Artesian – Tudomány a hibridek mögött

Kontinentális éghajlaton, ahol nagy az évi közepes hőingadozás, a kevés csapadék egyenetlenül oszlik el, és gyakoriak az időjárási szélsőségek, minden évben komoly kihívásokkal kell szembe nézniük a termelőknek. Ilyen körülmények között a helyes agrotechnika és a fajtaválasztás is nagy jelentőséggel bír. Mivel az előttünk álló év időjárását nem látjuk előre, akkor járunk el helyesen, ha a nagy termőképesség mellett legalább akkora súllyal vesszük figyelembe az alkalmazkodó képességet is.

Fent: Artesian hibrid; Lent: Hagyományos hibrid

Bal oldal: Artesian hibrid; Jobb oldal: Hagyományos hibrid

A nemesítés, fejlesztés számára a kihívás abban áll, hogy olyan hibridet kell a termelők szolgálatába állítani, amely jó körülmények között képes a maximális termésre, míg hő- és szárazságstressz esetén versenyelőnyt biztosít a hagyományos hibridekhez képest. Az Artesian típusú hibridekben mindez megtalálható. Ehhez komplex fejlesztési stratégiára van szükség, amihez egy nagyon széles teszthálózat társul.

1. A fejlesztés elő lépésében elemezzük annak a célországnak az éghajlatát, ahol a későbbiekben a hibridek termesztésére sor kerül. Éghajlati modellek segítségével meghatározzuk a leggyakoribb streszsztípusokat, azok mértékét, illetve az előfordulásuk helyét és gyakoriságát régiónként.

Dihaploid tenyészkert, Arica

Atacama-sivatag, Chile

2. Ezt követően azonosítjuk azokat a növényi tulajdonságokat, amelyek a kitűzött célok eléréséhez a legnagyobb hozzájárulással bírnak. Genetikai elemzés és fenotípusos adatok összevetését követően pedig kiválasztjuk a célnak legmegfelelőbb populációkat.

3. Új homozigóta szülői vonalak előállítása „doubled haploid” (DH) módszerrel. A módszer előnye, hogy a hagyományos beltenyésztésen alapuló vonal előállításhoz képest – melynek időtartama még a téli generáció használatával is minimum 3 év – lehetőségünk van mindössze 180 nap alatt homozigóta vonalakat előállítani. Az előállítás során a növények leveléből mintákat véve egyidejűleg molekuláris markerszelekciót végzünk. Ezáltal nem csak gyorsabban, de összességében nagyobb értékű vonalakat állítunk elő, ahol a számunkra kedvező gének megtalálhatók az új vonalakban. A nemesítési ciklus idejének rövidítése fontos kérdés. Ezért a 6 hónapig tartó nyári európai szezon után, az elemzést követően a déli féltekén – Chilében, Mexikóban, Puerto Rico-ban, Guatemalában – folytatjuk a munkát. Egyes országokban az év bármely napján lehetséges a vetés.

4. Kísérleti hibridek előállítása és tesztelése. Évente több ezer új hibridkombinációt tesztelünk, hogy a kiválasztási folyamat végére 5-10 hibridre szűkítsük a kört. A kísérleti hibridek tesztelése egy jól átgondolt stratégia mentén történik annak érdekében, hogy a folyamat végén nagy biztonsággal azonosíthatóak legyenek a nagy terméspotenciállal rendelkező, az abiotikus stresszekkel szemben ellenálló, széles alkalmazkodóképességű hibridek. Ennek érdekében úgynevezett rutin és nem rutin tesztelést végzünk. A rutin tesztelés során a fejlesztésben előre haladva egyre szélesebb kísérleti hálózatban vizsgáljuk a hibridek termését, alkalmazkodó képességét és fenotípusát. A fejlesztés végén ez több mint 100 helyszínt jelent Európa összes országában, ahol az adott éréscsoport jelentőséggel bír. A kísérleti hálózat meghatározásában felhasználjuk az első pontban már említett éghajlati modelleket annak érdekében, hogy a teszthálózat minél reprezentatívabb legyen. A rutin kísérleteket egészítik ki a nem rutin kísérletek. A kísérleti hibrideket emelt tőszámmal is teszteljük, ahol legextrémebb körülményként 30%-kal magasabb tőszámot alkalmazunk. Ez hazai viszonyok mellett 94.000 tő/ha-t jelent, természetesen öntözés nélkül. Ilyen körülmények között olyan tulajdonságok is megfigyelhetők, melyek egy rutin kísérletben egy normál évben nem fordulnak elő. Példaként említhetem a kisebb gyökérrel összefüggő dőlést, a meddőség előfordulásának nagyobb gyakoriságát, virágzási anomáliákat, termékenyülési problémákat stb. A nem rutin kísérletek másik formája, mikor az öntözetlen rutin kísérlettel azonos táblán öntözést alkalmazunk annak érdekében, hogy megállapítsuk a hibridek terméspotenciálját, amikor a víz nem limitált. Ezekben a kísérletekben az öntözés talajszenzorok alapján, programozott módon történik. Erre azért van szükség, mert az Artesian hibrideknek nem egyszerűen toleránsnak kell lenniük az abiotikus stresszekkel szemben, de versenyképesnek kell lenniük olyankor is, amikor a körülmények kedvezőek. Egészen extrém nyúzópróbának vannak kitéve a hibridek, amikor sivatagi körülmények között, vagy olyan helyen teszteljük őket, ahol a tenyészidőszakban a természetes csapadék valószínűsége nulla. Itt kísérleti egységenként eltérő vízmennyiséggel látjuk el a növényeket szabályozott körülmények között.

Embrió „mentés” a dihaploid előállítás során

Az Artesian-koncepció egyik eleme a korán vethetőség és az ezzel összefüggő hidegtűrés. A Syngenta hibridjei hagyományosan jó hidegtűréssel és gyors kezdeti fejlődéssel rendelkeznek a versenytársakhoz képest. Ezt a kedvező tulajdonságot építettük be az Artesian hibridjeinkbe is. A korán vethető hibridek virágzása nagyobb eséllyel hamarabb történik, mint ahogy a júliusi hő- és szárazságstressz bekövetkezik, így jelentve egyfajta védelmet. Hidegtűrési kísérleteinkben lehetőségünk van a növényállományt egy kamerarendszerrel monitorozni szántóföldi körülmények között, az elemzést követően pedig meghatározni a hibridek hidegtűrését. Újabban már molekuláris markerszelekcióra is van lehetőségünk hidegtűréssel kapcsolatban.A betegségek közül hazánkban a különböző fuzáriumos betegségeknek van a legnagyobb jelentősége (szár, cső). Ennek érdekében a kísérleti hibrideket és a szülői vonalakat provokációs kísérletekben is vizsgáljuk, hiszen természetes körülmények közök ezek megfigyelésére nem mindig van lehetőség.

A kiválasztási folyamat kritériumainak megfelelő hibridek megkapják az Artesian-minősítést, amely kiváló termő- és széles alkalmazkodóképességű hibridet jelent. Ehhez erős szár és gyökér, zöld száron érés, valamint jó betegség-ellenálló képesség társul. A nemesítési munka eredményeként az SY Chorintos-szal és az SY Orpheus-szal, mint az Artesian hibridek első hazai képviselőivel ismerkedhetnek meg a termelők 2018-ban.

Dr. Rácz Ferenc Endre
kukoricanemesítő
Syngenta Kft.