Az MTA doktorai: Halász Júlia a a csonthéjas gyümölcsök termékenyülési kapcsolatairól

Halász Júlia a csonthéjas gyümölcsök termékenyülési kapcsolatait, illetve e folyamatok genetikai hátterét kutatja. Kezdetben a kajszira koncentrált, de kutatómunkája azóta kibővült a magyar mezőgazdaság számára jelentős egyéb gyümölcsfajokkal is. Vizsgálatai alapkutatási aspektusai a megtermékenyülési folyamat mechanizmusát, illetve a ható géneket és szabályozómolekulákat érintik. A kutatásai alkalmazott tudományi vonatkozásainak pedig azonnal hasznosítható, kézzelfogható eredményei vannak, hiszen a gyümölcstermesztés hatékonyságának növelését szolgálják.

Ami nélkül nincsen termés

Halász Júlia

„Ha nem sikerül a termékenyülés, vagyis elmarad valamilyen okból, akkor nem lesz gyümölcs a fákon, ami nagy csapás a gazdákra és az egész országra nézve – érvel Halász Júlia. – Az elmúlt húsz évben nemcsak a magyar gyümölcsfajtákat, de a mezőgazdaság nemzetközi élvonalába tartozó fajtákat is vizsgáltuk, kutatásaink ezáltal külföldön is ismertté váltak. Noha az eredményes gyümölcstermesztést számos tényező befolyásolja, közülük egyértelműen a megtermékenyülés az első alappillér, mert ha e lépés kudarcba fullad, akkor elmarad a termés.”
A termesztett növények egy része öntermékenyülő, vagyis a saját maga által termelt pollen is képes a megtermékenyítésre, de a gyümölcsfák többségének a megfelelő beporzáshoz másik egyed virágporára van szükség. Utóbbi esetben a termesztés során gondoskodni kell alkalmas (kompatibilis) pollenadó fáról is. Ezért van esszenciális jelentősége a megtermékenyülést befolyásoló kompatibilitási tényezők kutatásának, hiszen ezen ismeretek alapján választhatjuk ki és párosíthatjuk az egymást legsikeresebben megtermékenyítő faegyedeket.

A gyümölcsfák többsége rovarbeporzású faj. Minthogy a pollinátor rovarok legfeljebb néhány kilométert repülhetnek a különböző fák között, fontos, hogy az egymást megtermékenyíteni képes egyedek elég közel legyenek egymáshoz. Az idegentermékenyülő fajoknak nemcsak hogy másik egyed pollenjére van szükségük, de e másik fa nem is lehet genetikailag azonos velük (vagyis a klónok sem képesek beporozni egymást). Fel kell tehát térképezni az egyes fák genetikai hátterét, mert e tudás birtokában már közvetlenül használható útmutatót adhatunk a gazdák kezébe az optimális megtermékenyítéshez.

Segíteni a szelekciót

„A természet és az evolúció nem kedveli az öntermékenyülést, mert ez genetikai leromláshoz, a variabilitás csökkenéséhez és a káros gének felgyülemléséhez vezethet. A termesztés során azonban nem hátrány az öntermékenyülés, hiszen a segítségével nincs szükség kompatibilis pollenadó egyedekre. Itt tehát az evolúció és a termesztés céljai ellentétesek egymással – mondja a kutató. – A kutatásaink egyik legfontosabb eredménye egy olyan diagnosztikai rendszer kidolgozása volt, amelynek segítségével már egészen kis magonckorban ki tudjuk mutatni a fa termékenyülési típusát, és erről informálni tudjuk a termesztőket és a növénynemesítőket is. Nem kell hosszú éveket várnunk, míg a fiatal fa teremni kezd, hanem már az élete kezdetén kiderülhet, hogy kompatibilis lesz-e a többi egyeddel, vagy sem. Ez nagymértékben segíti a szelekciót.”

A termékenyülés hátterében működő gének és szabályozómolekulák vizsgálata révén visszakövethető a gyümölcsfajták mesterséges szelekciós története. Halász Júlia és munkatársai a kajszi és a mandula példáján követték végig, hogy az öntermékenyülés képessége mikor és hol jelent meg e gyümölcsfajok termesztési története során. E képesség a természetes evolúció során véletlenül is megjelenhet (majd e vadon termő egyedeket kezdik szelektálni és termeszteni), máskor pedig a nemesítő ember különféle technikákkal mesterségesen teszi öntermékenyülővé a fákat. Az öntermékenyülés képessége alapvetően meghatározza a gyümölcsfaj későbbi történetét, genetikai tulajdonságait és termeszthetőségét, amint az a kutatócsoport vizsgálataiból egyértelműen kirajzolódott.

Öntermékenyülés és evolúciós lehetőségek

„A kajszinál például egy véletlen mutáció teremtette meg az öntermékenyülés lehetőségét, amely a mai Törökország területén következett be. A kajszi géncentruma egyébként Kínában található, onnan terjedt nyugat felé a faj – mondja Halász Júlia. – Miután az öntermékenyülő fajtát kezdte szelektálni az ember, az európai kajsziegyedek genetikai variabilitása mostanra jelentősen beszűkült. A mandula gyökeresen más utat járt be: ennél a fajnál nem több ezer éve, csupán néhány évtizeddel ezelőtt tűnt fel az első ismert öntermékenyítő változat Dél-Olaszországban, egy természetes mutáció eredményeként. Mivel ez a mutáció evolúciós értelemben szinte tegnap történt, a genetikai lenyomata még nem igazán érhető tetten a mandula génkészletében, és a faj genetikailag sokkal változatosabb, mint a kajszi. Emiatt a mandulában jóval nagyobb nemesítési potenciál rejlik, mint a kajszi esetében.”

A kutatócsoport modellezte az öntermékenyülést lehetővé tévő mutáció genetikai változatosságra gyakorolt hatását, és e szimulációk eredményeiből is egyértelművé vált, hogy minél régebben jelent meg az öntermékenyülés, a faj evolúciós lehetőségei annál inkább beszűkülnek. Az utóbbi években a mandulával kapcsolatban érkeztek talán a legaggasztóbb hírek a beporzó rovarok (legfőképpen természetesen a méhek) populációinak összeomlásáról. A rovarbeporzású növények szaporodásához gyakorlatilag elengedhetetlen a pollinátorok közreműködése, így kijelenthető, hogy ha eltűnnek a rovarok, akkor e gyümölcsök és más növények termesztése nem folyhat tovább az eddig megszokott keretek között.

A világ mandulatermelésének jelentős része Kaliforniára koncentrálódik, ahol már akkora hiány van méhekből, hogy a beporzási szolgáltatásokat kínáló méhészetek utaztatják a méhcsaládjaikat a mandulaültetvények között. Halász Júlia szerint a mandulatermesztés egyre nehezebben tudja kielégíteni a vásárlói igényeket. Míg régebben a termelt mandula nagy részéből marcipánt készítettek, addig ma már rengetegen isznak mandulatejet, így a kereslet megsokszorozódott a gyümölcs iránt. Vagyis a pollináció és a klímaváltozás miatt egyre nehezebb helyzetbe kerülő gazdálkodóknak egyre növekvő igényeket kellene kielégíteniük, ami nyilvánvalóan fenntarthatatlan.

A magyar mandulatermesztés eközben visszaszorulóban van, főként a klímaváltozás miatt. Az utóbbi évtizedekben megfigyelhető, hogy a téli hidegek egyre későbbre tolódnak. Míg manapság sokszor még novemberben is kora őszi időjárást élvezhetünk, márciusban-áprilisban egyre gyakoribbá válnak a fagyok. Így a korai virágzású magyar mandulafák nagy része rendszeresen elfagy, ami ellehetetleníti a termést. A többi rovarbeporzású gyümölcsfa esetében azonban a pollinátorok populációcsökkenésének hatásai már nálunk is érzékelhetők, és a közeljövőben e problémák várhatóan egyre súlyosabbá válnak majd. Ezért kiemelt jelentőségűvé válnak a megfelelő, az új kihívásoknak eleget tevő fajtanemesítési programok.