Ezek azonban csak üzleti fogások, a következő év nagyobb vetőmagforgalmának reményében. A szántóföldi növényfajaink esetében ugyanis jelenleg nincs államilag elismert szárazságtûrő fajta hazánkban. A cikk ennek okait és a jövő lehetőségeit ismerteti.

A gazdák részéről jogosan felmerülhet a kérdés, miért nincs?

Hazánk nem tartozik a világ száraz vidékei közé, melyekben minden évben rendszeresen számolni lehet szárazsággal, és annak paraméterei közel azonosak. Ez ugyanis alapfeltétele az aszálytûrő fajták előállításának.

Magyarországon az aszály – szerencsére – még nem minden évben jelentkezik, és ha van, akkor sokféle megjelenési formában léphet fel.

Hazánkban az aszály fontosabb paraméterei évente eltérőek:

• az aszály kezdete és időtartama,

• a levegő hőmérséklete, páratartalma, mozgása (szélerősség),

• a napsugárzás erőssége, hőségnapok száma,

• a csapadék mennyisége és eloszlása, a csapadékhiány mérete,

• a talaj állapota, víztartalma, hőmérséklete, a talajvíz magassága,

• a termesztett növény faja és fajtája,

• a növényállomány kora, fejlődési állapota, a növényállomány sûrûsége, tenyészidő hossza stb.



A szárazságstressz egyes elemei tehát sokféle formában és főleg kombinációban érik a növényeket. A változatos hatással szemben, hagyományos nemesítéssel rendkívül nehéz és szinte lehetetlen a stabilan toleráns fajtát előállítani.

Az aszálytûrés a növény fejlődési fázisaiban is eltérő.

A kukorica vízigénye például a kelést követően meredeken emelkedik, és csúcspontját a virágzáskor éri el. Amennyiben az aszály a címerhányást megelőző időszakban kezdődik, akkor előfordulhat, hogy a hím- és nővirágzás ideje is elcsúszik, ami rossz szemkötést is eredményezhet. A szemfejlődés még kritikus időszaknak tekinthető, éréskor azonban a vízigény jelentősen csökken.

Az árasztott rizs is szenvedhet aszálykárt!

A rizs egy kiváló példa arra, hogy megértsük, milyen bonyolult és összetett folyamatok – a környezet fizikai paraméterei és a növény biológiai válaszainak – eredője az aszálytûrés. A rizs növények vízvesztése leggyakrabban a kelést követő árasztás után következhet be, de későbbi fejlődési fázisokban is előfordulhat. A talaj hideg állapotát a vízborítás szigeteli, és ha az erős vegetatív növekedési fázisban hirtelen melegre fordul az időjárás, és netán még erős szél is kerekedik (légköri aszály), akkor bizony a hideg talajból a gyökerek nem tudnak annyi vizet felvenni, mint amennyi az erős párologtatás miatt a víz feletti levelek/hajtások igényelnek. Ennek következtében felborul a növények vízmérlege, a vízleadás meghaladja a vízfelvételt, a hajtásokban vízhiány (dehidratáció) alakulhat ki, annak ellenére, hogy a gyökerek vízben vannak.

Végül is mennyi vízre van szüksége a növénynek?

A növény anyagcsere folyamatai is a sejtek citoplazmájának vizes közegében zajlanak. A növények átlagos víztartalma 60–80%. A víztartalom fenntartása érdekében a növény egész élete során folyamatos vízellátást, tehát folyamatos vízfelvételt igényel!

A vizet és a vízben oldott tápanyagokat a talaj szolgáltatja. A víznek azonban csak 1–2%-át használja fel a növény az anyagcsere során, és építi be a szintetizálódó szerves anyagokba. A felvett víz 98–99%-át a növény elpárologtatja! A legfontosabb kérdés az, hogy a növénynek mennyi vizet kell elpárologtatnia (transzspiráció) egységnyi szárazanyag termeléséhez?

A vízhasznosítási hányados a magasabbrendû növényekben 100–1000 liter/1kg szárazanyag (sza) között változik. A kukorica esetében ez az érték normál években átlagosan 200–300 l/1kg sza. Sajnos a fajták és hibridek közötti eltérés kicsi, 30–70 l/1kg sza., ami 10–25%-nak felel meg. Ez nem ad túl nagy mozgásteret a hagyományos nemesítésnek a sikeres szelekcióra, emellett pontos mérése is nehezen megoldható.

Számítások szerint 1 tonna hasznos terméshez, – ami minimum 1,5 tonna szárazanyag-termésnek (biomassza) felel meg – a növényállománynak megközelítőleg 1000 m3 vízre van szüksége, mely megfelel 100 mm csapadéknak hektáronként. Tehát amikor rossz talajmûvelést végzünk (pl. lezáratlan nyári szántás repce alá), azzal 100–200 mm csapadéknak megfelelő vizet is veszíthet a talaj hektáronként, ami viszont 1–2 t/ha termésveszteséget eredményezhet. A gazdáknak tudniuk kell, hogy a talajból elpárolgó vízzel a termésük, és ezzel jövedelmük egy része is „elpárolog”.

Szárazságtûrő fajták hagyományos nemesítése eredménytelen volt.

A szárazságtûrő fajták nemesítése viszonylag hamar, a 19. században megindult hazánkban, és főleg a 20. század első felében volt eredményes. Ekkor a termésátlagok viszonylag alacsonyak voltak, és a fajták előállítása során a nemesítők gyakran indultak ki a hazai szárazsághoz adaptálódott tájfajtákból és a primitív formákból, ökotípusokból.

Az intenzív mezőgazdasági termelésre való áttérés során azonban, ezek a fajták – termőképességük és számos egyéb rossz tulajdonságuk miatt – hamar kiszorultak a köztermesztésből. Az egyre bőtermőbb fajták előállítására a nemesítők más genetikai forrásokat, – a világ legjobb genotípusait – igyekeztek megszerezni és felhasználni. A tájfajták, primitív formák és ökotípusok pedig a genetikai tartalékokat gyarapították és jelenleg a génbankok tartós tárolóiban őrzik őket az utókor számára.

A 20. század második felének aszályos évei mindig ráirányították a figyelmet a szárazsággal, mint abiotikus stresszel szemben ellenálló fajták előállításának szükségességére. A hagyományos nemesítés azonban nem tudott érdemi előrehaladást felmutatni. Ennek legfontosabb okai az előzőkben írtakban, tehát mind az aszály változó megjelenésében és összetett hatásában, mind a növény ehhez alkalmazkodó sokféle válaszreakciójában keresendők. Emellett természetesen nemesítés-módszertani és genetikai okok is hozzájárultak a sikertelenséghez. Ezek a következők:

• A szárazsághoz adaptálódott fajták normál években kevesebbet teremnek, mert a szárazságtûrés és a termőképesség negatív korrelációban van.

• A szárazságtûréssel kapcsolatos tulajdonságok öröklődésére vonatkozó ismeretek hiányosak, valamint azzal kapcsolatba hozható gének kölcsönhatásai ismeretlenek.

• Jelenleg nincs a nemesítők kezében olyan morfológiai, fenológiai, élettani, vagy biokémiai stb. teszt, amely önmagában alkalmas egy genotípus aszálytûrésének meghatározására és ezért felhasználható lenne aszálytûrő genotípusok megbízható szelekciójára.

• A hagyományos bélyegekre (gyökér, viaszosság, szőrözöttség, sztómaszám, levél kutikula vastagság, szeneszcencia stb.) történő nemesítés nem vezetett átütő eredményre. Az újabb szelekciós megközelítésektől (infravörös hőmérés, infravörös fényképezés, mesterséges szárazságstressz, különböző élettani paraméterek stb.) sem várhatunk gyors sikereket.



A nemesítés lehetőségei a jövőben

A hagyományos nemesítés látványos kudarcai alapvető változások szükségességét indokolják. Új megközelítésekre, ismeretekre, technikákra van szükség ahhoz, hogy valóban aszálytûrő fajtákat lehessen előállítani. Ezeket az új lehetőségeket és módszereket az új tudományterületek a genomika, a molekuláris nemesítés és a géntechnológia szintáttörést jelentő módszerei és az általuk feltárt új ismeretek adják a nemesítők kezébe.

Ma már tudjuk, hogy a növények, így kultúrnövényeink is, nem csak elszenvedői a szárazságnak, hanem a vízmérlegük egyensúlya megbomlásának káros hatásait megpróbálják kivédeni. A vízhiányra reagálva, sejtjeikben több száz gént kapcsolnak be, mely bizonyítja aktív részvételüket az aszály káros hatásainak csökkentésében. A válaszreakciók egyes fajok esetében – az adott évben – elegendők lehetnek a vízhiány okozta károk kivédésére. Az aszályos évek többségében azonban a növények természetes védekezése már kevés. Sajnos azonban napjainkban még hiányosak az ismereteink a szárazságtûréssel kapcsolatos gének azonosítása és funkciójának ismerete, valamint genetikája és élettana vonatkozásában. Ezért a jövőben, mindenképpen együtt kell mûködniük az érintett tudományterületeknek, mert csak egy komplex megközelítéstől várható siker:

• Hagyományos nemesítési módszerek fejlesztése: objektív, reprodukálható tesztek kidolgozása és felhasználása a szelekcióban.

• Molekuláris nemesítési módszerek felhasználása: pl. markerkapcsolt szelekció, QTL térképezés.

• Klasszikus genetikai módszerek fejlesztése: a szárazságtûrésért felelős gének öröklődésének, kölcsönhatásainak elemzése.

• Géntechnológiai módszerek felhasználása: DNS-chip technika, új gének izolálása és funkció analízise, felhasználása különböző molekulák termeltetésére stresszspecifikus promóterekkel.

• Szoros együttmûködés az élettudományi diszciplínák között (nemesítés, a genetika, az élettan, a biokémia, genomika, molekuláris nemesítés és géntechnológia stb.).



Amennyiben sikerül a jövőben az aszálytûrésért ténylegesen felelős géneket azonosítani és izolálni, megkezdődhet azok átvitele az érzékeny fajokba és fajtákba. A géntechnológia legfontosabb célja napjainkban a sejtek vízvesztésével szemben védelmet nyújtó fehérjék és szerves molekulák génjeinek átvitele az aszályra érzékeny fajokba és fajtákba. Ezek a molekuláris kutatások azonban csak az elmúlt évtizedben kezdődtek, ezért szárazságtûrő fajta megjelenése a köztermesztésben a közeljövőben nem várható. Nem elég ugyanis a növény túlélését biztosítani, hanem olyan fajtát kell előállítani, ami amellett, hogy túléli az aszályt még megfelelő termést hoz.



Következtetés: megbízhatóan és stabilan szárazságtûrő növényfajta köztermesztésbe kerülése a fontosabb kultúrnövényeinknél 2020 előtt nem várható. Mivel 2020-ig is lesznek aszályos évek, ami a gazdáknak átmenetileg ajánlható a biológiai alapok oldaláról az nem több, mint minden évben a legjobb, az adott régióban a legbőtermőbb fajtákat termesszék és mindig minősített vetőmagot használjanak. A nemesítői alapfilozófia ugyanis az, hogy a normál években az adott területen legbővebben termő fajták általában a legjobbak a stresszfeltételek között is.

Heszky László igazgató, egyetemi tanár

Szent István Egyetem, Genetika és Biotechnológiai Intézet