Álmoktól a valóságig

A brüsszeli Crop Life International nemrég közétett adatai szerint 586 rovarfaj, 235 gombafaj és 252 gyomnövény vált rezisztenssé legalább egy szintetikus növényvédő szerre. A rezisztens fajok ilyen léptékű előretörésének egyik oka a társadalom kemofóbiája; a döntéshozók egyre szigorúbb szabályzást vezetnek be, sokszor vélelmezett veszélyekre hivatkozva jelentősen szűkítették a növényvédelmi gyakorlatban használt rovarölő szerek engedélyezését.

Gondoljunk csak a kullancsok ellen használt rovarirtók betiltására, ami komoly humán-egészségügyi kockázatokat eredményezett egy olyan régióban (ahová hazánk is tartozik), ahol a kullancsok több mint 60%-a Lyme-kórt okozó baktérium hordozója, de évente több tucat nagyságrendben fertőződnek meg honfitársaink kullancs-enkefalitiszben is.

Néma tavaszok…

A növényvédő szerek választékának drasztikus csökkentése egyik oka lehet a fokozódó inszekticid-rezisztenciának. Hazánk mezőgazdasága a hatvanas években jelentős nemzetközi elismerést vívott ki, többek között a kiválóan megszervezett növényvédelmi szolgálatának köszönhetően. Az intenzív és eredményes nagyüzemi mezőgazdaság nem nélkülözhette/nélkülözheti a nagy mennyiségű műtrágyázásból adódó terméstöbbletet és az intenzív növényvédelmet, de ezzel egy időben nemcsak a nemzetközi, de a hazai tudományos körök is felvették a nagymértékű és esetenként indokolatlan kemizálás potenciális veszélyeit. Ennek egyik első jele volt hazánkban az integrált növényvédelem bevezetésének javaslata. A kemikáliák túlzott használatának negatív környezeti hatásaira Rachel Carson könyve, a Néma tavasz hívta fel a közvélemény figyelmét. Hazánk e téren, élen járva, a világon elsőként tiltotta be a DDT növényvédelmi alkalmazását (a Lindánt csak 2007-ben). Itt azonban az elmúlt évtizedek tapasztalatai alapján zárójelben érdemes megjegyezni, hogy bár kétségtelenül az említett szerek maradványai a zsírszövetekben felhalmozódva okozhatnak egészségügyi kockázatot, de az új rovarirtó szereknek ellenálló szúnyogok kialakulása miatt számos országban használják ezeket a klórozottszénhidrogén-hatóanyagú, ma már korszerűtlen, de hatékony szereket a maláriát terjesztő szúnyogok ellen, milliókat megmentve a betegség okozta haláltól.

Biológiai védelem a Balatontól Malajziáig

A növényvédőszer-ipar is felfigyelt erre, és nem utolsó sorban a tudományos közélet javaslatait figyelembe véve, fejlesztésekbe kezdett a biológiai növényvédelem területén. Ekkor kerültek a gyakorlatba a biológiai készítmények, így a Bacillus thüringiensis baktériumtörzseket tartalmazó preparátumok. Használatuk ma is népszerű, gondoljunk csak a nyári balatoni szúnyogirtásokra, melyeket e baktérium-készítményekkel végeznek. Világszerte hatalmas mennyiségben bocsátanak szabadföldi környezetbe besugárzásos eljárással sterillé tett rovarokat is, például a mediterrán gyümölcsmoly elleni védekezés céljából. Genetikai módosítással sterillé tett szúnyogok tömeges kibocsátásával két régióban is, Sao Paolóban, illetve Malajziában sikerrel fékezték meg a Dengue-láz terjedését. Megvalósulni látszik hát Rachel Carson álma, a kártevők elleni biológiai védekezés. A növényvédőszer-ipar is felismerte a molekuláris biológia hatalmas tudományos potenciálját, és biotechnológiai eljárásokkal kezdett foglalkozni, továbbfejlesztve a biológiai védekezést a molekuláris biológia adta felfedezéseknek köszönhetően, amelynek első eredményei a transzgenikus gyomirtó szereknek ellenálló növények voltak. Ezeket követték a biológiai védekezésben használt Bacillus thüringiensis baktériumból származó Bt-toxin gén beépítésével előállított, ma Bt növényekként ismert, hatékony ellenállóképségekkel rendelkező növények termesztése. A molekuláris biológiai felismerések technikai arzenálja lehetővé tette a gének azonosítását, és egyik élőlényből másikba való átültetését. Így állították elő a Bacillus thüringiensis rovarokra toxikus fehérjéjét kódoló nukleinsav-szakaszok magasabb rendű növénybe való beépítésével, az egyes rovarrendek tagjaival szemben ellenálló növényeket. Ezek az adott rovarrendekre specifikusak, más élőlényekre hatástalanok. Ismerünk lepkefajokra, legyekre, szúnyogokra és bogarakra specifikus Bt-toxin géneket. Megjegyzendő, hogy az ilyen, transzgenikus növények termesztése kereskedelmi célra a világban 1996-ban kezdődött el, mintegy 1.6 millió hektár területen, s az elmúlt év adatai szerint ez ma már meghaladta a 185 millió hektárt.

Új élet a poszt-GMO-korban

Mindeközben se humán, se környezetvédelmi káros hatásokat nem tapasztaltak az ilyen növényeket termesztő országokban. Sajnálatos módon, a voluntarista zöld mozgalmak e genetikai módosításokat különböző, megalapozatlan állításokkal támadják, befolyásolva a politikai döntéshozókat. Ennek következtében Európában jelentős mértékben korlátozzák ezen innovatív technológia alkalmazását. A molekuláris biológia hatalmas technikai potenciáljával ma már nemcsak a humán genom szekvenciája vált ismertté, hanem szinte naponta jelennek meg közlések egy-egy újabb élőlény genomjának teljes nukleotid-sorrendjére. Megoldódott az is, hogy olyan módszereket alkalmazzunk, amelyek segítségével meg lehet haladni a hagyományos GM-technikákat. Elérkeztünk a poszt-GMO érába, amikor precíziós, molekuláris nemesítéssel javíthatjuk mikrobák, növények, állatok célzott tulajdonságait. Évtizedekkel ezelőtt már ismert volt a baktériumok ellenálló-képessége az őket fertőző bakteriofágokkal szemben. Az elmúlt években ennek a mechanizmusnak molekuláris alkalmazásával új lehetőségek nyíltak a célzott genetikai módosításra. Különböző, specifikus nukleázok segítségével „nyomtalanul” lehet módosításokat végezni különböző élőlények genomjában. Szinte naponta jelennek meg e technikára alapozva újabb és újabb átütő sikereket leíró eredmények. Ezeknek jó példái a minőségét hosszabban biztosító csiperkegomba, a baktériumos levélfoltosságnak ellenálló rizs, vagy épp az egyik legutóbbi és igen komplex feladat: a búza lisztharmat gomba ellenállóságát megoldó rezisztencia kialakítása. A genomszerkesztés új távlatokat ad a nemesítés számára, mivel e technika segítségével olyan mutánsokat lehet tervezetten előállítani, amelyek – kis eséllyel, és emberi létékkel nézve igen hosszú idő alatt – a természetben is kialakulhatnak. Tudatos felhasználásuk szinte korlátlan lehetőséget ad a modern mezőgazdaság és élelmiszeripar számára. Elértünk az álmoktól a valóságig?

Balázs Ervin

MTA ATK Martonvásár