Génbank: a kutatás alapja, az ország vagyona
A Budapesti Corvinus Egyetem Kertészettudományi Karának Genetika és Növénynemesítés Tanszékén már közel 60 éve folyik kajszibarack (Prunus armeniaca L.) nemesítés. A szülőpartnerek kiválasztásához egy minél változatosabb és még fenntartható génbankra volt és van szükségünk. Jelenleg 219 fajta alkotja gyűjteményünket, melyet DNS formában is őrzünk. DNS gyűjteményünk számos kínai, török és iráni fajta örökítőanyagát is tartalmazza, melyek élő anyag formájában még nincsenek ültetvényünkben. A génbank bővítésének céljai nemcsak a fajtaelőállításhoz, hanem molekuláris genetikai kutatásokhoz is kapcsolódnak.
Amikor átlépjük a Szépművészeti Múzeum küszöbét, akkor szinte azonnal érezzük, hogy egy egyedi hangulatú, különös értékekkel teli világba kerültünk be. Az itt bemutatott és raktározott művészeti alkotások azon kívül, hogy szellemi élményt jelentenek az idelátogatóknak, egyben a művészettörténeti kutatás alapját és nem utolsó sorban az ország különleges vagyonát képezik. Ehhez hasonló, szokatlan értékeket őriznek a génbankokban is. Itt az érték nem egy-egy tárgy vagy alkotás formájában testesül meg, hanem az élő világ alapegységeiben: génekben, genotípusokban. A két gyűjteménynek van egy jellemző közös vonása, egy-egy művészeti alkotás vagy növényfaj, fajta elvesztése pótolhatatlan.
A génbankok létrehozásának alapideológiája a Föld természeti készleteinek – beleértve a levegőt, a vizeket, a szárazföldet, a flórát és a faunát – megőrzése a jelen és a jövő nemzedékek javára, előrelátó tervezés és megfelelő kezelés, gondozás útján. Ez a definíció alkalmas arra, hogy nemzetközi megállapodások alapját képezze, de a kivitelezés szempontjából átláthatatlan bonyolultságú és nehezen végrehajtható környezetvédelmi feladatot jelent. A globális természetvédelmi feladatok megoldása csak akkor válik lehetővé, ha szétbontjuk őket reálisan kezelhető részfeladatokra, mint pl. a természetes populációk variabilitásának megőrzésére, ökoszisztémák genetikai tartalékait befolyásoló tényezők kutatására stb. A sok kutatási és gyakorlati feladat között különleges fontosságúnak számít az élővilág kevesebb, mint egy százalékát képező, gazdaságilag hasznosított hányad genetikai változékonyságának megőrzése. Ez a rész magában foglalja a vadon termő növényeket, vadon élő állatokat, mikroorganizmusokat és a termesztett fajokat, illetve azokon belül a nemesítés során keletkezett genetikai változatokat – fajtákat. Ezekre az élőlényekre jellemző, hogy közvetlenül és erőteljes mértékben hatással vannak az ember életének minőségére, az emberi populációk fennmaradásának esélyeire.
Egyes vélemények szerint a génbankok szerepe a régi fajták megőrzésére korlátozódik – az olyan lenne, mint a feladat nélküli múzeum. Szerintünk a génbankok egyrészt az adott faj géntartalékainak megőrzését célzó gyűjteményeket jelentik, másrészt pedig nélkülözhetetlen elemei a nemesítési és genetikai kutatásoknak. Mi a különbség a két felfogás között? Gyakorlatban jelentős. Az eddig működő rendszer szerint az állam a gyűjteményeket támogatta, a nemesítési alapok megőrzését pedig a nemesítési üzlet részeként kezelte és nem tartotta érdemesnek a támogatásra. Tudomásul kellene venni, hogy génbanki megőrzésre csak azok az intézmények alkalmasak, amelyek megfelelő szakmai háttérrel rendelkeznek, és nem csupán arra vállalkoznak, hogy bizonyos számú génbanki tételt tartsanak fenn. Az őrzés önmagában passzívvá és meglehetősen korlátozott célúvá tenné a génbanki tevékenységet.
A génbank összetétele
A BCE Kertészettudományi Kar Genetika és Növénynemesítés Tanszék kajszibarack génbankja jelenleg a BCE Kertészettudományi Karának soroksári Kísérleti Üzemében és Tangazdaságában található. A génbank eredete az ötvenes évek végére vezethető vissza, amikor is a tanszéken dolgozó nemesítők (Tamássy István és Pejovics Bogdán) orosz kapcsolataik révén idehoztak számos közép-ázsiai, illetve ukrán kajszifajtát. Mára a génbanki gyűjtemény többszöri átalakításon ment keresztül, de az egyik fő cél továbbra is a kajszifajták kialakulásának központját képező régiók fajtáinak, valamint a hazai fajták megőrzése.
Sem a hazai, sem a külföldi fajták gyűjtése nem lehet sikeres a kiterjedt, több országot érintő intézményi, illetve személyes kapcsolatok nélkül. Tanszékünk élő kapcsolatot tart fenn a csehországi, brnoi Mendel Egyetem Kertészettudományi Karának Gyümölcstermesztési Tanszékével Lednicében. Szlovákiában eredményes együttműködést sikerült kialakítani a Központi Növénytermesztési Kutató Intézettel Pieštanyban. Szoros kapcsolatot tartunk fenn a törökországi Atatürk Egyetem Kertészeti Tanszékével és a skierniewicei Gyümölcs- és Dísznövénykutató Intézettel Lengyelországban. Sok segítséget kaptunk a magyar Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivataltól.
Ezen kívül pályázatok is segítik a génbanki tételek számának növelését, ilyen pl. a Magyar – Kínai Kormányközi TéT Együttműködés a Kínai Agrár Egyetemmel, illetve a Magyar – Marokkói Tudományos és Technológiai Bilaterális Együttműködés. A génbank fenntartásához szükséges anyagi források között az egyik legfontosabb az Európai Mezőgazdasági Vidékfejlesztési Alapból a genetikai erőforrások megőrzése intézkedés keretében a növényi genetikai erőforrások és mikroorganizmusok ex situ megőrzéséhez nyújtandó támogatások (53/2011. (VI. 10.) VM rendelet) 2011-2015 (génbanki pályázat).
Célunk a minél változatosabb és még fenntartható génbank létrehozása. A gyűjteményünk jelenleg 219 fajtából áll. Ezek a világ különböző országaiban hivatalosan fajtaként elismert, névvel rendelkező genotípusok. Ezzel a fajtaszámmal génbankunk Európa egyik legnagyobb kajszi fajtagyűjteményének számít. A származásukat tekintve a génbankban lévő fajták többsége európai fajta (132 db), de található itt számos észak-amerikai, kínai, egyéb ázsiai, valamint egy-egy észak-afrikai és új-zélandi fajta is (1. ábra).
1. ábra | A kajszibarack génbanki tételek %-os megoszlása
Az európai fajták között nagy számmal szerepelnek gyűjteményünkben az ukrán eredetű fajták (2. ábra).
2. ábra | Az európai fajták országok szerinti %-os megoszlása
Ezek nagy része a Jalta melletti Nikitai Botanikus Kertben végzett nemesítési munka eredménye. Mivel ebben a botanikus kertben található a világ legnagyobb csonthéjas, ezen belül kajszi génbanki gyűjteménye (846 kajszifajta), így az ott előállított hibridek nagyon értékes génforrásnak tekinthetők. Az előállításukhoz felhasználták ugyanúgy az európai fajtacsoport tagjait, mint az ázsiai eredetű fajtákat és tájfajtákat. A Krím-félszigeti kajszi kutató központon és a korábban említett partnereinken kívül sikeres kapcsolatokat építettünk ki az Ungvári Egyetemmel és a baneasai Gyümölcstermesztési Kutató- Fejlesztő Állomással Romániában.
A gyűjteményben a tág értelemben vett magyar fajtakört nemcsak a magyar eredetű és hazai nemesítésű fajták képviselik, hanem azok a Kárpát-medencei fajták és tájfajták, amelyek magukon viselik a fajtakörre általában jellemző bélyegeket.
A kajszi eredete Magyarországon
A kajszi kőmagja, mint leletmelléklet, a Kárpát-medencében azokon a területeken található meg, melyek római tartományok és kelta települések voltak. Ez a mai Magyarország dunántúli része. Százhalombattai, táci és óbudai feltárásokból is kerültek elő kajszi csontárok. Történelmi bizonyíték már 1395-ből áll rendelkezésünkre, ez pedig egy oklevél, melyben szerepel a „barack” kifejezés. 1439-ben már kofák árultak pálinkának való barackot. Egy 1541-42-es dokumentum található Tolna irattárában, mely azt bizonyítja, hogy a török katonaság kaysi oltóágakat rakodott ki. A Kecskeméti Tanács Szolgálati Jegyzőkönyvében található, hogy Fodor Benedeket Tolnára küldték kajszibarack oltványokért. 1789-ben Leibitzer János a Vollstandiges Handbuch der Obstbauzuchban 7 kajszifajtát írt le. 1812-ben Bodor Pál Kajszinfajtát kínált oltványjegyzékében eladásra. 1890-ben pedig Bereczki Máté, híres pomológus már a baracktermesztés tapasztalatairól számolt be. Az Országos Pomológiai Bizottság nyilvántartásában 23 kajszifajta szerepelt 1928-ban. A II. világháború után Nyujtó Ferenc, Brózik Sándor, Tamássy István nemesítői munkássága, a kajszi marketingjében Tomcsányi Pál tevékenysége említendő. Előtérbe kerül a gutaütés és a fagytűrés vizsgálatának jelentősége (Surányi, 2003).
A kajszi nemesítésének története Magyarországon
A magyarországi kajszinemesítés első lépésének – más kajszitermesztő országokhoz hasonlóan – azt a szelekciós tevékenységet tekinthetjük, amelyet egyes termesztők a XIX. század végén és a XX. század elején magról szaporított fajtapopulációkban végeztek. Az első klónokat az Országos Pomológiai Bizottság 1934-ben törzskönyvezte, ’Magyar kajszi’, ’Borsi rózsabarack’, ’Kései rózsa’ és ’Korai piros’ fajtanévvel.
Elsőként Magyar Gyula fogalmazta meg a hazai kajszitermesztés helyzetének javítása érdekében teendő feladatokat. Gondolatait akár az első nemesítési programnak is tekinthetjük, mivel munkájában nemcsak a problémakörök kijelölésére szorítkozott, hanem felvázolta a megoldásukra alkalmas nemesítési eljárásokat is. Magyar Gyula terveinek megvalósítására az 1950-es években került sor. Az első keresztezéseket Maliga Pál végezte. A kutató halála után a Kertészeti Kutató Intézet (jelenleg Állami Gyümölcs- és Dísznövénytermesztési Kutató- Fejlesztő Közhasznú Nonprofit Kft.) szakemberei végezték a hibridpopulációk kiértékelését. E munka eredménye lett a ’Pannónia’ fajta.
A táj- és klónszelekció az 50-es évek elején indult Nyujtó, Korponay, Rozsnyai és Brózik irányításával, illetve közreműködésével. Ekkor emelték ki a ’Magyar kajszi C.235’ és a ’Gönci magyar kajszi’ (1. kép) klónokat, a ’Ceglédi óriás’ és ’Ligeti óriás’ fajtákat, valamint a ’Kései rózsa’ klónjait. Az ötvenes évek közepén indult el a budapesti Kertészeti Főiskola Növényörökléstani és Nemesítési Tanszékén a későn virágzó, tél- és szárazságtűrő, nagy cukortartalmú fajták előállítását célzó nemesítési program. A program kidolgozói Tamássy István és Pejovics Bogdán voltak. Munkájuk első eredményeként a hazai fajtaválasztékba bekerült a kései érésű ’Budapest’ fajta. A magyar kajszinemesítésről szólva nem lehet megfeledkezni a Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatalban folyó fajtaértékelő munkáról sem (Pedryc, 2003).
1. kép | Gönci magyar kajszi
A Budapesti Corvinus Egyetem Genetika és Növénynemesítés Tanszéke kiemelt szerepet tölt be a magyar kajszibarack-nemesítő műhelyek között. Az 1950-es évek óta tartó program eredményeképpen három új fajta, a ’Budapest’ (1973) (2. kép), valamint az igen korai érési kategóriába tartozó ’Harmat’ (3. kép) és ’Korai zamatos’ (2002) (4. kép) nyert állami elismerést, továbbá egy honosított fajta, a Szamarkandszkij rannij (2005) is bekerült a Nemzeti Fajtajegyzékbe. Legújabb eredmény a 2008-ban bejelentett három új fajtajelölt: a GNT-7/1, GNT-5/47 és GNT-10/10 nemesítői jelzésű hibridek (Pedryc és Hermán, 2010).
2. kép | Budapest
3. kép | Harmat
4. kép | Korai zamatos
Kiemelt jelentőséggel bír az a nemesítési tevékenység, melyet Nyujtó Ferenc és munkatársai, az 1960-as évek végétől Cegléden folytattak. Munkájuk során, elsősorban a hazai génállományra alapozva közel 3500 hibridet állítottak elő, melyek értékelése során elsőként kezdtek el foglalkozni a kajszi fontos tulajdonságait meghatározó genetikai háttér vizsgálatával (Pedryc, 2003). A Nyujtó Ferenc és Kerek Mária Magdolna által vezetett nemesítési program eredményeként újabb kiváló fajtákkal gazdagodott a hazai szortiment, pl. ’Ceglédi Piroska’, ’Ceglédi kedves’. Szintén itt került sor a ’Ceglédi bíborkajszi’ és az úgynevezett óriás gyümölcsű kajszifajták szelekciójára, mint a ’Ceglédi óriás’, a ’Szegedi mamut’ és a ’Ligeti óriás’ (Soltész, 1998).
A ceglédi állomáson (Ceglédi Gyümölcstermesztési Kutató- Fejlesztő Intézet Nonprofit Közhasznú Kft.) jelentős honosítási munka is folyik olyan külföldi fajták vizsgálatával, melyek közvetlenül gazdagíthatják a fajtaválasztékot, illetve génforrásként szolgálhatnak további nemesítési programokhoz (Pedryc, 2003). E munka egyik eredménye a ’Roxana’ kajszibarackfajta, mely nem régen bekerült a Nemzeti Fajtajegyzékbe (Kerek és Nyujtó, 1998; Nemzeti Fajtajegyzék, 2011).
A génbank fejlesztésének irányai
A nemesítéssel való kapcsolat szempontjából általában a génbanki gyűjtemény összetétele megelőzi a konkrét nemesítési igényeket, de előfordul fordított helyzet is. Jelenlegi fő nemesítési irányaink az érési szezon meghosszabbítása, vonzó megjelenésű gyümölcsök létrehozása, sharka vírus rezisztens fajták gyűjteményének kialakítása és értékelése, különlegességek felkutatása, pl. nektarin jelleg.
Az érési szezon meghosszabbítását célzó nemesítési törekvések már hagyományosak a tanszéken, így az ehhez szükséges változatos genetikai alapanyagok is rendelkezésünkre állnak. Ide tartozik például az üzbég eredetű ’Szamarkandszkij rannij’, az amerikai ’Aurora’ és a közép-ázsiai fajták felhasználásával előállított, saját nemesítésű ’Harmat’, illetve ’Korai zamatos’ fajta. Ma már a koraiság forrásaként felhasználhatunk számos saját, nem fajta értékű hibridet is.
A modern fajtákra jellemző piacos, jól színeződő, intenzív fedőszínnel és sötét narancssárga gyümölcshús színnel ellátott, illetve kemény, jól szállítható fajtákból nagyon kevés van a gyűjteményünkben, amely eddig főleg hagyományos fajták megőrzésére specializálódott. Mivel a modern piac egyértelműen igényli az ilyen típusú fajtákat, így az ez irányú nemesítés folytatásának célszerűsége vitathatatlan. Ehhez viszont bővíteni kell a gyűjteményt az ehhez a munkához szükséges génforrásokkal. Ezt a munkát már elkezdtük a megfelelő amerikai és francia fajták kísérletekbe való bevonásával (1. ábra). A küllemi tulajdonságokat és a szállíthatóságot javító keresztezésekben a külföldi fajták mellett rendszerint szükségessé válik a hazai fajták használata az íz és zamat megtartása érdekében.
1. ábra | Az amerikai eredetű ’Goldrich’ (balról) és a francia ’Bergarouge’ (jobbról) fajta
látványos gyümölcsei (Pedryc Andrzej felvétele)
A nemesítési feladatok között mindig szerepel valamilyen különleges tulajdonságokkal rendelkező fajta előállítása. Ezek soha nem lesznek fő árufajták, de kiegészíthetik a választékot. Kajsziban Magyarországon nagyon kevés példa van erre. Talán az általunk már megszokott ’Mandulakajszi’ alakja nem mindennapi látványt nyújt (2. ábra). A rendelkezésünkre álló génbanki gyűjtemény lehetővé teszi például a nektarin jellegű kajszi előállítását. A lehetőség és az elvégzett feladat között persze nagy a különbség. Az ukrán eredetű, nektarin jellegű ’Gvardejszkij’ fajtával végzett keresztezésekből, illetve öntermékenyülésekből nyert hibridek között előfordultak nektarin gyümölcsű genotípusok, de a minőségük nem érte el a kívánatos szintet.
2. ábra | A jellegzetes alakú ’Mandulakajszi’ gyümölcse
Jelenleg szintén különlegességnek számítanak a nagyon világos héj- és hússzínű fajták, valamint az aszalást lehetővé tevő magas, vízben oldható szárazanyagtartalommal – ez főként magas cukortartalmat jelent – rendelkező fajták. A török és iráni fajták nagy része ezen tulajdonságaik miatt aszalásra kiválóan alkalmas (Ercisli, 2009). E fajták választékát feltétlenül bővíteni kell gyűjteményünkben (1. táblázat).
| Fajta neve | Átlagos gyümölcstömege (g) | Vízben oldható szárazanyagtartalma (Brix %) |
| ’Cologlu’ | 30 | 21 |
| ’Haci Haliloglu’ | 33 | 25 |
| ’Cataloglu’ | 31 | 23 |
| ’Soganci’ | 46 | 26 |
| ’Kabaasi’ | 38 | 23 |
1. táblázat | Törökországban, Malatyaban termesztett fő aszalványfajták vízben oldható szárazanyagtartalmának bemutatása
Folytatva a különlegességek sorát, ültetvényünkben fellelhető olyan kínai fajta is, melynek magbelét a mandulához hasonlóan fogyaszthatjuk, magja nagyméretű és édes.
PPV rezisztencia kutatása
Az utóbbi évtized egyik legveszélyesebb kórokozója a Plum pox potyvirus, mely ellen jelenleg csak vírusmentes szaporítóanyaggal és a fertőzött fák megsemmisítésével tudunk védekezni. Martínez-Gómez és munkatársainak 2000-ben megjelent közleménye alapján jelenleg 9 vírusrezisztens fajta (USA: ’Alfred’, ’Aurora’, ’Farmingdale’, ’Manitoba’, ’Orange red’, ’Stark Early Orange’, ’Stella’; Csehország: ’Betinka’; Szlovákia: ’Veharda’) és 2 fajtaértékű rezisztens hibrid, valamint 8 olyan fajta található gyűjteményünkben, amelyeknek rezisztenciája még nem tisztázott (’Dacia’, ’Goldrich’, ’Harcot’, ’Henderson’, ’ Sundrop’, ’Sunglo’, ’Veharda’, ’Zard’). Folyamatosan értékeljük az ültetvényben található fajtákat és hibrideket, hogy bővíteni tudjuk a rezisztens fajták körét, valamint tisztázni szeretnénk a kérdéses rezisztenciájú fajták vírussal szembeni fogékonyságát. A tüneteket levélen, gyümölcsön és csontáron nézzük. Kiemelt jelentőségű feladat a génbank bővítése kínai fajtákkal, hisz a rendkívül gazdag kínai génállományban rejlő lehetőségek még alig ismertek az európai kutatók számára.
Ezen génbanki anyag felhasználásával, keresztezéses nemesítéssel 2009 és 2011 tavaszán létrehoztunk rezisztenciát potenciálisan hordozó hibridcsaládokat. A családok kb. 4500 magoncból állnak (2. táblázat).
| A rezisztencia génforrása | Magoncok és magvak száma |
| 2009 | |
| ’Aurora’ | 182 |
| ’Goldrich’ | 1270 |
| ’Harcot’ | 225 |
| ’Orange red’ | 292 |
| 2011 | |
| ’Goldrich’ | 288 |
| ’Orange red’ | 1322 |
| ’Betinka’ | 114 |
| ’Le3241’ – fajtaértékű hibrid | 636 |
2. táblázat | A keresztezésekből származó hibridek száma,
amelyek potenciálisan hordozzák a vírusrezisztenciát
(Soroksár, 2009 és 2011)
Molekuláris szintű kutatások
A tanszéki kajszi génbank nemcsak az élő növények kollekcióját jelenti, hanem DNS gyűjteményt is. Ez a gyűjtemény az egyes fajtacsoportok esetében lényegesen nagyobb tételszámot jelent, mint az élő anyag esetében. A kínai fajtákból például 46-ot, törökből 58-at és irániból 54-et csak DNS formában őrzünk. A génbanknak ez a változata lehetővé teszi a molekuláris szintű kutatásokat, akkor is, ha az ültetvényben nincsenek még élő tételek. Molekuláris kutatásaink kiterjednek a faj genetikai diverzitásának kutatására (molekuláris markerezés), a faj terjedésének nyomon követésére, a fajták eredetének, genetikai rokonságának kimutatására (Pedryc és mts., 2009; Halász és mts., 2010). A termékenyülési viszonyok molekuláris hátterének meghatározása szintén génbanki tevékenységünkhöz kapcsolódó kutatatásaink között szerepel (Halász és mts., 2005; 2007), melynek számos gyakorlati vonatkozása is van (pl. fajtatársítás). Meghatározó kutatási irányunk a kajszi egyik fő kórokozójával, a Monilia laxa-val (Aderh. & Ruhl.) szembeni rezisztenciaforrások azonosítása (Gutermuth és Pedryc, 2009; Gutermuth és mts., 2010). Nagy hangsúlyt fektetünk a génbanki tételek az egészségmegőrzésben szerepet játszó vegyületeinek, így pl. antioxidánsok mennyiségi és minőségi tesztelésére. A kapott eredmények tükrében funkcionális élelmiszer előállításán dolgozunk magas antioxidáns tartalmú fajták bevonásával az irányított keresztezésekbe (Hegedűs és mts., 2010).
dr. Pedryc Andrzej – Herman Rita
BCE Kertészettudományi Kar
Genetika és Növénynemesítés Tanszék
(Biokultúra 2012/2, 2012/3-4)
