A Pannon régió növényeinek genetikai hasznosítása

A Kárpát-medence a különleges adottságai és helyzete miatt rendkívül mozaikos, ugyanakkor szerves egységet alkot. Adottságai alapján kimagasló genetikai értékek tárháza. Ezek az értékek nemzetünk megújuló stratégiai erőforrásai. Megőrzésük és fejlesztésük az eredményes gazdálkodásunk és végső soron fennmaradásunk záloga lehet. Agrárinnovációs projektünkben a Kárpát-medence növényeinek genetikai hasznosítását célozzuk.

Első lépésként a kutatási infrastruktúra, a Tudáspark kutatóépület kialakítása, a klímaház felújítása, kutatási eszközök, laboreszközök és gépek beszerzése, a kutatást szolgáló konténertelep és fajtaválaszték helyének kialakítása, bemutatókert létrehozása, az informatikai háttér megteremtése és növényvédelmi rendszer felállítása volt a legfontosabb. Beszereztük a kutatási tevékenység növényeit és a kutatási anyagokat.

A kutatást saját munkatársakkal és külső kutatókkal, konzorciumi tagokkal kooperálva végezzük, megbízási vagy szolgáltatási szerződés keretében, a megvalósítás helyszínein. Alapkutatási, alkalmazott kutatási, kísérleti fejlesztési és eljárási innovációs tevékenységeket végzünk. Alkalmazott kutatási feladatként meghatározzuk a környezetszennyezés problémájának mérséklésére eleget tevő növényfajok genetikai alapjait, majd kísérleti fejlesztésként tervezzük a piacra szánt fajtajelöltek kiválasztását és a szuperelitanyag előállítását (prototípusok, a prototípus-fejlesztés előkészítéseként). A hazai mezőgazdasági kutatómunkában úttörőként alkalmazzuk a kutatói csoportok célirányos, informatikával támogatott innovációs együttműködését növényvédelmi kutatással kiegészítve. A programunk célja, hogy a régióban a mezőgazdaság számára munkahelyteremtő, vidékmegtartó agrárprogramot indítsunk, amely folytonos innovációval biztosítja a fenntarthatóságot.

I.) ÉLETTANI ÉS BIOKÉMIAI KUTATÁSOK, STRESSZ-TESZTEK ÉS NÖVÉNYVÉDELMI KOCKÁZATELEMZÉS, NÖVÉNYVÉDELMI ÉS INFORMATIKAI RENDSZER HÁLÓZATFEJESZTÉSE, NÖVÉNYVÉDELMI KUTATÁS ÉS ELŐREJELZÉS FEJLESZTÉS

1.) Alapkutatás: Ennek első lépése lesz a zöldfelület-gazdálkodásra és a fitoremediációs célra kiválasztott és felhasználandó lágy- és fásszárúak alap kutatása. A fajválasztás mindenkor a Kárpát-medencei makroklimatikus viszonyokhoz kiválóan alkalmazkodott hazai növényfajokon alapszik. 2.) Toleranciavizsgálatok: Az alapkutatást követi majd következő lépésben a kutatók által kiválasztott fajok és klónok magtulajdonságainak, csírázás és egyedi nevelés folyamán szik-, nehézfém-, légszennyezés toleranciájának vizsgálata. Ezen taxonok esetében a gyökérkapcsolt gombafajok (mikorrhiza) hatását vizsgáljuk, végül a szelektált klónok és gombapartnereik felszaporítása történik. 3.) Mikorrhiza: A K+F+I projektünk egyik legfontosabb eleme a lágy- és fás szárú fajokhoz kapcsolódó gombák feltérképezése, izolálása melyekből a toleráns törzsek kiszelektálhatók. Az antropogén élőhelyeken – szikesek, rézsűk, urbán környezet – a mikorrhizaképző gombák genetikai diverzitásának feltárása elsődlegesen a gombáknál általánosan hasznát univerzális DNS barcode régió, az ITS régió vizsgálatával történik, gyökerekből, mikorrhizákból, termőtestekből vagy már izolált tenyészetekből. 4.) Stresszvizsgálat: Az emberi tevékenységhez köthetően a klímaváltozás hatására jelentkező időjárási elemek (pl. a hőmérséklet, a légnedvesség stb.) szélsőségesebbé válása, a fokozódó levegő- és talajszennyezések vagy egyes, nem megfelelő irányú talajállapot változások (pl. szikesedés) nehézségeket jelentenek a „városi növénytakaró” vagy zöldfelületek fenntartásában. Ennek érdekében célul tűztük ki a fő veszélyeztető faktorokkal szemben egyes, piacon is hasznosítható őshonos növényfajok és kertészeti változatok, továbbá e stresszfaktorok elviselésére szelektált klónjaik nevelési körülmény és toleranciavizsgálatát. A kutatásunk alapját a kutatócsoportjaink által kiválasztott növényfajok vagy -változatok adják, melyeken stressztűrési vizsgálatokat végzünk. A kiszemelt növényfajok nagy elemszámú mintáiból a csírázás és egyedi nevelésük folyamán szárazság-, szik-, nehézfém-, légszennyezettség-toleráns klónok vizsgálata történik meg fenológiai és fiziológiai vizsgálatokkal. 5.) Növényvédelem: A projektben vizsgálandó zöldfelületek fás és lágy szárú növényei, szántóföldi növényei, hatóanyagáért termesztett növényei és energianövények növényvédelmi szempontból kevésbé kutatott téma. A vizsgálandó taxonok termesztésbe való bevonása során felmerülő károsítóiról kevés vagy egyáltalán nem áll rendelkezésünkre adat. A projektben szereplő növényfajok, -csoportok termeszthetőségének megállapításához növényvédelmi szempontból is szükséges kockázatelemzést végezni. Éppen ezért szükséges a növényfajok, -kultúrák főbb károsítóinak feltérképezése, rajzásuk nyomon követése és megfigyelése. 6.) Informatika: A kutatói csoportok célirányos, informatikával támogatott innovációs együttműködése egy informatikai innováció, melynek célja mintagazdaságban telepítésre kerülő meteorológiai mérőállomások által gyűjtött környezeti adatok (hőmérséklet, páratartalom, megvilágítás, napsugárzás, csapadék, légnedvesség, szél, talaj hőmérséklet, talajnedvesség) központi rendszerbe tárolása, speciális algoritmizálása, elérhetőségének, felhasználhatóságának biztosítása.

Fő célkitűzés olyan fafajok kiválasztása és fajtaválaszték létrehozása, amelyek alkalmasak ültetvényes gazdálkodási technológiák kialakítására


Célunk, hogy a régióban a mezőgazdaság számára munkahelyteremtő, vidékmegtartó agrárprogramot indítsunk

II.) NÖVÉNYNEMESÍTÉSI ÉS GENETIKAI KUTATÁS SZENNYEZETT ÉS TOXIKUS TERÜLETEKRE; TERMESZTÉSI TECHNOLÓGIA KIDOLGOZÁS


Fontos K+F+I válasz az abiotikus stresszfaktoroknak minél nagyobb mértékben ellenálló fajok kiválasztása és a fajon belüli genotípusok szűrése

1. Zöldfelületi hasznosításra alkalmas fás szárú és lágy szárú taxonok kutatása és termesztése

Fás szárúak: A napjainkban zajló klímaváltozás erdőkre gyakorolt hatása Magyarországot és a hazánkhoz hasonló ökológiai adottságokkal rendelkező régiókat különösképpen érinteni fogja, mert hazánk fatermesztésének meghatározó tényezője az erdők és faültetvények vízzel való ellátottsága. A klímaváltozás hatásának csökkentését szolgáló leghatékonyabb földhasználati tevékenység az új erdők, fásítások és faültetvények telepítése, hiszen ily módon a fában megkötődött légköri szén-dioxid tartós elnyelése, raktározása valósul meg. A kutatási téma fő célkitűzése olyan fafajok kiválasztása, genetikai anyaguk felszaporítása – szaporítóanyag-előállítása – és fajtaválaszték létrehozása, amelyek alkalmasak ültetvényes gazdálkodási technológiák kialakítására, és amelyek jelentős toleranciával rendelkeznek a kedvezőtlen (szikes, szárazodó) termőhelyi viszonyokkal szemben. Ezenkívül igényeikben a hazai klímához alkalmazkodtak, emellett hazai, illetve idegenhonos eredetük miatt nemzetközi szinten is érdeklődésre tarthatnak számot a hazánkhoz hasonló ökológiai adottságokkal rendelkező régiókban.

Rózsák: Fontos feladat a rózsataxonok városi hasznosíthatóságának, illetve a rózsafajták genetikai diverzitásának vizsgálata, a hazai fajták értékmegőrző szerepének biztosítása is.

Munkánk célja az, hogy a fajtagondnokság adatbázisa, valamint a kutatóintézmények, kertészetek és faiskolák adatai alapján kiválasszuk azokat a rózsafajtákat, amelyek kellően toleránsak a fent említett stresszfaktorokra nézve, perspektivikusak a hazai zöldfelület-gazdálkodás számára, valamint potenciálisan értékesíthetők a nemzetközi kertészeti piacon. Ennek a kutatási programnak fontos eleme a megfelelő szaporításmód kiválasztása, fejlesztése, a szaporításhoz szükséges alkalmas alanyok kiválasztása, az anyanövények prekondicionálása és a szaporulat faiskolai értékelése annak érdekében, hogy a faiskolák és a későbbi felhasználók a legjobb alanyokon álló rózsafajtákat kaphassák meg. Az érzékeny ökológiájú területeken is alkalmazható megfelelő alany kiválasztásához új, eddig nem használt és perspektivikus taxonokat is bevonunk a vizsgálatokba. Azon fajták esetében, amelyeknél a nemzetközi forgalomban a vírusmentesség követelmény, megkezdjük a vírustesztelést, illetve indokolt esetben a fajta vírusmentesítését.

Lágyszárúak és rézsűgyep: A kutatás célja olyan lágyszárú növényfajok kiválasztása és széles körű vizsgálata, amelyek az adott körülményekkel szemben toleránsak és alkalmasak különböző célú zöldfelületek kialakítására, valamint a modernizáció okozta környezeti károsodások orvoslására, mindezt úgy, hogy termesztésük gazdaságosan megoldható. Az egynyári és évelő lágyszárú hungarikum dísznövényfajok (hunorfajok) nemesítési potenciálját növeljük meg biológiai módszerekkel, azaz az évelőlágyszárú-populációkat tűrőképesség és díszérték szempontjából szelektáljuk. Emellett szaporítási és nevelési kísérleteket végzünk. Három hazai, honos taxonból só- és hőtűrésre szelektált, maximális díszértékű populációt állítunk elő. Ezt kiegészíti magyar nemesítésű új virágágyi dísznövény fajták in vitro szaporítása, génmegőrzése, nemesítése; valamint a szárazságtűrő lágyszárú évelő dísznövények közterületi alkalmazásának vizsgálata a termőhelyi tulajdonságok és a dekorációs érték, szervesanyag-termelés közötti összefüggések vizsgálata.

Rézsű: A települések és a településeket összekötő úthálózatokat határoló rézsűk ökológiai szempontból rendkívül fontosak, mivel mérséklő pufferzónaként tompítják az utak káros hatásait (pl. talajszennyezések) a természetes és mesterséges (pl. szántóföldek) környezet felé. E területen nem cél a szelekcióval a genetikai sokféleség leszűkítése, hanem éppen annak fenntartása, hogy a fajok egyedeinek is a környezeti hatásokkal szemben nagyobb változatosságból legyen lehetséges a stresszfaktorokra a válaszadás (a dísznövények képesek legyenek tolerálni a kiültetési hely abiotikus stresszhatásait, illetve megfelelő vegetatív növekedéssel megfelelő takarást alakítsanak ki a kiültetési felületen). A rézsűk gyepesítéséhez első lépésként meghatározzuk és megvizsgáljuk a mintául szolgáló főbb természetes társulásokat, fajösszetételt, amelyeket külön finomítunk az ország főbb régiói szerint. Nagyobb fajszámú rézsűk kialakításához megtörténik a megfelelő élőhelyekről a propagulumok begyűjtése, azok fajra szabott szaporítástechnológiájának kidolgozása, kompetíció- és stressztolerancia-vizsgálata, majd az ipari termelés alapjául szolgáló fajtagyűjtemény kialakítása.

2. Szántóföldi növénytermesztésre alkalmas lágyszárú taxonok kutatása és termesztése A klímaváltozás és az egyre növekvő ipari tevékenység és ipari talaj-, valamint légköri szennyezés okán szükséges a szennyezett területek mielőbbi rekultivációja vagy remediációja.

Erre egy fontos K+F+I válasz az abiotikus stresszfaktoroknak minél nagyobb mértékben ellenálló fajok kiválasztása és a fajon belüli genotípusok szűrése, illetve újabbak kifejlesztése. A növekvő élelmiszerigény miatt a termőföldterületek bővítése elengedhetetlen, melynek egyik módja az eddig kevésbé vagy alacsony hatékonysággal művelt területek, úgymint szikes, szárazság sújtotta, egyéb degradált talajok művelésének kevésbé vagy alacsony hatékonysággal művelt területek, úgymint szikes, szárazság sújtotta, egyéb degradált talajok művelésének növelése. A fenti célok megvalósításához szükséges: szélsőséges feltételekkel (szikesek, szárazság, egyéb degradált talajok) szemben toleráns gabona- és egyéb szántóföldi növények kutatása; a leghatékonyabb genotípusok kiválasztása, vetőmag előállítása és termesztéstechnológiájának kidolgozása a célzott területre; szennyezett területek kármentesítésére alkalmas növényanyag előállítása, energianövényekkel kapcsolatos kísérletek; új, környezetkímélő növényi hozamfokozók kifejlesztése, beillesztése a termesztéstechnológiába a stressztűrés és a hozamstabilitás fokozására.

3. Fitoremediációs és energiatermelési célra alkalmas fás és lágyszárú taxonok kutatása és termesztése

Az emberi tevékenységek során a nehézfémekkel szennyezett talajok és üledékek kezelése az egyik legnagyobb környezetvédelmi feladat ma. A növényekről már bebizonyosodott, hogy kiválóan alkalmasak szennyezések kimutatására. Ugyanakkor a zöld növények által történő tisztítás, mint fitoremediáció, az egyik legelterjedtebb költséghatékony alternatív eljárás. A szennyező fémek hatékony eltávolításának feltétele a talaj mérsékelt koncentrációjú terheltsége, az alkalmazott növény gyors növekedési üteme, magas biomasszahozama, illetve jelentős fémakkumulációs képessége. A témakör K+F+I tevékenységeinek fő célja a projekt keretében nemesített lágy szárú és fás szárú taxonok fitoremediációban való alkalmazhatóságának tesztelése és az alkalmazása során a legoptimálisabb eljárások, módszertan kidolgozása, hozzájárulva ezzel a környezetszennyezés által sújtott területeken való alkalmazásukhoz. Ehhez fontos elvégzendő feladat a szélsőséges feltételeket – toxikuselemstressz, sóstressz, hőmérsékleti és egyéb klímastressz – leginkább elviselő fajok szelekciója, valamint a kiszelektált taxonok fitoremediációra való alkalmasságának vizsgálata, a leghatékonyabb fűféle, energianövény és dísznövény taxonok kiválasztása.

4. Magas beltartalmi értékű természetes hatóanyag előállítására alkalmas fajok és változatok kutatása (gyümölcs, gyógynövény)

A projekt lényege az elsősorban hazai (őshonos és legalább 20 éve termesztett idegen eredetű), valamint néhány introdukált gyümölcs- és gyógynövényfaj génforrásként történő hasznosítása.

III.) AGRÁRÖKONÓMIAI KUTATÁS

A kutatás a projekt agrárgazdasági megalapozását hivatott elvégezni. Egyrészről célja, hogy a tervezett kertészeti és szántóföldi termékekre való fogyasztói igényeket felmérje, illetve meghatározza azt a fogyasztói piacot és szegmenst, amelyben értékesíthetők, valamint feltérképezze a lehetséges értékesítési csatornákat. Másfelől a projekt célja, hogy költség-haszon elemzéseket végezve azonosítsa a várható profitot termékenként. Összességében tehát mind a keresleti, mind a kínálati oldalon vizsgáljuk a gazdasági értelemben vett megvalósíthatóságot.

SZERZŐ: MAGYAR NIKOLETT

no