2018. szeptember: portré, jegyzet, agrárium, genomika, kémia, tudomány, lézer, innováció, energiagazdálkodás, közlekedés, építés, vízgazdálkodás, zöldkörnyezet, biztonságtechnika, it, ipari automatizálás
2018. szeptember 5.

Szerző:
Szegedi Imre

Növényi kórokozók vándorúton

A klímaváltozás miatt régóta itt élő növényfajok északabbra húzódnak, helyükre a melegebb időjárást jobban elviselő növények kerülnek. A növényvilág változását a növények kórokozói és kártevői is követik – a folyamatot a növényvédelemmel foglalkozó szak­emberek árgus szemekkel figyelik. Kontschán Jenő, a Magyar Tudományos Akadémia Agrártudományi Kutató­központ Növényvédelmi Intézetének (MTA ATK NÖVI) igazgatója szerint sokat javítana a tudományág helyzetén, ha a Nemzeti Agykutatási Programhoz hasonlóan Nemzeti Agrárkutatási Program is indulna.


Magyarország első mezőgazdasági kísérleti intézményei Mosonmagyaróváron jöttek létre: 1869-ben a Gazdasági Eszköz- és Gépkísérleti Állomás, 1872-ben a Mezőgazdasági Vegykísérleti Állomás, majd 1878-ban a Vetőmagvizsgáló és Növényélettani Kísérleti Állomás – olvasható a mek.oszk.hu portálon. Negyedik kutatóhelyként, Herman Ottó javaslatára, a Tisza Kálmán-kormány 1880-ban Budapesten, a mai Herman Ottó út 15. szám alatt hozta létre az Országos Filoxéra Kísérleti Állomást. Az intézmény a hazai szőlőtermesztés válsága miatt jött létre, amelyet a 19. század második felében az Amerikából behurcolt filoxéra és a peronoszpóra pusztítása okozott. A kísérleti állomást 1890-ben átszervezték, és megalapították a Magyar Királyi Állami Rovartani Állomást, majd 1896-ban – a szőlő­termesztés és borászat újjáélesztése céljából –, ugyanezen a telken a Magyar Királyi Központi Szőlészeti Kísérleti Állomást és Ampelológiai Intézetet. Ezzel a fővárosi Herman Ottó út 15.-ben alakult ki az ország első mezőgazdasági kutatótelepe. 1932-ben ugyanitt jött létre a Magyar Királyi Növényvédelmi Kutató Intézet. A bázis épületei a második világháború idején sok kárt szenvedtek, és több évbe telt, mire visszanyerték eredeti funkciójukat és külsejüket. A helyreállítási munkák befejezése után alakították ki 1949-ben az Agrokémiai Intézetet és a Konzerv-, Hús- és Hűtőipari Kutató Intézetet. A szakminisztériumtól – tudománypolitikai megfonto­lásokból – két intézet a Magyar Tudományos Akadémiához került: először a Talajtani és Agrokémiai Intézet 1955-ben, majd a Növényvédelmi Intézet 1981-ben. Az MTA-hoz tartozó kutatóintézeteket 2012-ben a martonvásári székhelyű Agrártudományi Kutatóközpontban egyesítették.

Herman Ottó javaslatára 1880-ban az Országos Filoxéra Kísérleti Állomás a hazai szőlőtermesztés válsága miatt jött létre, amelyet a 19. század második felében az Amerikából behurcolt filoxéra és a peronoszpóra pusztítása okozott. (Budapest, 1907)

„Az első évtizedekben elsősorban alkalmazott kutatások folytak a Növényvédelmi Kutató Intézetben, de már akkor is fontos szerepet kaptak az alapkutatások. Ha ugyanis nem ismerjük a kártevők, a kórokozók alapvető tulajdonságait, akkor alkalmazott eredmények sem születhetnek. Akadémiai intézetként az alapkutatások erősödtek, de a másik irány sem tűnt el” – tájékoztatott Kontschán Jenő, az MTA Agrártudományi Kutatóközpont Növényvédelmi Intézetének igazgatója. A tulajdonosváltáson kívül a szerkezetváltás másik oka, hogy az elmúlt évtizedekben olyan cégek jelentek meg, amelyek hatékonyan állítanak elő, illetve tesztelnek növényvédő szereket, az intézet erre ma már nem képes. Ennek ellenére most is vannak piacképes termékeik.

Erre példa a Tóth Miklós akadémikus és munkatársai által ki­fejlesztett Csalomon csapdacsalád, amely mára a hazai feromoncsapdás növényvédelmi előrejelzés megkerülhetetlen szereplője, és nemzetközileg is számos, másutt nem beszerezhető készítményt ajánl a termesztőknek. Nagyon sikeres volt, hogy a feromon­csapdákat részletes szaktanácsadói anyagokkal együtt szolgáltatják, mivel a fajspecifikus hatású feromonkészítményeknek az adott fajra vonatkozó optimális alkalmazási módszerei eltérnek. Ugyancsak egyedülálló, hogy a készítmények hatóanyagait nemcsak kémiai minőség-ellenőrzéssel vizsgálják, hanem biológiai hatásukat szabadföldi módszerekkel is folyamatosan kontroll alatt tartják. Több ilyen jellegű termékre lenne szükség, mert az intézet működési költségének mindössze 35 százaléka érkezik az MTA-tól, a többit a hetven kutatónak kell előteremteni pályázatokból, külső megbízásokból.

Az intézet két jelenleg is futó GINOP-pályázata, ha termékig nem is, de prototípusig eljuthat. Az egyik program számítógépes szagmintázat elemzésére vállalkozik, ami azt jelenti, hogy egy adott búzatábla feletti illatanyagfelhő elemzéséből meghatározható a károkozás mértéke. (Az illatanyagok a búzából és a kórokozókból egyaránt származhatnak.) Megfelelő adatbázis alapján eldönthető, hogy milyen kezelés kell a táblára – két éve folynak ezzel kapcsolatos kutatások. A másik pályázat a szőlőre és a borra koncentrál. Hazánkban a szőlő évszázadok óta kiemelt jelentőségű mezőgazdasági növény, a belőle készült bor fontosságát nem kell ecsetelni. Az intézet munkatársai, az egri Eszterházy Károly Egyetem szakembereivel közösen, egyebek mellett az aszúsodás folyamatát elemzik, annak bakteriális hátterét vizsgálják. A szőlő­ben lévő kártevők – szőlőmoly, pettyesszárnyú muslica, márványos poloska, vándorpoloska – mennyiségének csökkentésére is módszert keresnek. A harlekinkatica is képben van, ami ugyan nem kártevő, de ha a szőlőszemekkel együtt bedarálják, a must fogyaszthatatlan lesz. Az intézetvezető reméli, hogy eljutnak a prototípusig, de biztosat nem mondhat, hiszen a kutatások ezen a területen sem járnak minden esetben sikerrel.

Hazánkban a szőlő évszázadok óta kiemelt jelentőségű mezőgazdasági növény, a belőle készült bor úgyszintén. Ezért is fontos az aszúsodás folyamatának elemzése és bakteriális hátterének vizsgálata.

Az intézet profiljából adódóan folyamatosan változó körülmények között dolgoznak, még ha ez a változás nem is egyik napról a másikra, hanem néhány évtized alatt következik be. A klíma­változás, a melegedő bolygó miatt régóta itt élő növényfajok északabbra húzódnak, helyükre a melegebb időjárást jobban elviselő növények kerülnek. A növényvilág változását a kórokozók és a kártevők is követik. Új kórokozók és kártevők jelennek meg, amelyek károkozására fel kell készülni. Ebből következik, hogy bizonyos kutatási témákat elengednek, s helyettük újakat vesznek fel. A minden szükséges eszközzel ellátott cégekkel szemben két területen lehetnek versenyképesek: a nem őshonos, azaz inváziós fajok kutatásában és a környezetbarát növényvédelmi megoldások fejlesztésében. „Több olyan kártevőről van tudomásunk, amelyek bármikor átléphetik az országhatárt” – állítja az igazgató, aki szerint folyamatosan figyelik, hogy mi jelenik meg Szerbiában, Horvátországban vagy éppen Romániában, mert az nagy valószínűséggel hamarosan nálunk is problémát okoz.

Konkrét példa a pettyesszárnyú muslica, amely nem az előbb említett országokból, hanem Szlovéniából került hozzánk. Először 2012-ben, az M7-es autópálya egyik pihenőjében mutatták ki a jelenlétét. Hogy miért éppen ott? Egyszerű a válasz. A nyaralásból hazatérő honfitársunk utazás előtt vehetett, majd menet közben megehetett egy gyümölcsöt, amibe korábban belepetézett ez a rovar. A maradékot kidobta az egyik pihenőben – benne a lárvákkal. A vizsgálatok szépen kimutatták, hogy az autópályák mentén hogyan terjedt el a faj az országban. Az elmúlt egy-két évben a kelet-ázsiai eredetű, a fűrészes tojócsövével az éretlen bogyókat is megszúró muslica már gazdasági kárt is okozott. Nógrád megyében – ahol nincs is autópálya, mégis megjelent – például nem akarták átvenni a muslicával fertőzött málnát. Ez az eset kiváló példa egy új faj robbanásszerű elterjedésére. Nehéz ellene védekezni, nemzetközi összefogással keresik a megoldást – állománygyérítő csapdákkal próbálkoznak, de ezzel csupán ritkítani lehet, visszaszorítani nem ezt a jövevényt.

A klímaváltozás miatt új kórokozók és kártevők jelennek meg. Ilyen például az elmúlt egy-két évben megjelent kelet-ázsiai eredetű, a fűrészes tojócsövével az éretlen bogyókat is megszúró muslica már gazdasági kárt is okozott Nógrád megyében, ahol például nem akarták átvenni a muslicával fertőzött málnát. Ez az eset kiváló példa egy új faj robbanásszerű elterjedésére.

Az intézet négy osztályra tagolódik, amit egy Lendület-csoport egészít ki. A Növénykórtani Osztály fő feladata a termesztett növényeket, valamint az erdőalkotó, városi környezetben élő, természetvédelmi vagy egyéb szempontból jelentős növényfajokat károsító gombák és gombaszerű szervezetek (oomikóták) azonosítása klasszikus és molekuláris módszerekkel, biológiájuk feltárása. Az ellenük alkalmazható védekezési módszerek vizsgálata, illetve új módszerek kidolgozása és emellett a növénykórokozók és gyomnövények visszaszorításában szerepet játszó gombák biológiájának és gyakorlati felhasználhatóságának tanulmányozása is cél. A Növényi Kórélettani Osztály a kultúrnövényeket károsító vírusos, gombás és baktériumos betegségekre, továbbá a biotikus stresszekkel rokonítható ammóniastresszre egyaránt koncentrál. A fogékonyság-ellenállóság alapjául szolgáló mechanizmusok közül kiemelt figyelmet fordítanak egyebek mellett a programozott sejthalál szerepének megismerésére, valamint az indukált növényi rezisztencia vizsgálatára, amelynek lényege, hogy egy előzetes fertőzéssel vagy kezeléssel fokozható a növények természetes ellenálló képessége. Fontos kutatási terület a növényi hormonok koncentrációváltozásainak szerepe a biotikus és abiotikus stresszellenállóságban, valamint azok a génexpressziós változások, amelyek döntően befolyásolják a rezisztens vagy fogékony növény-kórokozó kapcsolat kialakulását. A növényi védekezési mechanizmusok mélyebb megértése a betegségekkel szemben ellenállóbb növények nemesítése során hasznosítható. Az osztály azt is vizsgálja, hogy a növényi eredetű fehérjék és más molekulák, például a korai szuperoxid-felhalmozódás, miképpen vesznek részt a növények kórokozókkal szembeni védekezésében, melyek rendelkeznek közvetlen antimikrobiális hatással, és melyek játszanak hírvivő szerepet a növény-kórokozó kölcsönhatásban.

Az Alkalmazott Kémiai Ökológiai Osztály fő tevékenysége a növényvédelem rovartani problémáinak kémiai ökológiai szempontból való megközelítése, a lehetséges megoldások felderítése az alapkutatások szintjén, továbbá ezek gyakorlati alkalmazásának megvalósítása. Ennek köszönhető a teljes innovációs láncként megvalósuló Csalomon csapdacsalád, ahol az alapkutatás (ami kártevők csalogató vagy távol tartó illatanyagainak megismerését jelenti) és az erre épülő fejlesztés, innováció (illatanyagon alapuló kártevőt előrejelző, gyérítő csapdák kifejlesztéséig, terjesztéséig) is megjelenik az osztályon. Az Állattani Osztályt vezető Kontschán Jenő szerint a főbb kutatási területek közé tartozik az integrált növényvédelmi módszerek fejlesztése, öko-faunisztikai vizsgálatok, rovarviselkedést szabályozó illatanyagok kutatása. Az osztályon több, hazánkban egyedülálló műszer található. Ezek az eszközök is segítenek az új fajok azonosításában és biológiájuk megismerésében, hiszen amíg nem tudják, hogy milyen élőlényről van szó, addig védekezni sem tudnak ellene. Ez egyébként nehéz feladat, mert a taxonómia, azaz a rendszertan nem tartozik a népszerű tudományágak közé, ennek ellenére az intézetben a legfontosabb kártevő csoportok kiemelkedő szakértői dolgoznak.

A Hettyey Attila vezette Lendület Evolúciós Ökológiai Kutatócsoport a fenotípusos plaszticitás jelenségével foglalkozik, vagyis az egyedek azon képességével, hogy a környezet megváltozásához hozzá tudják alakítani tulajdonságaikat: viselkedésüket, testméretüket és -alakjukat vagy anyagcseréjüket. Vizsgálják a környezet felől az egyedekre ható stressztényezők közül a gerinctelen és gerinces ragadozók hatásait, a fajtárs és más fajhoz tartozó egyedek jelenlétéből adódó versengés, illetve a természetes környezetben előforduló kórokozók hatásait, a klímaváltozás és a miatta bekövetkező ivararány-eltolódásokat, az emberi eredetű szennyezés, azon belül a peszticidek hatásait. A megváltozott környezet hatásainak vizsgálata mellett felderítik, hogy az egyedek ezekre milyen viselkedési, morfológiai, élettani változásokkal reagálnak, és hogy ezek a reakciók milyen mértékben növelik túlélési és szaporodási esélyeiket. A csoport első támogatási ciklusa befejeződött, lassan a hosszabbítás is lejár. Az eredmények alapján joggal bíznak abban, hogy az eddigi támogatás beépül az intézet költségvetésébe, azaz a csoport folytathatja a munkát.

Izgalmas kutatási feladat annak kiderítése, hogy bizonyos ragadozóknak milyen hatásuk van némely élőlények visszaszorításában. Az árpa törpülését okozó vírust az egyik kabócafaj viszi át egyik helyről a másikra. A NÖVI munkatársai annak néznek utána, hogy a pókok (mint ragadozók) jelenléte miként hat erre a folyamatra. Úgy tűnik, minél több a pók, annál kevesebb a kabóca, így a vírus terjedési sebessége is csökken. A ragadozók puszta jelenléte a vegyszerhasználatot is csökkenti. Ez a példa is azt mutatja, hogy az intézet szakemberei nem mondvacsinált ügyekkel foglalkoznak, hanem fontos gyakorlati jelentőséggel bíró folyamatokra koncentrálnak.

Bizonyos ragadozók hatással vannak némely káros élőlények visszaszorításában. Például a pókok (mint ragadozók) puszta jelenléte a vegyszerhasználatot is csökkenti.

Az atkakutatóként ismert Kontschán Jenő szerint számos bogáron – például a cserebogáron – élnek atkák. Ha egy adott példányon elszaporodnak, akkor egyes megfigyelések szerint annak csökkennek az életkilátásai, de azt nem tudjuk, hogy pontosan mit művelnek az atkák a bogarakkal. Fel kellene mérni ezt a folyamatot, mert elképzelhető, hogy a rovarkártevők ellen az atkák felszaporításával is védekezhetünk. Ha így lenne, akkor a környezetet terhelő vegyszerek helyett ökológiai módszerrel érnének el eredményt. „Ha kapunk erre a munkára forrást, rövid időn belül érdemi eredménnyel állhatunk elő. Ha nem, akkor hobbiszinten foglalkozunk a témával, ami szintén eredményre vezethet, csak jóval hosszabb idő alatt” – mondja az intézet vezetője, aki az atkák mellett a parazita fonálférgekben is nagy fantáziát lát. Kontschán Jenő szerint a gyombiológia szintén a kutatásra érdemes területek közé tartozik. Régebben volt gyomkutatás, ma erre nincs ember az intézetben. A gyom napjaink egyik legégetőbb növényvédelmi problémája, erre a cégek nagyon sok pénzt költenek, például azzal is, hogy magukhoz csábítják a legjobb szakembereket. Az ottani fizetésekkel nem tudnak versenyezni, de mégis keresik azokat a pontokat, ahol bekapcsolódhatnak a gyomok elleni küzdelembe.

Méhészeti kutatásaikat az agrártárca hosszú évek óta támogatja, ami kiszámítható körülményeket garantál ezen a területen. A kaptárokban szinte észrevétlenül felszaporodó parányi, növényi eredetű táplálékot fogyasztó atkafajok komoly gondot jelenthetnek. Az ázsiai méhatka (Varroa destructor) az 1970-es évek elején jelent meg hazánkban, és ma már nincs méhcsalád, amely ne lenne fertőzött ezzel az élősködővel. Nem csak itthon, a világ minden táján ez az egyik legsúlyosabb „méhegészségügyi” probléma. Az atka a méhek testnedvét szívogatja, teljes családok és kaptárok pusztulását okozza világszerte. Az intézet munkatársai egy kutatás során arra kerestek megoldást, hogy miként lehetne visszaszorítani az ázsiai méhatka kártételét. Az elemzések a kaptárfauna feltárásával indultak, és nem várt eredményre vezettek: Magyarországon eddig nem ismert kaptárlakó és virágport fogyasztó atkát fedeztek fel. Az atkafaj azonosításakor kiderült, hogy a pakisztáni méhatka (Neocypholaelaps apicola) került elő. „Először csupán néhány nőstény, majd más kaptárokból több hím is. A faj hazai előfordulását DNS-vizsgálatokkal és elektronmikroszkópos felvételekkel is igazol­tuk” – magyarázza Kontschán Jenő. Bár ez a faj nem élősködik közvetlenül a méheken, így is káros. Egészséges méhcsaládokra nem jelent veszélyt, azonban ha már más élősködők és kórokozók miatt legyengült méhcsaládok elől eszi el a táplálékot, ínséges időszakban tovább gyengítheti a kaptár túlélését. „Segíteni szeretnénk a méhészeket, hogy a kaptárakban csökkenjen az ázsiai méhatka egyedszáma” – mondja az igazgató, aki szerint ez ugyan szigorúan véve nem növényvédelmi kutatás, de ha azt nézzük, hogy a méhek a megporzásban meghatározó szerepet játszanak, akkor igenis foglalkozni kell ezzel az üggyel.

A képen az ázsiai méhatka (Varroa destructor), mely az 1970-es évek elején jelent meg hazánkban, és ma már nincs méhcsalád, amely ne lenne fertőzött ezzel az élősködővel. Ez a világ minden táján az egyik legsúlyosabb „méhegészségügyi” probléma. Az atka a méhek testnedvét szívogatja, teljes családok és kaptárok pusztulását okozza világszerte. Magyarországon eddig nem ismert kaptárlakó és virágport fogyasztó atkát is felfedeztek: pakisztáni méhatka (Neocypholaelaps apicola) került elő.

Az elmúlt évek egyik kiemelkedő intézeti eredménye a kukoricamoly elleni „biszex” csalétek kifejlesztése volt. Bár a kereskedelemben korábban is forgalmaztak kukoricamoly fogására alkalmas feromoncsapdákat, azok megbízhatatlannak bizonyultak. Egy európai vizsgálat például tizenhárom ország közül tízben találta nem megfelelőnek a kukoricamoly feromoncsapdák teljesítményét. Ugyanakkor a fenilacetaldehid a kukoricamoly nőstényeit is csalogató hatóanyagként ismert a tudományos szakirodalomban, ám ennek hatása is gyenge. A NÖVI munkatársai Tóth Miklós akadémikus vezetésével azonban azt tapasztalták, hogy amikor a fenilacetaldehid mellett egy keveréket is tartalmaztak a csapdák, a kukoricamoly-fogások számottevően megemelkedtek. Rájöttek, hogy az úgynevezett barberi keverékből a 4-metoxi-fenetil alkohol a hatásos. Ennek hozzáadása a fenilacetaldehid hatását többszörösére növelte. Az új, „biszex” kukoricamoly-csalétek nőstényeket és hímeket is fog.

Az intézet publikációs teljesítménye növekszik, egyre emelkedik a jelentős lapokban megjelenő közlemények száma. Az intézet­vezető szerint azonban legalább ilyen fontos, hogy olyan helyeken is megjelenjenek, amit a gyakorlatban dolgozó emberek is elérnek, mivel a növényvédelmi szakemberek közül kevesen olvassák a Nature-t vagy más rangos tudományos folyóiratokat. Ezért közlik a Növényvédelem című szaklapban – közérthetően – és más szakfolyóiratokban eredményeiket, s ezért mennek el szakmai konferenciákra. Ezt kell tenniük, mert egy hazai agárkutatónak a magyar mezőgazdaságot kell szolgálnia – nem feledkezve meg arról, hogy lehetőségeik szerint a kevésbé fejlett országokat is segíteni kell.

A sikerek ellenére jelentős a fluktuáció. Nehezen találnak nagy szakmai tapasztalattal rendelkező szakembereket, akik a kutatásban helyezkednének el. A fiatalokat nem vonzza az itt elérhető bér. A meghirdetett álláshelyekre jelentkezők elsősorban biológusok, s nem agrármérnökök – utóbbiakat elcsábítják a jól fizető cégek. „Sokat javítana a tudományág helyzetén, ha a Nemzeti Agykutatási Programhoz hasonlóan Nemzeti Agrárkutatási Program indulna” – állítja Kontschán Jenő intézetigazgató.•

 
Innotéka