Un ricercatore della Cornell University ha completato un programma decennale per sviluppare nuove varietà di pomodori che resistano naturalmente ai parassiti e limitino il trasferimento delle malattie virali da parte degli insetti.
Martha Mutschler-Chu, coltivatrice di piante e genetista che guida il programma, ha recentemente depositato una serie iniziale di linee di ricerca sui pomodori resistenti agli insetti nel sistema di germoplasma del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti e nel Tomato Genetics Resource Center dell'Università della California-Davis, che essere a disposizione di chiunque possa accedere agli impianti per effettuare ricerche.
Questa primavera, Mutschler-Chu completerà lo sviluppo di una nuova serie di 20 linee d'élite, che saranno poi messe a disposizione di qualsiasi azienda sementiera interessata, che potrà trasformare i tratti resistenti ai parassiti in varietà commerciali. Per creare nuove varietà le aziende produttrici di sementi potrebbero impiegare fino a cinque anni prima che inizino a vendere nuove varietà resistenti agli insetti.
Per i coltivatori, questi vantaggi offriranno minori perdite di raccolto e danni ai frutti, eliminando o riducendo al tempo stesso l’uso di pesticidi e proteggendo l’ambiente.
La resistenza ai parassiti in questi pomodori è stata adattata da un pomodoro selvatico originario del Perù, Solanum pennellii. Il pomodoro andino ha piccoli peli chiamati tricomi che secernono goccioline di composti zuccherini, chiamati acilzuccheri, che respingono gli insetti. In questo modo, le piante scoraggiano in modo sicuro e naturale un’ampia varietà di insetti, impedendo loro di nutrirsi, mangiare foglie e trasferire virus o deporre uova, dove le larve potrebbero danneggiare le piante.
"Le nuove linee combinano piante e frutti di migliore qualità con livelli elevati di acilzuccheri, una combinazione di cui le aziende sementiere hanno bisogno per trasmettere la caratteristica acilzucchera nelle varietà commerciali", ha affermato Mutschler-Chu, professore emerito presso la Scuola di scienza vegetale integrativa, sezione di selezione vegetale e genetica , parte della Facoltà di Agraria e Scienze della Vita.
Nei test sul campo e in laboratorio delle linee di ricerca iniziali, scienziati vegetali della Cornell e altri sette partner universitari (North Carolina State University; University of Georgia, Clemson University; University of Florida; University of California, Davis; University of California, Riverside; e Tennessee Tech University) ha scoperto che i giusti livelli e la forma di acilzuccheri controllavano i tripidi dei fiori occidentali che diffondevano l'avvizzimento maculato viruse mosche bianche della patata dolce, che trasmettono il virus dell'arricciatura delle foglie gialle. Di conseguenza, un numero significativamente inferiore di piante furono infettate da queste malattie devastanti e, nel prove sul campo, tali infezioni si sono verificate a stagione inoltrata.
"Per un miglior controllo del virus, ho suggerito che le aziende sementiere utilizzino un approccio a doppio strato: creare ibridi sia con il tratto acylsugar che con i geni di resistenza al virus standard", ha detto Mutschler-Chu. Se gli insetti riescono a infettare una pianta con un virus nonostante gli acilzuccheri, i geni resistenti al virus forniscono una protezione aggiuntiva.
"È un sistema che proteggerà l'utilità dei geni di resistenza al virus perché se c'è meno virus che entra in una pianta, diminuisce anche la probabilità che il virus abbia una mutazione casuale che genera un ceppo che supera la resistenza", ha detto Mutschler-Chu. Allo stesso modo, poiché gli acilzuccheri non sono tossici e non uccidono gli insetti, c'è meno pressione selettiva affinché gli insetti stessi diventino tolleranti, quindi si adattano più lentamente al repellente.
Le nuove linee d'élite, che saranno presto disponibili per le aziende produttrici di sementi, hanno rimosso dai loro genomi la maggior parte dei geni selvatici di S. pennellii che promuovono tratti agronomicamente indesiderabili. Mutschler-Chu ha mantenuto i geni critici dell'acilzucchero rimuovendo molti altri geni selvatici che causavano tratti negativi come rami in eccesso, piccoli frutti e un sapore sgradevole. Mentre le linee di ricerca iniziali contenevano circa il 12% di DNA selvatico di S. pennellii, le linee più recenti sono scese a circa il 2.5% di DNA selvatico.
In termini più ampi, il lavoro dimostra praticamente un processo per incorporare un tratto prezioso, basato su un composto naturale sicuro, controllato da numerosi geni e che è efficace contro virus e molteplici parassiti, una strategia che potrebbe avvantaggiare anche altre colture, ha affermato Mutschler-Chu.
Anche se le linee d'élite verranno rilasciate in modo non esclusivo a qualsiasi azienda di sementi per allevare tratti nelle loro varietà commerciali, dovranno richiedere una licenza al Center for Technology Licensing della Cornell prima di poter vendere i semi.