Seorang peneliti Cornell telah menyelesaikan program selama puluhan tahun untuk mengembangkan varietas tomat baru yang secara alami melawan hama dan membatasi perpindahan penyakit virus oleh serangga.
Martha Mutschler-Chu, seorang pemulia tanaman dan ahli genetika yang memimpin program tersebut, baru-baru ini menyimpan satu set awal garis penelitian tomat tahan serangga di sistem plasma nutfah Departemen Pertanian AS dan Pusat Sumber Daya Genetika Tomat di University of California-Davis, yang akan tersedia bagi siapa saja untuk mengakses tanaman untuk penelitian.
Musim semi ini, Mutschler-Chu akan menyelesaikan pengembangan satu set baru dari 20 galur elit, yang kemudian akan tersedia bagi perusahaan benih yang berminat, yang dapat membiakkan sifat tahan hama menjadi varietas komersial. Membiakkan varietas baru membutuhkan waktu hingga lima tahun bagi perusahaan benih sebelum mereka mulai menjual varietas baru yang tahan serangga.
Bagi petani, manfaat ini akan mengurangi kerugian panen dan kerusakan buah, sekaligus menghilangkan atau mengurangi penggunaan pestisida dan melindungi lingkungan.
Ketahanan hama pada tomat ini diadaptasi dari tomat liar asli Peru, Solanum pennellii. Tomat Andean memiliki rambut-rambut kecil yang disebut trikoma yang mengeluarkan tetesan senyawa gula, yang disebut asilsugar, yang mengusir serangga. Dengan cara ini, tanaman dengan aman dan alami menghalangi berbagai macam serangga, mencegah mereka makan, memakan daun dan memindahkan virus, atau bertelur, di mana larva dapat merusak tanaman.
“Garis-garis baru menggabungkan tanaman dan buah berkualitas lebih baik dengan tingkat asilsugar yang tinggi, perusahaan benih kombinasi perlu mentransmisikan sifat asilsugar ke dalam varietas komersial,” kata Mutschler-Chu, profesor emeritus di School of Integrative Plant Science, Plant Breeding and Genetics Section , bagian dari Fakultas Pertanian dan Ilmu Hayati.
Dalam uji lapangan dan laboratorium dari jalur penelitian awal, ilmuwan tanaman dari Cornell dan tujuh mitra universitas lainnya (North Carolina State University; University of Georgia, Clemson University; University of Florida; University of California, Davis; University of California, Riverside; dan Tennessee Tech University) menemukan bahwa tingkat dan bentuk asilsugar yang tepat mengendalikan thrips bunga barat yang menyebarkan layu bintik-bintik. virus, dan lalat putih ubi jalar, yang menularkan virus keriting daun kuning. Akibatnya, secara signifikan lebih sedikit tanaman yang terinfeksi penyakit mematikan ini dan, di uji coba lapangan, infeksi tersebut terjadi di akhir musim.
“Untuk pengendalian virus terbaik, saya telah menyarankan agar perusahaan benih menggunakan pendekatan lapisan ganda: membuat hibrida dengan sifat acylsugar dan gen resistensi virus standar,” kata Mutschler-Chu. Jika serangga berhasil menginfeksi tanaman dengan virus terlepas dari asilsugar, gen tahan virus memberikan perlindungan tambahan.
“Ini adalah sistem yang akan melindungi utilitas gen resisten virus karena jika lebih sedikit virus yang masuk ke tanaman, kemungkinan virus akan mengalami mutasi acak yang menghasilkan galur yang mengatasi resistansi juga turun,” kata Mutschler-Chu. Demikian pula, karena asilsugar tidak beracun dan tidak membunuh serangga, ada sedikit tekanan seleksi bagi serangga itu sendiri untuk menjadi toleran, sehingga mereka beradaptasi lebih lambat terhadap repelan.
Galur elit baru, yang akan segera tersedia untuk perusahaan benih, telah memiliki sebagian besar gen liar dari S. pennellii yang mempromosikan sifat agronomis yang tidak diinginkan dihilangkan dari genom mereka. Mutschler-Chu mempertahankan gen asilsugar kritis sambil membuang banyak gen liar lainnya yang menyebabkan sifat negatif seperti cabang berlebih, buah kecil, dan rasa tidak enak. Sementara garis penelitian awal mengandung sekitar 12% DNA S. pennellii liar, garis terbaru turun menjadi sekitar 2.5% DNA liar.
Dalam istilah yang lebih luas, karya tersebut secara praktis menunjukkan proses untuk menggabungkan sifat yang berharga, berdasarkan senyawa alami yang aman, dikendalikan oleh banyak gen, dan efektif melawan virus dan banyak hama, sebuah strategi yang juga dapat menguntungkan tanaman lain, kata Mutschler-Chu.
Sementara garis elit akan dirilis secara non-eksklusif untuk perusahaan benih mana pun untuk membiakkan sifat menjadi varietas komersial mereka, mereka perlu mengajukan permohonan lisensi dengan Cornell's Center for Technology Licensing sebelum mereka dapat menjual benih.