Főoldal » A nemesítés, mint a megelőző védekezés egyik formája az erdészetben

A nemesítés, mint a megelőző védekezés egyik formája az erdészetben

MEGOSZTÁS

Ha tetszett a cikk, akkor nyugodtan oszd meg ismerőseiddel, valószínű ők is örülni fognak neki.

Bevezetés

Az európai erdészek már a XVI. században felismerték az erdei famagvak származásának a jelentőségét. Az 1700-as évek elején felvetették a mesterséges hibridizáció gondolatát és erdészetben. Sokkal eredményesebbek voltak a származási kísérletek, amelyeket Európa-szerte az 1800-as évek kezdetétől hoztak létre. Az 1900-as években a származási kísérletek alapján megkezdték a különböző nemesítő tevékenységeket és a hibridnemesítés mellett kialakult a ploidianemesítés. A legnagyobb eredményt a nyarak nemesítésében tudja az európai erdészet felmutatni és talán a legkevesebbet a lassan növő lombos fafajok területén.

Fontos az erdőállományok fenntartása, márcsak az alábbi hatásai miatt is:

  • a legnagyobb szén-dioxid fogyasztó (szénmegkötés) és oxigén-termelő,
  • a legnagyobb szervesanyag termelő, a fának mint nyersanyagnak, újratermelhető energiahordozónak, és még sok egyéb, erdőből kikerülő terméknek a forrása,
  • a Föld vízháztartásának alapvető szabályozója,
  • a mezo- és makroklíma befolyásolója,
  • a tápláléklánc megszakítás nélküli fenntartásának lassan már egyedüli helyszíne,
  • a környezet legjelentősebb védője,
  • egészségnevelő, regeneráló hatása egyedüli,
  • jóléti, kulturális, esztétikai hatása nélkülözhetetlen.

A növénynemesítésről

Minden ország mezőgazdaságában, kertészetében és erdészetében a termelésben államilag elismert növényfajtákat használnak. Ezek a fajták speciális tulajdonságokkal rendelkeznek, kiegyenlítettek, homogének, megkülönböztethetők más fajtáktól és gazdasági értékmérő tulajdonságokban jobbak, mint a standard fajták. A növénynemesítés az a folyamat, melyben különböző nemesítési módszerek alkalmazásával, általában a növénynemesítő intézetekben a kutatók 8-12 év alatt állítják elő azokat a fajtajelölteket, melyek 2-3 éves összehasolító kísérleti vizsgálatok után állami elismerésben részesülhetnek. Ezt követően kerülnek felhasználásra. A növénynemesítés és az általa előállított stabil fajták biztosítják a fogyasztók számára a megfelelő mennyiségű és folyamatosan azonos minőségű élelmiszert, gyógynövényt, dísznövényt, zöldségnövényeket, stb. A magyar növénynemesítőknek saját egyesületük van (Magyar Növénynemesítők Egyesülete), melynek elnöke Dr. Balla László.

A nemzetközi szóhasználatot követve a géntechnológiával nemesített növényeket GMO (genetikailag módosított szervezet) rövidítéssel jelölik. Ez a megkülönböztetés szakmailag félrevezető, hiszen valamennyi termesztett növényünk, és így a belőlük származó élelmiszereink is genetikai módosítások sorozatának szüleményei, és ezért GMO termékek. Genetikai módosításnak kell tekintenünk a keresztezést, mutánsok előállítását vagy akár a poliploidizációt. A GMO megjelölés nem a termék sajátosságait minősíti, hanem a fajta-előállítás során alkalmazott többféle módszer közül egynek a felhasználásáról tájékoztatja a fogyasztót. A géntechnológia mint nemesítési módszer ugyanolyan, ha nem nagyobb biztonsággal kivitelezhető, mint a többi növénygenetikai beavatkozás. Ezt igazolja a csaknem tízéves termesztési tapasztalat: ez idő alatt több mint 230 millió hektáron termesztettek géntechnológiával nemesített növényeket minden egészségügyi vagy ökológiai katasztrófa nélkül.

A nemesítés és a szelekció hatása a genetikai diverzitásra

A módszeres, tudományosan megalapozott erdészeti nemesítő munka a 20. században kezdődött, de ezt megelőzően is találunk példát a domesztikációra, elsősorban a vegetatívan szaporítható fajok esetében. Japánban évszázadok óta számos szugifenyő (Cryptomeria japonica) klónt termesztenek. Nagyon régi, évezredes múltra tekint vissza a jegenyenyár (Populus nigra ’Italica’) szelekciója, valamint a ciprus (Cupressus sempervirens) keskenykoronás alakjának termesztése.

A genetikai variabilitás feltételezett csökkenésére a diverzitást jellemző paraméterek (allélszám, polimorf lokuszok aránya, heterozigózis) alakulásából következtethetünk. A kérdés fontossága miatt számos fafajra készítettek összehasonlításokat, amelyekből az alábbi táblázat mutat be adatokat:

Fafaj Populációtípus Polimorf lokuszok aránya (%) Átl. alléi-szám lokuszonként Átl. egyensúlyi heterozigózis
Lucfenyő magt. ültetvény 88,0 2,4 0,320
term. populáció 100,0 2,5 0,230
Óriástuja magt. ültetvény 11,1 1,2 0,058
term. populáció 11,1 1,1 0,055
Szitkaluc magt. ültetvény 100,0 2,8 0,229
term. populáció 66,9 1,8 0,183
Duglászfenyő magt. ültetvény 62,5 2,3 0,172
term. populáció 52,6 2,1 0,171
Picea glauca x engelmannii hibridpop. magt. ültetvény 64,7 2,4 0,194
term. populáció 64,7 2,7 0,189

Fenotípusos szelekción átesett és természetes állapotú populációk izoenzimekkel jellemzett genetikai variabilitásának egybevetése (El-Kassaby in: Mátyás Cs., 1999)

Az erdei fák nemesítése

Az erdészeti nemesítés kiindulása a természetes variációk felderítése, miután a
nemesítők nyersanyaga az egész világon szétszórt fafajok természetes állománya,
az ezekből már kitenyésztett alakokkal együtt. Ez ideig számtalan természetes
variáció jött létre, melyek nincsenek beillesztve a fafajok rendszerébe,
illetőleg még nincsenek felderítve. Ez a további nemesítéseknél zavart és
rendszertelenséget okoz.

A fanemesítőket természetesen nemcsak a természetes körülmények között létrejött
biológiai variációk érdeklik, hanem a negatív szelekciós értékű genotípusok is,
amelyek a természetes állományokból hamar eltűnnek, tehát külön kell kezelni és
ápolni őket. Ezek a tapasztalatszerzés szempontjából gyakran értékes utódokat
hoznak, amik a gyakorlat részére hasznossá válhatnak.

A környezet hatása. A fák bizonyos tulajdonságai, mint az alak, fahozam, betegséggel szemben tanúsított ellenállás, részben örökölhető tulajdonságok, részben azonban a környezet hatásának tudhatók be. A célkitűzés mérlegelésénél egyik tényező sem hagyható figyelmen kívül, mert a kedvező környezet nem ellensúlyozza a genetikailag silányabb csemetét, sem a jó változat, fajta nem fog gyarapodni mostoha körülményeik között. Éppen ezért egy fa genetikai képességeiről csak magjainak megfelelő környezeti tényezők hatása mellett történő tenyésztése útján győződhetünk meg abból a célból, hogy a különleges jellegük mennyire vezethető vissza belső és mennyire külső tulajdonságra. Ebből a szempontból kiindulva két csoportra osztjuk az erdei fákat: egyik a gyorsan növő fák csoportja, ahol az utódbírálat könnyű és 5-8 év múlva megtörténhet, míg a másik a lassan növő fák csoportja, melyeknél az utódbírálat elvégzése végett 40-50 év is szükséges.

Genetikai analízis. A belső tényezők összességét, amelyek egy növény jellegét meghatározzák, a legmegfelelőbben a genotípussal fejezzük ki. Az erdei fáknál, sajnos, erre vonatkozó kiterjesztett vizsgálatok nem történhettek azok idő és hely megszabta korlátozásai miatt. Mindenesetre tény az, hogy a fa hozamát és minőségét főleg az úgynevezett kvantitatív tulajdonságok összesített működése szabja meg.

Citológia. Ezek a vizsgálatok fontosak a hybridek vagy a polyploid sorozatok meddőségének felderítésére. Közeli rokonfajok között a keresztezések egészen termékenyek lehetnek, különösen ha a kromoszómák száma azonos és a párosodásuk szabályos. A különböző kromoszóma számú szülők utódjai viszont legtöbbször teljesen meddők.

Szaporodási képesség. Igen fontos követelmény a fanemesítés vonalán. A munka akkor válik ugyanis gazdaságossá, ha egy új faj azonnal szaporítható. A nemesített fajtákat legtöbbször magról kívánjuk szaporítani.

Fontos a virágzás meggyorsítása is, különösen azoknál a fajtáknál, amelyekből rövid idő alatt a lehető legtöbb nemzedéket kell felnevelni.

A virágzás meggyorsítására sokféle eljárást ajánlanak. Ilyenek a fagyasztás, mesterséges megvilágítás, törpésített alanyra való beoltás, a fa kérgének gyűrűzése és a dróttal való lekötés. Ezek az eljárások csak oly növényeknél alkalmazhatók, amelyeik valóban magot hoznak, mert van számos olyan fafajta, melyet főleg vegetatív úton szaporíthatunk. A vegetatív úton való szaporítás dugványozással történik. A dugvány gyökeresedési képessége genetikailag meghatározható és szelekciók útján javítható. A dugvány gyökeresedését befolyásolják a dugvány vétel előtti és utáni külső körülmények és környezeti adottságok.

Alak. Az ágasodás a fa egyik jellemvonása, melyet a környezeti tényezők, de a genotípus is meghatároz. Ebből következőleg a fák alakjának nemesítés útján való javítása lehetséges. Fontos szempont, hogy a fatömegre egyenlő hozamú, de torz alakú fák kisebb értékűek a jó fejlődésű fafajtáknál, különösen az állományban való alkalmazásuk esetén. Éppen ezért cél olyan típusok kiválasztása, amelyek egyenes törzsűek és állományalkotás szempontjából szabályos koronaképző képességük van.

Fahozam. Pontos feladata a fanemesítésnek megállapítani az egy fából nyerhető fatömeget. Hogy egy megadott időszakban – vágásfordulóban – a legmagasabb hozamot létesíthessük, ezt úgy érhetjük el, ha a fák jó alakúak és gyorsan növők lesznek. Ezeket a jellegeket szintén a genotípus és a környezet határozza meg.

Fotoperiodizmus. Csak az utóbbi időkben ismerték fel ennek jelentőségét a fatenyésztés területén. Az északi övezetben hosszú napszakos növények tenyésznek, az egyenlítő körül pedig rövid napszakosok. A fotoperiódusos magatartásnak az ismerete különösen jelentős akkor, amikor nemesítési munkánkhoz hideg ellenálló északi genotípusokat választunk ki. E hosszú napszakos alakokat átmenet nélkül rövid napszakos tenyészeti viszonyok közé telepítve elsatnyult rossz értékű egyedeket kapunk. Ezért a hosszú napszakos, északi eredetű fajtát kereszteznünk kell rövidnapszakos, hazai fajtával.

Versengés. Fajtán belül versengés és kölcsönös segélynyújtás nincsen, viszont fajták között versengés és kölcsönös segélynyújtás van. A szakembereknek ki kell használni a természet ezen adottságát és a fák tulajdonságainak felhasználásával olyan erdőállományt kell képezni, melyben a fenti elvek érvényesülve, a legeredményesebben fejlődnek.

Alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállás. Két szempontot kell figyelembe vennünk. Először a fa azon képességét kell kihasználnunk, mely ellenállóvá teszi a téli hónapok hidegével szemben, másodszor arra kell törekednünk, hogy a fák a korai és késői fagykároknak is ellenálljanak.

Más környezeti tényezőkkel szembeni ellenállás. Hazánknak, illetőleg Alföldünknek is fontos problémája a szárazságtűrő fafajták alkalmazása.

Más a tenyésztést befolyásoló tényezőknél a talajvíz, a talajsók koncentrációja, a szél és a hó mechanikai tevékenysége stb., melyek leküzdése tekintetében feltétlenül nagy szerepet játszik az erdészeti nemesítés.

Az ellenállás gombákkal szemben. Az erdei fák igen érzékenyek a gombás megbetegedésekkel szemben és sokszor a gombák pusztítása annyira virulens, különösen fiatalkorú fáknál, hogy a tenyésztést lehetetlenné teszi. Az aktív védekezés ellenük igen költséges és legtöbbször nem is eredményes, éppen ezért preventíven kell védekezni ellenálló fafajták ültetésével. Elsősorban keresnünk kell azon fajtákat, melyek fiatalkori fejlődése erőteljes. Ezzel azt érhetjük el, hogy már a gombák megjelenése előtt megerősödve ellenállnak a fertőzésnek. A valódi ellenálló képesség alapja a különleges biokémiai tulajdonságok birtoklása, támadása aktívan győzhető le.

Szelekció. A szelekció módszerei az erdészeti nemesítésben lényegében ugyanazok, mint a kertészetben és a lágyszárú növények nemesítésében, kivéve a kiértékeléshez szükséges hosszú időtartamot és azon körülményt, hogy a szelektálásra begyűjtött anyagnak nagy mennyiségűnek kell lennie. A munkában első lépés a gyűjtött anyag kiválogatása úgy a mag, mint a nemesíteni szándékolt anyagok esetében. A kiválogatott anyagból keletkezett utódokat a szelekció minden fokozatában meg kell vizsgálnunk annak felderítése érdekében, hogy meggyőződjünk azok tényleges alkalmasságáról.

A szelekciónak legegyszerűbb és legkevésbé pontos módszere a tömegszelekció. Nagy területeken összegyűjtjük a legjobb genotípusokat és azokat több nemzedéken keresztül figyeljük és kiértékeljük. Ily módon az értéktelen anyagokat folyamatosan kihagyjuk. Hibája az eljárásnak, hogy a szülők egyik oldalról sem ellenőrizhetők, tehát az állomány genetikailag heterogén marad.

A szelekció egy kifejlettebb formája az a fakiválogatás. Az anyafákat utódbírálattal válasszuk ki. Szabad beporzás után minden egyes fa magvát összegyűjtjük, és külön-külön elültetjük. Ezt ismételjük egymást követő nemzedékeken keresztül, a szabad beporzásnak lehetőséget nyújtva, ami által azonban csak az anyaszülők ellenőrizhetők.

Végül a szelekció harmadik formája az egyes kiválasztás. A kiválasztott alanyt vagy önbeporzással, vagy ugyancsak kiválasztott porzószülővel termékenyítik meg- Így ismerjük mindkét szülőt, azok tulajdonságait és ellenőrizhetjük a megtermékenyítést is.

Ellenállás rovarokkal szemben. A rovarkárosítások ellen is legjobb a preventív védekezés, vagyis a nevelés, mert az erdei fáknál a rovarkárosítások legtöbb esetben másodlagos következmények. A gyümölcstermesztésben a védekezés egyszerű, mert permetezéssel, vagyis belterjes gazdálkodással le lehet küzdeni a rovarok károsító tevékenységét. Az erdei fáknál viszont a nagy területen való, sokszor országosan elterjedő károsításokkal szemben a védekezési mód ma még nem tökéletes. A preventív védekezés módja egyrészt a helyes erdőművelési szabályok betartása, másrészt a nemesítési tudomány teljes felhasználása

Ellenállás vírusokkal szemben. Az erdőgazdálkodásban a vírusos betegségek felismerése még egész kezdetleges állapotban van.

A nemesítésnek igen lényeges feltétele a kísérleti módszerek ismerete is. Hogy a módszereket alkalmazni tudjuk, mindenesetre tisztában kell lenni a nemesítésre alkalmas anyag gyakorlati alkalmazhatóságával, vagyis meg kell határozni az alanyból előállítható új formákat, új változatokat. Kutatnunk kell pl. a fajon belüli növekedési esély különböző mértékét, az elágazásra, lombosodásra való hajlamosságot, a különböző virágzási időt, fagyállóságot stb.

Utóbírálatot kell végeznünk minden egyes konkrét esetre, melynek alapján megállapíthatjuk a genotikus és a környezet kölcsönös hatásának jelentőségét, az előnyös tulajdonságok létrehozásával. Lényeges követelmény, hogy csakis olyan szülők alkalmasak nemesítési anyagul, melyek nagy számban adnak kiváló utódokat.

Nemesített szaporítóanyag alkalmazása

Egy nehezen kivédhető aggály a mesterséges szelekcióval kapcsolatban az, hogy a genetikai változatosság átalakításával és csökkentésével az ökoszisztéma ellenálló képessége csökken valamilyen jövőbeni, egyelőre előre nem látható biotikus vagy abiotikus tényezővel szemben. A modellvizsgálatok (Namkoong in: Mátyás Cs., 1999) azt mutatják, hogy ha az érzékeny genotípusok aránya a természetes mortalitás mértékét meghaladja, akkor az állomány ellenálló képessége csökkenni fog. Amennyiben az érzékeny genotípusok aránya eleve csekély, a genotípusok számának növelése lényegében nem növeli a stabilitást.

Kockázatnövelő tényezőként jelenik meg az a körülmény, hogy a szülők száma pl. egy magtermesztő ültetvényben jóval kisebb, mint egy szelektálatlan erdőállományban. Ennek hatását azonban az első generációban mindenképpen kompenzálja a szélesebb szelekciós bázis.

Az egyetlen klónból álló (monoklón) ültetvények e tekintetben szélsőséges esetet képviselnek. Szelekció révén pl. eredményesen csökkenthető a rezisztencia betegségekkel szemben, így pl. nemes nyárak kéregfekély- és levélrozsda-ellenállóképessége javítható. Azonban a biotikus károsítók elleni szelekció egyfajta „mesterséges koevolúciót” igényel. A patogén gyors alkalmazkodóképessége révén a nemesített fajta rezisztenciája egy idő után elvész, a fajta leromlik („elöregedik”), és más genotípusokkal kell helyettesíteni.

Az ökológiai stabilitás, alkalmazkodóképesség és diverzitás összefüggése azonban korántsem olyan egyértelmű, mint azt általában feltételezik. A kapcsolat nem lineáris, mert egyébként a magas diverzitású rendszereknek kellene a legstabilabbnak lenniük. Több gyakorlati tapasztalat ennek látszólag ellentmond faj- és gén szinten is.

·         A gének szintjén nem bizonyítható, hogy a szelekció természetes hatóerői (szaporodás, mutáció, migráció, sodródás és fitnesz-növelő természetes szelekció) egy irányba hatnak és valóban optimális állapotot hoznak létre.

·         A fajdiverzitás tekintetében kimutatható, hogy a magas diverzitás önmagában nem garantálja a stabilitást. Jó példa erre a trópusi esőerdők bolygatással szembeni érzékenysége, holott diverzitásuk közismerten nagyságrendekkel magasabb, mint a mérsékelt övi erdei ökoszisztémáké.

·         Ökoszisztéma-szinten a stabilitás maximálása azt jelentené, hogy a természetes szabályozó mechanizmusok révén mindazok a fajok kiszorulnak a fajközösségből, amelyek az ökoszisztéma állóképességét és alkalmazkodóképességét csökkentik, és ugyanakkor lehetőség teremtődik mindazon fajok belépésére, amelyek jelenléte, ill. kölcsönhatása révén a rendszer stabilitását növelheti. Ez a természetben nem mindig valósul meg.

A nemesítés céljai

1.) új fajták kialakítása a fajtaválaszték bővítése céljából

Fontos a nagy fatömeg-produkció, a kedvező alaki és műszaki tulajdonság, a betegségekkel, károsítókkal szembeni ellenálló-képesség, a gyors növekedés és a gyors, gazdaságos elszaporíthatóság

2.) fajtafenntartás

A fajtafenntartók feladata, hogy a minősített fajtákat genetikailag változatlan formában megőrizzék, s biztosítsák a szaporíthatóságot. Erre szolgálnak a törzsültetvények, klónarchívumok, melyek kialakítása, fejlesztése, szakirányítása szintén a nemesítők feladata.

3.) génmegőrzés

Őshonos fafajaink természetszerű populációi rendkívül nagy genetikai és ökológiai változékonysággal rendelkeznek, fontos feladat ez esetben a genetikai diverzitás fenntartása, a génkészlet megőrzése. Változó környezeti feltételek mellett az alkalmazkodás csak akkor lehet eredményes, ha kellően változatos genotípusok kínálatára támaszkodhat. Emellett a diverzitás bizonyos mértékű biztosítékot jelent a patogének, rovar- és más fogyasztó szervezetek túlszaporodásával és mértéktelen károsításával szemben.

4.) hazai génkészlet gazdagítása

A szelekciós nemesítés során elkerülhetetlen a génkészlet elszegényedése, mely egyes fafajok esetében a stabilitás csökkenéséhez vezethet. Éppen ezért tudatosan kell törekedni a génkészlet gazdagítására, új klónok, származások behozatalára. A génkészlet bővítése szempontjából nagy jelentőségűek a származási kísérletek.

5.) szaporítási módszerek fejlesztése

Az állami minősítés csak addig érvényes egy-egy fajtára, amíg jelen van a köztermesztésben, tehát tömeges szaporítása gazdaságosan megoldható. A nemesítőnek érdeke és fontos feladata a szaporítási módszerek továbbfejlesztése. A változékonyság megőrzése, a gazdaságosság, a várható genetikai nyereség döntő hatással vannak a módszer megválasztására és a nemesítőnek meg kell találni a generatív és vegetatív szaporítás helyes arányát.

6.) genetikai ismeretek bővítése, alkalmazása a nemesítésben

Többnyire alapkutatás jellegű vizsgálatok, s csak hosszabb idő elteltével juthatunk olyan ismeretanyaghoz, melyeket a nemesítésben is alkalmazhatunk. Kiemelendők ezek közül a populációgenetikai vizsgálatok, melyek évek óta folynak őshonos fafajaink esetében. Ez a módszer alkalmas arra, hogy segítségével elemezzük az egyes populációk bonyolult örökléstani viszonyait. Különösen a gazdasági szempontból értékes tulajdonságok elemzése fontos.

Az eddigiek alapján az erdészeti génmegőrzés hosszabb távú stratégiai feladatai:

– A génmegőrzés által érintett fafajok körének meghatározása a jelenlegi helyzet feltárása alapján;

– a fafajok botanikai-genetikai jellegzetességei alapján a megfelelő fenntartási eljárások, módszerek kiválasztása;

– a génmegőrzés céljainak megvalósításához szükséges feltételek tisztázása, anyagi és intézményes háttér megszervezése;

– a védelemre, megőrzésre kijelölt növényanyag azonosítása, regisztrálása, adatbank létrehozása;

– kutatási és fejlesztési feladatok meghatározása;

– nemzetközi együttműködési lehetőségek feltárása, a hazai és nemzetközi tevékenység koordinálása;

– a génmegőrzés koncepciójának beépítése a szakmai (erdészeti és természetvédelmi) tevékenységbe, a jogi keretfeltételek fejlesztése;

– a szakmai és társadalmi környezet megfelelő tájékoztatása

Felhasznált irodalom

Mátyás Cs.,2002, Erdészeti-természetvédelmi genetika, Mezőgazda Kiadó, Budapest

Mátyás Cs., 1996, Erdészeti ökológia, Mezőgazda Kiadó, Budapest

Szodfridt I., 1993, Erdészeti termőhely ismerettan, Mezőgazda Kiadó, Budapest

Varga F., 2001, Erdővédelemtan, Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest

Dudits D., 2003, A génkutatás-genomika szerepvállalása a növények nemesítésében, Magyar Tudomány 10-es száma

Nemky E., 1965., A magyarországi erdészeti nemesítés helyzete, Az erdő 14. évf.

Roller K., 1950,  Erdei fák nemesítése, Erdészeti lapok

Szepesi A., 1988, Az erdei fák nemesítése, Erdészeti lapok

Ujvárniné Dr. Jármay É., 1988., A nemesítési kutatásokról, Erdészeti Lapok

http://ngt-erdeszet.efe.hu/hatter/genmegorzesrol.htm

http://mek.niif.hu/02100/02185/html/1063.html#1068

MEGOSZTÁS

Ha tetszett a cikk, akkor nyugodtan oszd meg ismerőseiddel, valószínű ők is örülni fognak neki.

HOZZÁSZÓLÁS

Ha nem hagy nyugodni az, amit a cikkben olvastál, akkor nyugodtan írd meg kérdésed vagy észrevételed kommentbe. Így szerzőnk könnyen tud neked válaszolni.

Vélemény, hozzászólás?