в пестицидах во многих регионах выращивания", — сказала Мучлер-Чу.

Проект опирается на фундамент, заложенный за более чем 20 лет, поддержанный финансированием на уровне колледжа и федеральными грантами HATCH. За это время были разработаны новые инструменты молекулярной биологии — от ПЦР-маркеров и SNP-маркеров до секвенирования генома томата. Используя новые методы, Мучлер-Чу потребовалось 10 лет, чтобы создать первую линию томатов с достаточным количеством ацилсахаров, и ещё 4 года, чтобы создать улучшенную серию из 30 линий.

Воздействие может быть широкомасштабным. Это не только станет благом для сельскохозяйственной экономики США, но и может оказать значительное влияние в развивающихся странах, где томаты являются одной из самых популярных овощных товарных культур, особенно для мелких фермеров, ведущих натуральное хозяйство.

"Это ещё более критично, потому что у них нет ресурсов для покупки пестицидов, и зачастую пестициды используются неправильно", — сказала Мучлер-Чу.