นักวิจัยของ Cornell ได้ทำโครงการระยะยาวหลายทศวรรษเพื่อพัฒนามะเขือเทศพันธุ์ใหม่ที่ต้านทานแมลงศัตรูพืชตามธรรมชาติและจำกัดการแพร่กระจายของโรคไวรัสโดยแมลง
Martha Mutschler-Chu นักปรับปรุงพันธุ์พืชและนักพันธุศาสตร์ซึ่งเป็นผู้นำโครงการ เพิ่งฝากสายวิจัยมะเขือเทศต้านทานแมลงชุดแรกในระบบเชื้อพันธุกรรมของกระทรวงเกษตรสหรัฐฯ และศูนย์ทรัพยากรพันธุศาสตร์มะเขือเทศแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย-เดวิส ซึ่งจะ ให้ทุกคนสามารถเข้าถึงพืชเพื่อการวิจัยได้
ฤดูใบไม้ผลินี้ Mutschler-Chu จะเสร็จสิ้นการพัฒนาสายพันธุ์ใหม่จำนวน 20 สายพันธุ์ ซึ่งจะเปิดให้บริษัทเมล็ดพันธุ์ที่สนใจใช้ ซึ่งอาจขยายพันธุ์ลักษณะต้านทานต่อแมลงเป็นพันธุ์การค้า การปรับปรุงพันธุ์พันธุ์ใหม่อาจใช้เวลาถึงห้าปีก่อนที่บริษัทเมล็ดพันธุ์จะเริ่มจำหน่ายพันธุ์ต้านทานแมลงชนิดใหม่
สำหรับผู้ปลูก ผลประโยชน์เหล่านี้จะลดการสูญเสียพืชผลและความเสียหายของผลไม้ ในขณะเดียวกันก็กำจัดหรือลดการใช้ยาฆ่าแมลงและปกป้องสิ่งแวดล้อม
ความต้านทานศัตรูพืชในมะเขือเทศเหล่านี้ดัดแปลงมาจากมะเขือเทศป่าพื้นเมืองของเปรู ชื่อ Solanum pennellii มะเขือเทศแอนเดียนมีขนเล็กๆ ที่เรียกว่า ไทรโครม ซึ่งจะขับละอองของน้ำตาลที่เรียกว่าอะซิลน้ำตาล ซึ่งขับไล่แมลง ด้วยวิธีนี้ พืชสามารถยับยั้งแมลงหลากหลายชนิดได้อย่างปลอดภัยและเป็นธรรมชาติ ป้องกันไม่ให้พวกมันกินอาหาร กินใบและถ่ายโอนไวรัส หรือวางไข่ ซึ่งตัวอ่อนอาจทำลายพืชได้
Mutschler-Chu ศาสตราจารย์กิตติคุณจาก School of Integrative Plant Science, Plant Breeding and Genetics Section กล่าวว่า "สายพันธ์ใหม่นี้ผสมผสานพืชและผลไม้ที่มีคุณภาพดีกว่าและมีระดับน้ำตาลเอซิลน้ำตาลสูง บริษัทเมล็ดพันธุ์ที่ผสมผสานจำเป็นต้องถ่ายทอดลักษณะน้ำตาลเอซิลให้เป็นพันธุ์เชิงพาณิชย์" ส่วนหนึ่งของวิทยาลัยเกษตรและชีววิทยาศาสตร์
ในการทดสอบภาคสนามและในห้องปฏิบัติการของสายการวิจัยเบื้องต้น นักวิทยาศาสตร์พืชจาก Cornell และมหาวิทยาลัยพันธมิตรอีกเจ็ดแห่ง (มหาวิทยาลัย North Carolina State University, มหาวิทยาลัยจอร์เจีย, มหาวิทยาลัยเคลมสัน, มหาวิทยาลัยฟลอริดา, มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย, เดวิส, มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย, ริเวอร์ไซด์ และ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเทนเนสซี) พบว่าระดับและรูปแบบของอะซิลน้ำตาลที่เหมาะสมจะควบคุมเพลี้ยไฟดอกไม้ตะวันตกที่แพร่กระจายการเหี่ยวเฉา ไวรัสและแมลงหวี่ขาวมันเทศซึ่งแพร่เชื้อไวรัสใบหงิกเหลือง เป็นผลให้พืชจำนวนน้อยลงอย่างมากที่ติดเชื้อจากโรคร้ายแรงเหล่านี้ และใน การทดลองภาคสนามการติดเชื้อเหล่านั้นเกิดขึ้นในช่วงปลายฤดูกาล
Mutschler-Chu กล่าวว่า "สำหรับการควบคุมไวรัสที่ดีที่สุด ฉันได้แนะนำให้บริษัทเมล็ดพันธุ์ใช้วิธีการแบบสองชั้น: สร้างลูกผสมที่มีทั้งลักษณะ acylsugar และยีนต้านทานไวรัสมาตรฐาน" Mutschler-Chu กล่าว หากแมลงจัดการทำให้พืชติดเชื้อไวรัสได้ ทั้งๆ ที่มีอะซิลน้ำตาล ยีนต้านทานไวรัสจะให้การป้องกันเพิ่มเติม
Mutschler-Chu กล่าวว่า "เป็นระบบที่จะปกป้องยูทิลิตี้ของยีนต้านทานไวรัส เพราะหากมีไวรัสเข้าสู่พืชน้อยลง ความน่าจะเป็นที่ไวรัสจะมีการกลายพันธุ์แบบสุ่มที่สร้างสายพันธุ์ที่เอาชนะการต้านทานก็จะลดลงไปด้วย" Mutschler-Chu กล่าว ในทำนองเดียวกัน เนื่องจากอะซิลน้ำตาลไม่เป็นพิษและไม่ฆ่าแมลง จึงมีแรงกดดันในการคัดเลือกน้อยลงเพื่อให้แมลงมีความอดทน ดังนั้นพวกมันจึงปรับตัวเข้ากับสารขับไล่ได้ช้ากว่า
สายพันธุ์ใหม่ชั้นยอดที่จะวางจำหน่ายในเร็วๆ นี้สำหรับบริษัทเมล็ดพันธุ์ มียีนป่าส่วนใหญ่จาก S. pennellii ที่ส่งเสริมลักษณะที่ไม่พึงประสงค์ทางพืชไร่ซึ่งถูกลบออกจากจีโนมของพวกมัน Mutschler-Chu คงไว้ซึ่งยีนอะซิลน้ำตาลที่สำคัญ ในขณะที่กำจัดยีนป่าอื่นๆ จำนวนมากที่ทำให้เกิดลักษณะเชิงลบ เช่น กิ่งที่มากเกินไป ผลไม้ขนาดเล็ก และรสชาติที่ผิดเพี้ยนไป ในขณะที่สายการวิจัยเริ่มต้นมี DNA ของ S. pennellii ตามธรรมชาติประมาณ 12% สายพันธุ์ใหม่ล่าสุดมี DNA ตามธรรมชาติเหลืออยู่ประมาณ 2.5%
ในแง่ที่กว้างขึ้น งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงกระบวนการในการผสมผสานลักษณะที่มีคุณค่า บนพื้นฐานของสารประกอบตามธรรมชาติที่ปลอดภัย ซึ่งควบคุมโดยยีนจำนวนมาก และมีประสิทธิภาพในการต่อต้าน ไวรัส และแมลงศัตรูพืชหลายชนิด ซึ่งเป็นกลยุทธ์ที่อาจเป็นประโยชน์ต่อพืชชนิดอื่นด้วย มุทชเลอร์-ชู กล่าว
ในขณะที่สายพันธุ์ชั้นยอดจะได้รับการปล่อยตัวแบบไม่ผูกขาดสำหรับบริษัทเมล็ดพันธุ์ใด ๆ เพื่อเพาะพันธุ์ลักษณะเป็นสายพันธุ์เชิงพาณิชย์ พวกเขาจะต้องยื่นขอใบอนุญาตกับ Cornell's Center for Technology Licensing ก่อนจึงจะสามารถขายเมล็ดพันธุ์ได้