Burgonyából importra szorulunk, de tudományos szempontból Magyarország valódi krumplinagyhatalom

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

Idén március 30-án Taskentben megnyílt az Üzbég-Magyar Burgonyakutató Központ.

Az avatási ceremónia díszleteiről közölt hivatalos fotó és a béketábor hangulatát idéző kormányzati kommunikáció ellenére nem a magyar narancsról, hanem a kutatógenerációk munkájával létrehozott termékek és a legújabb tudományos eredményeken alapuló innovatív technológia importjáról van szó.

ProtokollfotóFotó: Nagy István/Facebook

A Peru és Chile hegyvidékein őshonos haszonnövény tudományos kutatásában a magyar tudósok ugyanis a világ élvonalához tartoznak. A burgonya termesztését alapvetően befolyásoló klímaváltozás, az emiatt újonnan megjelenő, vagy már korábban behurcolt növényi kártevők (vírusok, baktériumok, gombák, rovarok) jelentette problémákra Magyarországon a hat évtizede alapított keszthelyi Burgonyakutatási Központban keresik a válaszokat, és jó néhányat mára meg is találtak. A februártól a Magyar Agrártudományi Egyetem néven létrehozott óriásintézményhez csatolt tudományos műhelyben – legújabb nevén Burgonyakutató Állomás (BKÁ) – a genetikától a nemesítésen át a termesztéstechnológiáig a növényt érintő összes területen zajlanak kutatások.  

Gumóháború

A magyarul krumpli (kolompér, pityóka, földi alma) néven ismert Solanum tuberosum olyan alapélelmiszer, amely a gabonafélék mellet az egyik legmeghatározóbb eleme a globális ellátási láncnak. Hogy mennyi és milyen a termés, azt alapvetően a vetőgumó minősége határozza meg, a technológia csak másodlagos. 

Tudni kell, hogy a burgonyát hagyományosan vegetatív módon, gumóról szaporítják. A szaporítás folyamata akár 8-10 évig is eltarthat. „A gumó – vagyis a növény föld alatti szárából fejlődő, tápanyag raktározására szolgáló növényi szerv –  viszont egyik évről a másikra magával tudja vinni a kórokozókat és az élettani stresszeket is, ami azt jelenti, hogy az így termesztett burgonya kór- és élettani szempontból hajlamos a leromlásra” – mondja a nemzetközi folyóiratokban rendszeresen publikáló Polgár Zsolt, a BKÁ vezetője, a Magyar Tudományos Akadémia növénynemesítő-genetikus tagja. Magyarán, a betegségekre fogékony fajták termesztése esetén akár már a következő évben sem lehet annyi és olyan minőségű termést betakarítani, mint az ellenállóbb és így több éven át egészségesebben termeszthető, rezisztens fajták esetében.

Keszthelyi vetőgumókFotó: Burgonyakutatási Központ

Magyarországon szinte a kezdetektől, vagyis – az egyebek mellett ingyenes vetőgumót biztosító – II. József ösztönző intézkedései óta létezik burgonyanemesítés. A Kárpát-medence éghajlati viszonyaihoz jól alkalmazkodó régi fajták azonban védtelennek bizonyultak az első, majd a második világháború során Amerikából behurcolt kártevőkkel, kórokozókkal szemben. A burgonyavészt (fitoftóriát) kiváltó Phytophthora infestans gomba után az 1947-ben először Héderváron észlelt burgonyabogár (Leptinotarsa decemlineata), majd a burgonya Y-vírus újabb és újabb törzseinek megjelenése lehetetlenítette el a fogékony magyar fajták szaporítását és fenntartását. „A hatvanas évek közepétől a kilencvenes évek elejéig, amikortól megjelentek az első hazai rezisztens fajták, évtizedeken át import vetőburgonyára szorult az ország” – mondja a BKÁ igazgatója.

Ahogy akkor, úgy jelenleg is, az európai vetőburgonyatermesztés a kontinens Atlanti-óceánhoz közel fekvő, hollandiai, franciaországi és németországi szántóföldjein koncentrálódik. Ott, ahol a burgonyának legkedvezőbbek a környezeti feltételek (hűvös, csapadékos a klíma, kevesebb a kórokozó). Bár a Nyugat-Európai fajták genetikailag ugyanúgy fogékonyak a betegségekre, az éghajlati adottságok lehetővé teszik, hogy ott helyben relatíve egészségesen lehessen szaporítani őket. „Nálunk azonban nem lehetett és ma sem lehet biztonsággal vírusfogékony fajtákból egészséges vetőgumót előállítani” – mondja Polgár. Az importált vetőgumó azonban átlagban csupán két évig biztosítja az elvárt termést, ezalatt persze megbetegszik és egyre csökkenő termésátlagot és rosszabb minőséget produkál. 

Turbósított nemesítés

Az már a múlt század közepén is nyilvánvaló volt, hogy a kórokozókkal szembeni védelem kulcsát a rezisztens vadfajok jelentik. A keszthelyi Georgikonon 1960-ban alapított, a saját vetőgumó előállítás népgazdasági (mai kifejezéssel: stratégiai) fontosságára tekintettel szellemi és anyagi erőforrásokkal egyaránt kistafírozott  burgonyakutató intézet „rezisztencianemesítési” programja a nemzetközi tudomány eredményein alapult. A kutatók már az induláskor beszerezték közvetlenül Dél-Amerikából és több más forrás mellett például a Nyikolaj Ivanovics Vavilov szovjet botanikus, a növényi immunitás úttörő kutatója által felfedezett földrajzi géncentrumokból korábban begyűjtött és a szocialista országok génbankjaiban fenntartott fajokat és hibridjeiket.

„A hagyományos nemesítési eljárásokon alapuló, sokszoros visszakeresztezésen és célirányos szelekción alapuló munka, aminek eredménye a sok, nem előnyös »vad« tulajdonság elhagyása és a kívánt néhány jó tulajdonság ötvözése az olyan jellemzőkkel, mint a magas termőképesség és minőség, több évtizedig is eltarthat” – mondja Polgár. A lassúság oka részben a burgonya alacsony szaporodási rátája, ami 8-10 új növényt jelent évente, de még inkább a növény sajátos genetikája, ami négyszeres kromoszómakészletet, maximális heterozigótaságot, valamint a főbb tulajdonságok poligénikus, vagyis több géntől függő öröklődésmenetét jelenti. 

Az alacsony szaporítási hányadost az 1980-as évek elejére kidolgozott, Magyarországon nemzetközileg is elismerten tökélyre fejlesztett laboratóriumi (in vitro) technológiával fel lehetett oldani. Ezzel a mikroszaporítás néven ismert módszerrel ugyanis a korábbinál nagyságrendekkel több, akár milliónyi utóda is lehet egyetlen növénynek. 

In vitro mikroszaporításFotó: Burgonyakutatási Központ

Az első, fajtának alkalmas növényt azonban akár több millió, keresztezéssel előállított utód közül kell kiválasztani, megtalálni. Polgár szerint ez rendkívül költséges és időigényes sziszifuszi munka, amire a világon alig vállalkoztak – a kísérletezőkedv letörésében szerepet játszott a jelentős lobbierőt felvonultató nyugati nemesítők ellenérdekeltsége.

Bár a szocializmus utolsó éveiben erősen visszanyesték a kutatások finanszírozását, a rendszerváltás utáni időszakban pedig – a legtöbb hasonló tudományos bázishoz hasonlóan – a keszthelyi központot is önellátásra szorította a felsőoktatás gyéren mért állami támogatása, az 1990-es évek közepére megszülettek az első saját, a Kárpát-medencében előforduló fontosabb szántóföldi növénybetegségekkel szemben rezisztens fajták. A keszthelyi nemesítők mesterséges fertőzéseken alapuló hagyományos szelekciós munkájának hatékonyságát a közelmúltban kifejlesztett molekuláris genetikai eljárások is segítik.

DNS-markerek és piachódítás

Szakmai közhely, hogy a holland vagy francia nemesítőknek és vetőgumó- forgalmazóknak üzleti megfontolások miatt nem céljuk a betegségekkel szemben ellenálló, ötször-hatszor is újravethető fajták kinemesítése, hiszen ekkor nem tudnák kétévente újra és újra eladni termékeiket. Márpedig Polgár szerint Magyarországra évi 6-8 ezer tonna vetőburgonya érkezik a piacvezető holland, német és francia fajtákból. A márciusban a magyarokkal közös kutatóközpontot alapító Üzbegisztán pedig évi 20 ezer tonnát rendel csak Hollandiából.

A Hópehely, Balatoni rózsa, Botond, Démon, Arany Chipke és Katica nevű, a hazai burgonyatermesztés 20-25 százalékát kitevő fajták rezisztenciájuk miatt ugyanakkor négyszer-ötször is visszavethetők. Termőképességben és minőségben is versenyben vannak a világpiacot kolonizáló nyugat-európai fajtákkal, ráadásul a magyar kutató szerint azoknál gazdaságosabban termeszthetők. 

„A világ első vírusrezisztens chips gyártásra alkalmas fajtáját, az Arany Chipkét központunk nemesítette. Arra szelektáltuk, hogy a burgonya Y-virus immunitása mellett alacsony legyen a gumók redukáló cukortartalma, vagyis hogy a hőkezelés során ne karamellizálódjon a termék. Hasonlóan fontos volt az is, hogy gumója gömbölyű és pont akkor méretű legyen, ami maximalizálja a termékkihozatalt, és megfelel a csomagolási szabványnak is” – hoz egy példát Polgár.

Magyar chipsekFotó: Burgonyakutatási Központ

A jelenleg is zajló fajtanemesítési kutatások természetesen élnek a legújabb biotechnológiai módszerekkel, ezek azonban csak kiegészítik és nem helyettesítik a hagyományos nemesítési eljárásokat. „Például vannak olyan vad fajok, amelyek rezisztenciagénjeit ivaros keresztezéssel nem lehet átvinni a termesztett burgonyába. Mi azonban létre tudunk hozni úgynevezett szomatikus hibrideket” – mondja Polgár.  Az eljárás lényege, hogy a testi sejtek sejtfalait enzimekkel lebontatják, és az így kapott protoplasztokat fizikailag egyesítik. A protoplasztfúzióval nyert hibridekkel pedig máris indítható egy új nemesítési program. 

A rezisztencia tulajdonságok tesztelésére az utóbbi években rutinszerűen használható DNS-alapú markereket is fejlesztenek a keszthelyi intézetben. Ez a hagyományos módszereknél sokkal gyorsabb szelekciót tesz lehetővé. Nem kell kivárni, míg a kórokozókkal mesterségesen megfertőzött növényeken megjelennek a tünetek, ami akár több hétbe is telhet, hanem a markerek használatával a rezisztenciért felelős gének közvetlenül, csupán 1-2 napos laboratóriumi munkával kimutathatók. „Cserébe a markerek kifejlesztése az, ami hosszadalmas, igaz csak egyszer kell megcsinálni” – teszi hozzá Polgár. 

A legújabb irány a heteromultiplex rezisztenciákkal rendelkező szülőpartnerek és fajták kinemesítése. Ez azt jelenti, hogy az ilyen növény nemcsak egy, hanem akár három-négy kópiában is hordozza az adott kórokozóval szembeni rezisztenciagéneket. „Ilyen szülőpartnereket fogékony, de minőséget javító szülőkkel keresztezve az utódok nagy része eleve rezisztens lesz, és a szelekciós munka során ezért nagyobb hatékonysággal lehet koncentrálni a minőségre” – mondja a kutató. És mivel ezek a gének több fajból származnak, az esetlegesen megjelenő újabb vírusvariánsokkal szemben is ellenállóak, stabilabb rezisztenciájúak lehetnek.

Polgár elmondása szerint az üzbég finanszírozású taskenti kutatóközpontban az ilyen kísérletek mellett a szárazság- és melegtűrés genetikai hátterének feltérképezése és a klímaváltozás diktálta változásokhoz is jobban alkalmazkodó fajták nemesítése a cél. Az első közös fajták szántóföldi alkalmazásáig pedig Üzbegisztán a magyar fajták vetőgumóinak jelentősebb piaca lehet.

Járvány, klímaváltozás, forradalmak – mindez csak három dermesztő arca annak a felbolydult világnak, ami ránk vár. Lesz még neki jó pár. Ha teheted, segítsd a munkánkat, mi megháláljuk a bizalmadat, és ebben a nagy zavarodottságban hitelesen, alaposan és közérthetően magyarázzuk el, hogy a legégetőbb kérdésekre milyen válaszokat adnak a sárgolyó legnagyobb elméi. Maradj velünk. Támogatom a Qubit szerkesztőségét!

Korábbi kapcsolódó cikkeink: