Szuperbúzát nemesítenek vadfajok bevonásával magyar kutatók

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Az Agrártudományi Kutatóközpont (ATK) Mezőgazdasági Intézetének munkatársai közel 10 éve dolgoznak rostanyagban gazdagított gabonafélék nemesítéssel történő előállításán. 

A rostanyagok oldhatatlan részei többek között a bélmozgást és a karcinogének megkötését segítik elő, az oldható frakció pedig csökkenti a koleszterinszintet és a glükóz abszorpcióját a vékonybélben, ezáltal közvetett módon hozzájárul a szív- és érrendszeri betegségek, valamint a 2. típusú diabétesz kockázatának a csökkentéséhez. A rezisztens keményítők és más rostanyagok pedig szelektíven táplálják a vastagbél jótékony baktériumait, serkentik azok szaporodását, vagyis prebiotikumként működnek.

Az ATK közleménye szerint a kutatócsoport két különböző megközelítésben indította el kísérleteit. Az egyikben az emberi emésztésnek ellenálló, úgynevezett rezisztens keményítő mennyiségi arányának növelését célozták meg, a másikban a sejtfalalkotó poliszacharidok, közülük is elsősorban az arabinoxilánok mennyiségét növelték a kutatók. A rostanyagtartalom növelését a nagyobb arányban fogyasztott lisztfrakcióban akarták elérni, mert így elkerülhető a búza héjrészének – azaz a korpának – a visszakeveréséből eredő negatív változás a kenyér és más búzából készült pékáruk sütőipari minőségében, ízében és színében.

Forrásként egy olyan kínai búzagenotípust használtak a kutatók, amelynek lisztje két-háromszor annyi vízoldható arabinoxilánt tartalmazott, mint a többi 150 vizsgált fajta. Ez a tulajdonság egyben jól öröklődőnek is bizonyult, ezért ezt a változatot közvetlenül is fel lehetett használni nemesítési célokra. A kínai fajta igen korai kalászolási ideje miatt azonban a keresztezési programban nehézségekbe ütközött a szülői genotípusok kiválasztása.

Ezért olyan pontmutációk létrehozása révén állítottak elő ilyen speciális genotípusokat a kutatók, amelyek spontán módon is gyakran előfordulnak a természetben. Ebben az esetben az amilopektin szintézisében részt vevő enzimek működését gátolták, annak érdekében, hogy a rezisztenskeményítő-frakció keletkezése relatíve intenzívebb legyen. A későbbiekben hagyományos nemesítés révén a helyi környezeti körülményekhez jól adaptálódó genotípusokat hoztak létre ezekkel a speciális búzatörzsekkel.

A nemesítés folyamatát nagymértékben gyorsíthatja, és a szelekciót is hatékonyabbá teheti az olyan molekuláris markerek azonosítása, amelyek a magas rostanyagtartalommal kapcsoltan öröklődnek. Ezeknek köszönhetően el lehet ugyanis kerülni, hogy a környezeti körülmények torzító hatása megtévessze a nemesítőt. Immár tizenöt éve folynak a kísérletek az ilyen jellegű markerek azonosítására, ez idáig nem sok sikerrel. Egy nemzetközi együttműködés keretében a kutatócsoport által létrehozott egyik nagy arabinoxilán-tartalmú populáció felhasználásával sikeresen azonosítottak egy olyan KASP-típusú markert, amely hatékonyan használható a kínai forráséhoz hasonló, magas arabinoxilán-tartalmú búzatörzsek szelekciójára. A kísérletek jelenleg egy nem kínai búzafajtán folytatódnak.

Annak érdekében, hogy további génforrásokat azonosíthassanak, a kutatók vizsgálták az Aegilops (kecskebúza) vadbúza-fajból származó kromoszómák addíciójának a búza rostanyagtartalmára és -összetételére kifejtett hatását is.

KecskebúzaFotó: Wikipédia

A búza rostanyagtartalma mennyiségi tulajdonság, ennélfogva ezt az értéket nagymértékben befolyásolják a környezeti hatások, különösen azok az abiotikus stressztényezők (hő, szárazság), amelyek a klímaváltozás velejárói. Ezért a kutatók többéves kísérletben vizsgálták az évjárat és a genotípus, valamint a hő- és a szárazságstressz hatását a rostanyagok mennyiségére és összetételére vonatkozóan .

A kutatások eredményeként sikerült 15 százalékkal növelni a búzakeményítő amilóztartalmát, ezzel pedig jelentősen nőtt a rezisztens keményítő mennyisége is. 21 százalékos növekedést értek el továbbá a búza teljes arabinoxilán-tartalmában, és 49 százalékot a vízoldható frakcióéban. Az ATK kutatói bizonyították azt is, hogy a vízoldható arabinoxilán-tartalom jól öröklődő tulajdonság: örökölhetősége 0,77 volt, és a teljes fenotípusos variancia 24 százalékát határozta meg a genotípus, majd további 25 százalékát a genotípus és az évjárat kölcsönhatása. Emellett kimutatták, hogy a környezeti stresszfaktorok hatására a rostanyagkomponensek összetétele, és ezzel a szerkezete is megváltozik, valamint hogy az Aegilops vadbúza-faj 5-ös és 7-es számú kromoszómáinak addíciója képes növelni a búza rostanyagtartalmát.

Aegilops-kromoszómák addíciójának hatása a búzaszem összetételére

Korábbi kapcsolódó cikkeink: