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.

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.

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.

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.

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.

Korábbi kapcsolódó cikkeink: