A 60-as évek elején fedezték fel az aflatoxint (termelője: Aspergillus flavus), a magyar kutatás még a 60-as évek első felében részletesen beszámolt a fejleményekről. A 60-as évek második felében fedezték fel a zearalenont (termelője: Fusarium graminearum, F. culmorum). A 70-es évek nagy felfedezése a deoxynivalenol (termelője: F. graminearum, F. culmorum) és a 80-as évekre jutott a fumonizinek azonosítása (termelő: F. verticillioides). A F. graminearum jelentős termésveszteséget is tud okozni, a másik két fajnál, elsősorban a F. verticillioides-nél a termésveszteség már mérsékeltebb, az A. flavusnál pedig már igen ritka a jelentős termésveszteség.
A kár, amit országosan elszenvedünk, évenként ugyan változó, a néhány milliárdtól akár 100 milliárdig terjed. Egy része tényleges terméskiesés, de a termésveszteséghez kell sorolni a tisztítási folyamatok rostaalját, a koptatás, az optikai szelekció által kiválasztott káros szemeket is. Ennél sokkal nagyobb a toxinok okozta kár, amely kisebb árat, és igen jelentős továbbgyűrűző kárt jelent az állattenyésztésben. Minthogy növényvédő szeres megoldás még legfeljebb csak körvonalazódik, addig az ellenállóságra vagyunk utalva. Ahhoz viszont, hogy az ellenállóság komolyan szóba jöhessen, meg kell nézni, hogy a hibridek ellenálló képessége és toxinszennyezettsége hogyan függ össze. A tárgyban már sok száz dolgozat jelent meg, és ez is ezekbe illeszkedik néhány új, fontos szemponttal.
Annak ellenére, hogy a tudományos kutatás már korán rátért a mesterséges fertőzéses eljárások alkalmazására, a nemesítés sokáig és mindmáig is ragaszkodik a természetes fertőzés alapú szelekcióhoz. Mivel a természetes fertőződés csak évtizedenként 1-2 alkalommal jelentkezett járványos mértékben, de mint kiderült, az ellenállóság pontos mérésére nem volt alkalmas, mert a fertőzési időpont ismeretlen volt, és morfológiai tényezők is befolyásolták a fertőződést, mint pl. a zárt csuhélevelek, a csövek felálló vagy lehajló módja, a nagyjából háromhetes virágzási időszakban pedig kizárt, hogy azonos időjárás legyen virágzáskor és utána vagy 3-4 hétig. Ráadásul már régen kiderült, hogy e betegségekkel szemben az ellenállóság poligénikus, azaz sok kis hatású, esetleg néhány közepes is alakítja ki az ellenállóságot, ezért a nemesítők úgy gondolták, hogy ez megoldhatatlan feladat. Ilyen vélemény még ma is van. Ennek ellentmond az, hogy a legösszetettebb tulajdonságnál, a termőképességnél, ilyet senki sem mond és a genetikai előrehaladás egyértelmű. Ha lehetetlen lenne, nem lehetnének tömegével egyre növekvő termőképességű fajták. Ennek a komplexitásnak csak töredéke a csőpenész rezisztencia problematikája. Az természetesen megint más kérdés, hogy ebből a nagy termőképességből mennyi realizálható. Az ökölszabály szerint az adott termést nagyjából egyforma arányban határozza meg a fajta genetikai tulajdonságainak együttese, a környezet, amiben az időjárás, talajadottságok vannak benne, valamint az agrotechnika, benne a növénytermesztés az összes eljárásával, a növényvédelemmel trágyázással, talajművelési modelljeivel stb. Kiemelt jelentősége van az alkalmazkodóképességnek, ami azt jelenti, hogy különböző feltételek között is kiegyenlített termést és minőséget kapunk. Ebben kiemelt jelentősége van a környezeti és biotikus stresszek elleni rezisztenciának, jelen tárgyban a csőpenészekkel szembeni ellenállóságnak.
Közben az is kiderült, hogy legalább 15 Fusarium fajt izoláltak a kukoricáról, amelyek aránya évről évre radikálisan megváltozhat. Ezért kérdés volt, hogy a rezisztencia véd-e minden kórokozó fajjal szemben, vagy pedig nem. Az utóbbi évek kísérletei azt mutatták, hogy a hibridek túlnyomó többségében a különböző kórokozókkal szembeni ellenállóság eltérően öröklődik. Mivel mi három klímarégió határán fekszünk, vannak kontinentális, mediterrán jellegű és ritkábban atlanti befolyású éveink, évszakaink, sőt adott hónapban is lehet mindhárom irányból jövő fronthatás egyszerre. Mivel a legfontosabb három kórokozó klimatikus igényei eltérnek, ezért mesterséges fertőzés nélkül igen nagy gondban lennénk. Jelenleg mi vagyunk az egyetlen hely a világon, ahol mindhárom kórokozóval szembeni ellenállósággal foglalkozunk, mert mind a három itt van és súlyos gazdasági kárt okoz.
A kísérletben 18 elismert kukoricahibridet vizsgáltunk két éven keresztül a három legfontosabb csőpenészt okozó faj, a F. graminearum, a F. verticillioides és az A. flavus fajokkal szemben. Mindhárom fajnál 2-2 izolátumot alkalmaztunk a nemzetközi gyakorlattal szemben, ahol csak egy inokulumról van szó, ami lehet tiszta izolátum vagy izolátum keverék. A kísérletet 8 m hosszú, négysoros parcellákon állítottuk be, a sorok közepén két növényt kivettünk, az első felét az 1., a második felét pedig a második izolátummal fertőztük fogvájós eljárással. A 4. sor volt a kontroll. A kísérlet értékelését szeptember végén vagy október elején végeztük, amikor az állomány megérett. 1-2 növénytől eltekintve szárhiba nem volt, a növényállomány egyenletesen kelt és fejlődött, így a virágzás soron belül a szokásos szórást mutatta. A fertőzést az 50%-os nővirágzás utáni 6. napon végeztük. A töréskor csak a fogvájóval jelölt csöveket törtük le. Az értékelés során a fogvájó körül kialakult fertőzött csőfelületet százalékban értékeltük, felvételeztük az ettől függetlennek látszó további természetesnek tekintett fertőzéseket, valamint külön az A. flavus okozta csőpenészt, amely jól elkülöníthető a fuzáriumos tünetektől.
A F. graminearum esetében (1. ábra) a fertőzöttség a két év átlagában 5,5 és 26,20% volt. A DON tekintetében viszont 7,27 és 63,28% volt a két szélső érték. Vagyis a fertőzöttség tekintetében ötszörös, toxintartalomban közel tízszeres volt a különbség. Két hibridünk volt a toxintúltermelő kategóriában (mályva színnel kiemelve), amelyek távolsága az egyenes vetületi pontjától az SZD 5%-nál távolabbra voltak. Ezeket a fertőzöttségi adatok alapján nem lehet azonosítani, vagyis toxinreakció ismerete nélkül ezeket nem szabad a köztermesztésbe kiengedni. A világoszöld mező azokat a hibrideket jelzi, amelyek mind fertőzöttség, mind DON tekintetében átlag alatti adatokat mutatnak, ezek száma hét és van még négy nagyon közel ezekhez. Vagyis nekünk innen célszerű válogatni.
A fumonizin és a F. verticillioides kapcsolatot a 2. ábra mutatja. A fertőzöttségi szélső értékek 0,03 és 1,18% között vannak, csaknem negyvenszeres különbség, a fumonizin tartalomban 0,81 és 11,45 mg/kg, 14-15-szörös a különbség. Ugyanaz a helyzet, mint az előbb, van két erős toxintúltermelő hibridünk, 12 van az átlag alatti kategóriában, a maradék háromnál a magasabb fertőzöttség magasabb toxintartalommal párosul.
Az Aspergillus flavus rezisztencia és aflatoxin adatok (3. ábra) szerint a fertőzöttség 0,03 és 0,39% között volt, 13-szoros eltérés. A két év között az átlagok közel voltak egymáshoz, de a hibridreakciókban igen jelentős eltérések is voltak. A 2. izolátum két éves adatai között r=0,74-es kapcsolat volt, de az összes többi kapcsolat nem volt szignifikáns. A legnagyobb aflatoxin-koncentráció 847 ppb volt, míg a legkisebb csak egy. Ha a négy aflatoxin adat átlagát nézzük, 13 és 338 volt a két szélső érték, ami 26-szoros eltérés. Fontos, hogy öt toxintúltermelő hibridünk van. Ezek 4–8-szor annyi toxint termeltek, mint hasonló fertőzöttségű társaik. Mint látható, a fertőzöttség és toxintartalom között negatív az összefüggés. A toxintúltermelő hibridek többnyire szignifikánsan több toxint termelnek, mint nem túltermelő társaik, de az egyenesen lévő vetítési pont és a tényleges toxinadat közötti különbség már nem haladja meg a szignifikanciaszintet.
Ami a kontrollokat illeti, a két év átlagában a DON egy hibridben haladta meg a az 1,75 mg/kg szintet, kettő volt 1,0-nál több, ami sertésnek már nem felel meg, hét hibridben viszont a kimutathatósági határ alatti értéket (0,09 mg/kg) kaptunk. A fumonizineknél (B1 + B2) egy esetben kaptunk 7 mg/kg adatot, két hibridnél 2-3 közöttit, kilenc esetben 1,0 alatti értéket. Az aflatoxin B1 koncentráció 11 esetben maradt 20 ppb alatt, öt esetben pedig 5 alatti értéket mutatott. Hét hibrid viszont a 20-as határértéket meghaladta, a maximum 90,50 volt.
A kockázatelemzésnél természetesen először a mesterséges fertőzés adatait elemezzük, utána a kontroll adatokat is hasonló súllyal.
A rendelkezésre álló adatokból a toxinadatok a fontosabbak, mert ennek alapján történik a vásárlás. Ideális esetben az adott hibrid mindhárom toxikus fajjal szemben pluszvariáns, és a természetes fertőződés is megfelel ezen értékeknek. Ilyen hibrid a tesztelt sorozatban kettő volt. Volt olyan, ahol a mesterséges fertőzéses adatok mind átlag alattiak voltak, de a természetes aflatoxin már meghaladta a kritikus értékeket. Hasonlóan figyelmeztető jel, ha a természetes fertőződés DON esetében 1 mg/kg értéknél magasabb, mert sertéstakarmányozásra ez már kritikus szint. A csirke viszont még jól viseli.
Vagyis a kritikus szintet a felhasználási irány szabja meg. Ugyancsak alapszabály, hogy a fiatal állatoknál, és tenyészállatoknál csak a baby-food, azaz gyermektápszer minőségű kukorica csak az elfogadható. Korábban azt gondoltuk, hogy az etanolgyártás majd megoldja a toxinszennyezett kukorica felhasználását. Ennek az ellenkezője történt. Mivel az aflatoxin háromszorosára töményedik a keményítő etanollá való erjedése során, így ahhoz, hogy a száraz törköly eladható legyen 5 ppb körüli értéket vesznek figyelembe. Vagyis ide csak a legjobb minőség alkalmas.
A nálunk és az irodalomban kapott eredmények a rezisztencia jelentőségét egyértelműen aláhúzzák. Ami igen fontos, hogy az elismert hibridekben igen jelentős variabilitás létezik, amit ki lehet használni és ezáltal a magas kockázatú hibrideket nem szabad köztermesztésbe engedni. Nagyon fontos a toxintúltermelés felfedezése, ami azt jelenti, hogy a hibridek kisebb részénél, kb. 10%, a toxintartalom lényegesen magasabb a tünetekhez képest, mint más hibridekben. Igen fontos, hogy kb. 20%-ban az adott hibrid mindhárom gombakórokozóval szemben jó teljesítményt mutat, 10–15% mindegyikkel szemben fogékony, és a kétharmad változó adatokat mutat. Ezzel a vázolt tesztelési rendszerrel lényeges előrelépést lehet tenni a takarmánybiztonság és élelmiszerbiztonság területén. További fontos eredmények várhatók a még ellenállóbb hibridek előállításától. Hiába azonban akár a kiváló ellenállóság, ha az aratási, tisztítási és raktározási hibák miatt tönkremegy a termés. Vagyis ezt az előnyt csak akkor lehet kihasználni, ha a modernizáció a teljes termelési láncra kiterjed.
Mesterházy ÁkosMTA r. tag A kísérleti jelentés várhatóan 2020. január 16-tól lesz elérhető. Az adatok megjelenéséről a Magyar Kukoricaklub Kukorica Barométer hírlevele ad tájékoztatást.
A cikk szerzője: Dr. Mesterházy Ákos
