Búza genotípusok kalászfuzárium ellenállósága és ellenállóságra nemesítése

Igaz, nem mindenhol egy idõben, száraz években például még tünetes kalászokat is csak ritkán lehet látni, járványos években viszont akár a kalászok fele-háromnegyede is áldozatul eshet a betegségnek. Így a termésben esett kár a néhány százaléktól akár a 80%-ig is elmehet, igaz, ez nagyon ritkán fordul elõ. Ezzel együtt a biztosítékot nem ez verte ki. Kiderült ugyanis, hogy bár a termésben esett kár akár igen jelentõs is lehet, a kórokozók által termelt számos igen mérgezõ toxin okozza a fõ problémát, ugyanis ezek emberre és állatra igen mérgezõek, így súlyos közegészségügyi problémákat okozhatnak.

Nem véletlen ezért, hogy az EU az élelmiszercélú felhasználásnál kötelezõ határértékeket vezetett be deoxynivalenol (DON), zearalenon (ZON), T-2 toxin, ill. a fumonizinek tekintetében. Ez pl. a búzában leggyakoribb DON esetében 1.25 ppm, vagy mg/kg. Ez természetesen a fajták iránti igényeket is módosítja, így az ellenállóbb fajták iránti kereslet növekedni fog.

Az elmúlt években sok vita volt a kalászfuzárium veszélyességérõl. Természetesen száraz évben nincs járvány. Az 1. ábra az elmúlt évtizedekben mért országos átlagfertõzöttségi adatokat tartalmazza szemfertõzöttség alapján PCNB fuzárium szelektív táptalajon mérve. 20% felett igen erõs, 15–20% közötti erõs, 10–15% között közepes, alatta pedig gyenge járványt, vagy annak hiányát jelzik. Látható, hogy az országos átlag alapján az évek harmadában van erõs, vagy igen erõs fertõzöttség.

 

Hogyan mérjük az ellenállóképességet? A természetes fertõzõdéshez közel álló módszerek igen bizonytalan eredményeket adnak, ezért kísérleti célra nem kifejezetten alkalmasak. Kulcskérdés a párásítás biztosításának módja.

Ezzel a módszerrel sokkal pontosabb eredmények érhetõk el, azonban az évjárathatás, a fertõzési folyamat során változó feltételek, az eltérõ rezisztenciafaktorok és morfológiai paraméterek itt is adnak. Mivel sok külsõ és belsõ tényezõtõl függõ tulajdonságról van szó, nem véletlen, hogy az eredmények sok tekintetben hasonlóak, mint amit a terméseredményeknél természetesnek tartunk. Ezért fontosak a kísérleti átlagok. Mivel mesterséges fertõzésrõl van szó, arra nincs lehetõség, hogy az ország 10 helyén végezzünk ilyen teszteket. Ehelyett Szegeden évi négy eltérõ fertõzõképességû izolátummal fertõzünk, és ez biztosítja a rezisztencia pontosabb mérését. Ebben a rendszerben még soha nem fordult elõ, hogy a kölcsönhatás nagyobb lett volna a fajtahatásnál, ami viszont nyugati kollégáknál mindennapos jelenség. Ma a világon mindenütt a kalászfertõzöttséget vizsgálják, de lassan polgárjogot nyer a szemfertõzöttség és a toxintartalom is, jelentõs részben a mi eredményeink hatására. Az adatok alapján legalább öt élettani rezisztenciafaktor mûködik, feltételezéseim szerint további 2–3 jelenléte még igazolható. Ezen túl számos morfológiai tényezõ is befolyásolja a fertõzõdést, így a növénymagasság csökkenti, a szálkázottság pedig növeli az érzékeny genotípusoknál. Ezek hatása a kiváló ellenállóságú anyagoknál már nem mérhetõ. További problémát okoz, hogy a fajták, törzsek virágzása 1–2 hétig is eltart, így több fertõzési idõpontra van szükség, 4–5 napnál hosszabb idõt nem szabad hagyni a fertõzések között. A változó idõjárási feltételek azonban ezen csoportok viselkedését eltérõen befolyásolhatják, ami az adatok összehasonlíthatóságát rontja.

Az világosan látszik, hogy a leginkább megbízhatatlan bélyeg a kalászfertõzõdés. Ennél sokkal megbízhatóbb a szemfertõzõdés, itt sokkal kisebb a variáció volt fertõzési idõpontok szerint. A kísérletek túlnyomó részében a toxintartalom a szemfertõzöttséggel volt szorosabb kapcsolatban. Minthogy a minõsítésben a toxintartalom a döntõ, ezért a korábbi kalászfertõzöttségi adatokra támaszkodó rezisztencia tesztek hasznát is elemezni kellett. Minthogy a fenti adatokkal csaknem két évtizedre rendelkezünk. Így a kérdések megválaszolása lehetséges.

Egy 2001-ben és 2002-ben végzett kísérlet adatait a négy vizsgált tulajdonságra a 3. ábra mutatja be. A növénysorban részben a rezisztenciaforrások, részben néhány általunk szelektált kombináció, részben pedig néhány hazai, ill. nyugat-európai fajta szerepelt. A rezisztenciaforrások teljesítménye, a sokéves korábbi adatoknak megfelelt, mind a Sumey 3, Nobeoka Bozu, ill. Wuhan 6B kiváló teljesítményt mutatott. Legjobb anyagaink ezeket megközelítették. Ami igen fontos, az érzékeny törzsek és fajták szemfertõzöttsége (FDK) magas, 80% körüli volt, de a toxintartalomban a magyar Zugoly vagy Öthalom esetében mért toxintartalom 2–5-szörösét adta. Az okok nem világosak. Valószínû, hogy a hosszabb vegetációs idõnek lehet szerepe. Ennek lehet olyan vetülete, hogy az akár 8–10 nappal hosszabb idõszak több idõt adhat a toxin-felhalmozódásra, de olyan is, hogy a kései esõk még jelentõsen fokozhatják a toxinszintézist. Azt biztosan tudjuk, hogy a DON szintézishez sok nedvesség kell, a kései esõk és a DON-tartalom r = 0.96 összefüggésben voltak. Ezen túl természetesen további okok is lehetségesek. Ez adta a gondolatot, hogy a nyugat-európai fajták magyarországi köztermesztésbe vételével óvatosan kell bánni. Természetesen a hazai mûhelyekbõl is kerülhetnek ki nagyon érzékeny fajtajelöltek. Ezért kezdtünk az OMMI-val közös kutatóprogramot a fajtaminõsítés megoldására, s így lehetõvé válna a fogékony–nagyon fogékony kategória kizárása a köztermesztésbõl.

Kérdés az, hogy mekkora a variabilitás a fajtajelöltekben, hiszen ezek csak kivételesen származtak fuzárium rezisztencianemesítési programból. A szegedi elõ fajtajelöltek (48–72 törzs) vizsgálata azt mutatta, hogy többszörös eltérések vannak ellenállóságban. Azaz megvan a lehetõség, hogy az adott anyagban az ellenállóbbakat részesítsük elõnyben. 2006-ban egy GAK pályázat keretében megindult a fajtajelöltek tesztelése is. Míg a kalászfertõzöttség és szemfertõzöttség kapcsolata csak r = 0.40 volt, és a kalászfertõzöttség-DON korreláció csak r = 0.30, addig a szemfertõzöttség-DON már r = 0.86 szorosságot ért el. A rezisztens kontrollokhoz képest (a legjobb négy anyag) a fajtajelöltek túlnyomó része sokkal nagyobb DON és szemfertõzöttségi adatokat mutatott, a legjobb és legrosszabb fajtajelölt között nyolcszoros volt a különbség. Ezért csak ezzel az egy intézkedéssel az élelmiszerbiztonsági kockázatot már legalább a felére lehetne csökkenteni. Ha a fajtatulajdonosok nem tesznek többet, mint egy egyszerû vizsgálattal bejelentés elõtt elvégeznének egy szûrõvizsgálatot, az már rengeteget segítene. A fajtajelöltek minõsítése egyébként Kínában és Németországban már hosszú évek óta folyik. Mindkét országban bizonyos fogékonysági szint felett megtagadják az állami elismerést. Az természetesen egy további lépés, ha a nemesítõ cég úgy dönt, hogy a kalászfuzárium ellenállóságra történõ nemesítést beépíti a szelekció rendszerébe, mégpedig úgy, hogy már a keresztezési partnerek kijelölésénél figyelembe veszi ezt a tulajdonságot, vagy/és megfelelõ rezisztencia forrásokat is beszerez.

A 2005/2006-os rezisztencia vizsgálatokban 51 fajta és törzs volt azonos, ugyanis ezeknél volt meg a kalászfertõzöttség, szemfertõzöttség és toxintartalom adata. Ez a lista a késõbbiekben még nõni fog, mert néhány anyag toxintartalmát még meg fogjuk mérni (5. ábra).

Mivel nem a teljes fajtaszortimentet teszteltük, ezért nincs különösebb jelentõsége a fajták ellenállóságát egyenként elemezni, hiszen fontos fajták hiányoznak a listáról. Az elmondható, hogy az adatok két csoportban vannak. Az elsõben a rezisztenciaforrások, és az általunk szelektált törzsek vannak az ábra bal oldalán. Utána kis szünet és kb. 20% szemfertõzöttségnél folytatódnak az elismert fajták. A két csoport között jelentõs eltérés van, a fajtacsoportban nagyobbak az értékek. Mindkét csoportban vannak olyan genotípusok, amelyek a függvénygörbe alatt, ill. felett helyezkednek el és a távolság szignifikáns. Ez azt jelenti, hogy vannak a vártál sokkal kisebb toxint elõállító genotípusok, de vannak toxintúltermelésre hajlamosak is. Ilyen eltérések mindkét csoportban vannak. Ez az eltérés már genetikailag értelmezhetõ, és az eddigi adatok arra utalnak, hogy a 3BS kromoszómának lehet szerepe ebben.

Az utóbbi években egy új fajtaelõállító programot indítottunk a korábban már megfelelõ agronómiai állapotúra és õszi típusra alakított ellenálló törzseinkkel. A 6. ábrán ezek közül mutatok be néhányat.

 

Ezekbõl ma már több száz vonalunk van, reméljük, hogy nem egy alkalmas lesz fajtaként is a köztermesztésbe kerüléshez.

Nemesítési szempontból elõny, hogy a fuzárium rezisztencia nem fajspecifikus, ugyanaz az ellenállóság eddig minden vizsgált fusarium faj ellen védett. Rasszok sincsenek, ez is egyszerûsíti a problémát. Ma már tudunk annyit a rezisztenciáról, hogy biztonságos nemesítési módszertant és hátteret tudjunk adni. Ez nem azt jelenti, hogy a kutatásnak már nincs feladata, hanem azt, hogy a nemesítés már bátran dolgozhat, és csak pontos, kitartó és következetes munkára van szükség. Az új hatékony rezisztenciaforrások feltárása, azok elõnemesítése, a genetikai, kutatás módszertani problémák megoldása számos toxikológiai és egyéb probléma változatlanul a kutatás feladata fog maradni.

Köszönetnyilvánítás. A szerzõk köszönik az ALAP 00073/2004 és az OMFB 00313/2006 pályázat támogatását.