Az egyre súlyosabb károkat okozó klímaváltozás és a Föld népességének robbanásszerű növekedése mind a hazai, mind a nemzetközi élelmiszerbiztonságot veszélyeztetik. Annak érdekében, hogy a kedvezőtlen éghajlati viszonyok között megfelelő mennyiségű búzatermést állítsunk elő, fontos ismerni az új környezeti változások hatását a búza termékenységére és az azt kialakító meiótikus sejtosztódásra.
Az alacsony növekedésű (féltörpe) búzafajták megjelenése és elterjesztése az 1950-es évektől kezdve óriási termésnövekedést eredményezett világszerte, elindítva a „zöld forradalom“-ként ismert mezőgazdasági fejlődést.
Az innovatív mezőgazdasági megoldások eredményeként több mint egymilliárd ember menekült meg az éhezéstől. Az új, féltörpe növekedésű búzafajták rendkívül kedvezően reagáltak a műtrágyázásra, hiszen a tápanyagokat a szár hosszabbítása helyett a termés növelésére fordították, így a tápanyag nagyobb része összpontosult a búzaszembe.
További előny, hogy a féltörpe búzák nagyobb és nehezebb kalászai ellenére az alacsony szár védettséget biztosít a megdőlés ellen. A ma Magyarországon köztermesztésben levő búzafajták mindegyike hordoz valamilyen törpeség jelleget, amelyről ma már tudjuk, hogy genetikailag meghatározott.
A törpeség okai és a magas hőmérséklet hatása
A féltörpe búzafajták rövid szárnövekedése genetikailag meghatározott tulajdonság, különböző törpeség gének (rövidítés: Rht gének, Reduced height genes) mutáns változatainak köszönhető, amelyek több eltérő mechanizmus útján alakíthatják ki a törpeséget.
A törpeséget okozó mutáns Rht gének egy része, ún. gibberellin érzéketlen törpeséget okoz, amelynek hátterében az áll, hogy a gibberellin (GA) növekedésserkentő hormon nem képes kifejteni hatását. Ezen fajták üvegházi kísérleteiben megfigyelték, hogy bizonyos körülmények között termékenységük jelentősen csökken, ami komoly terméskieséshez vezetett.
A termékenységcsökkenés az üvegházban tavasszal kialakuló magasabb hőmérsékletek megjelenése után jelentkezett. Feltételezték, hogy a gibberellin-érzéketlenséget okozó genetikai háttér hőmérséklet-érzékenységet okozhat, különösen a növények generatív fejlődésének korai szakaszában (tavasszal). Bár mind az európai, mind a nemzetközi búzafajták túlnyomó többsége hordoz mutáns Rht géneket, a hőstressz által előidézett terméketlenség mértéke és annak okai máig ismeretlenek.
A következő évtizedekben a tavaszi hőmérsékletek várhatóan jelentősen megemelkednek és 2050-re meghaladhatják a napi 30 ºC-os maximumot. A természetben tavasszal alakulnak ki a búza ivarsejtjei, amelyet a virágzás, a megtermékenyülés, a szemtelítődés majd az érés követ.
Annak érdekében, hogy a kedvezőtlen éghajlati viszonyok között megfelelő mennyiségű termést állítsunk elő, fontos feltárni az új környezeti változások hatását az ivarsejteket (petesejt, pollen) kialakító meiótikus sejtosztódásra.
A búza ivarsejteket kialakító, számfelező (meiótikus) sejtosztódás
A meiózis alapvető biológiai folyamat, amely a haploid ivarsejteket alakítja ki. Az apai és anyai eredetű kromoszómapárok (homológok) szabályos továbbörökítésének előfeltétele, hogy:
- a homológ kromoszómák (apai és anyai) a meiózis korai szakaszában (profázis) felismerjék egymást;
- egy cipzárszerű fehérjeszerkezet (a szinaptonémás komplex) segítségével teljes hosszukban összekapcsolódjanak (szinapszis);
- egyes részeiket kicseréljék egymással (rekombináció).
Ezen folyamatok sikertelensége kromoszómakieséshez, az ivarsejtek funkcióvesztéséhez és végül terméketlenséghez és terméskieséshez vezet.
Dr. Sepsi Adél, Mihók Edit, Makai Diána, Lenykó-Thegze Andrea, Dr. Cseh András
ATK Mezőgazdasági Intézet, Martonvásár
A cikk teljes terjedelmében az Agrofórum újság 2020. novemberi számában olvasható.
