Marianna2020. november 01., vasárnap
Tudomány

Talajmikrobákkal a bőséges szüretért

2020.10.08.NG
National Geographic Magyarország

A sikeres szőlőtermesztés talán a legfontosabb faktora a talaj minősége a fajta, az éghajlat és a termesztésmód mellett.

Forrás: Getty Images

 

Ezt jól tudja minden szőlőtermelő, de az már korántsem ennyire köztudott, hogy a talajban nemcsak az élettelen tényezők fontosak, hanem legalább ekkora jelentőségük van a talajlakó mikrobáknak, főként a gombáknak, de a baktériumoknak és a vírusoknak is. Geml József és az Eszterházy Károly Egyetemen alapított Lendület-kutatócsoportja pontosan e talajlakó mikroorganizmusok és a szőlő viszonyát tanulmányozza, hogy megérthessük, tevékenységük hogyan befolyásolja a növény jóllétét – és ezen keresztül a bor minőségét. A kutató tudományos eredményeit az mta.hu oldalán megjelent cikk összegzi.

Geml József tudományos karrierje jó részét – két évtizedet – külföldön töltötte. Az egri gimnázium és a Gödöllői Agrártudományi Egyetem elvégzése után a Pennsylvaniai Egyetemen szerzett doktorátust (az elsőt, mert néhány évvel később megvédett egy másodikat is Magyarországon). Később dolgozott Alaszkában, ahol a sarkköri élővilágot tanulmányozta, majd tíz évig volt adjunktus a hollandiai Leideni Egyetemen. Eközben személyes dél-amerikai kapcsolatainak köszönhetően sokat kutatott Dél- és Közép-Amerikában, Délkelet-Ázsiában, valamint Afrika déli országaiban.

A biológus egész pályafutása során a kevéssé ismert gombafajokat tanulmányozta, amihez a legmodernebb DNS-szekvenáló és bioinformatikai módszereket vetette be. Még egy csiperkefajt is elneveztek róla, az Agaricus gemliit. Hazatérésének motivációiról elmondta, hogy amikor évente hazajártak Hollandiából, a gyermekei egyre jobban érezték magukat Magyarországon, és egyre nehezebb volt visszamenni Leidenbe. Így itthoni továbblépési lehetőséget keresett és talált a Lendület-pályázat segítségével: 2019-ben alapíthatta meg az Eszterházy Károly Egyetemen a Környezeti Mikrobiom Kutatócsoportot. Egerben végzett kutatómunkájának fókuszában a szőlőtermelésben szerepet játszó talajlakó mikrobaközösségeket állnak.
„Kutatócsoportunk a talaj és növényi mikrobiom közötti kapcsolatot vizsgálja, illetve hogy ezt a kapcsolatot hogyan befolyásolják a környezeti tényezők – mondta Geml József. – Ilyen tényező lehet az élőhely talajtípusa vagy a mikroklíma is. A csoport egyik fő célkitűzése kifejezetten a mikrobák szőlőtermesztésre gyakorolt hatásának vizsgálata.”
A növények és a talajlakó gombák kapcsolata rendkívül szerteágazó lehet. A gombafajok egy része segíti a növényt, például részt vesz a növények gyökereivel szimbiotikus kapcsolatot alkotó mikorrhizák létrejöttében, viszont rengeteg a gombák között a növényi kórokozó is. A kutatócsoport a szőlőültetvények talajában és a szőlőnövényekben előforduló gombaközösségeket térképezi fel több borvidékre kiterjedően. E gombafajok biológiai sokfélesége minden képzeletet felülmúl. Geml József elmondása szerint egy gramm talajban akár 500-600-féle gombafaj is élhet.
Ráadásul a mezőgazdasági művelés alatt álló területek talaja sokkal szegényesebb gombákban, mint a természetes talajok. Ha az erdőben veszünk talajmintát, annak egy grammjában akár ezernél is több gombafaj élhet. E talajlakó gombák jó része szaprotróf táplálkozású, tehát elhalt szerves anyagok lebontásával foglalkozik. Viszont sok növényi patogén is van közöttük, egyes becslések szerint a 20-30 százalékuk képes betegséget okozni a növényekben.
„A növénytermesztés szempontjából a kórokozók mellett a hasznos gombák jelentősége hasonlóan nagy. Például a mikorrhizás gombák segítik a növényt a víz és a tápanyagok felvételében, és enyhítik a növényekre nehezedő szárazságstresszt azáltal, hogy könnyebbé teszik a gyökerek számára a víz felvételét” – mondta el a kutató
A Környezeti Mikrobiom Kutatócsoport munkája szinte pontosan egy évvel ezelőtt indult. Az első cél az volt, hogy a különböző talajtípusokon termesztett szőlőfajták és a talajmikrobák kapcsolatát feltérképezzék. A borászatban jól ismert jelenség, hogy a dűlő talaja befolyásolja a termelt bor minőségét. E hatás egy része a talaj ásványi összetételének tulajdonítható, más részét a mikroklíma határozza meg. Ugyanakkor a fennmaradó rész az élőhelyen specifikusan előforduló mikrobák tevékenységét tükrözi.

A négyéves pályázati időtartam első évében már két nagy mintavételi forduló lezajlott. Minden esetben a tokaji és az egri borvidéken is több dűlőn gyűjtöttek mintákat, eltérő élőhelyeken, eltérő szőlőfajtákból. Gyűjtöttek mintát tünetmentes (tehát ránézésre egészséges) és a tőkeelhalás tüneteit mutató növényegyedekből is. Mindez azért lesz fontos, mert a közeljövőben meg fogják vizsgálni, hogy az egészséges és a beteg szőlők esetében milyen eltérések tapasztalhatók a mikrobiom-összetételben.
A mintákban talált gombák és egyéb mikroorganizmusok DNS-ét megszekvenálják, és ennek alapján azonosítják a fajokat. Várhatóan sok a tudomány számára eddig még ismeretlen fajt is találnak majd. Eddig nagyjából 120 ezer gombafajt írtak le és neveztek el, de a környezeti DNS-minták sokasága alapján úgy becsülik a kutatók, hogy a földi gombák teljes fajszáma elérheti a 3-5 milliót is. Emellett végeznek talajkémiai vizsgálatokat is, a mikrobiális közösségek és az élettelen környezeti tényezők közötti összefüggések feltárása érdekében.
„Még egy egészséges növényben is élhet többszázféle gomba és baktérium. Ezek jó része segíti a növényt, mások ártalmatlanul együtt élnek vele, a többi azonban betegséget okozhat. A növények, közelebbről a szőlők ellenálló képessége részben a genetikai adottságaiktól függ, bizonyos fajták rezisztensebbek a gombás fertőzésekkel szemben, mint mások. Emellett azonban a növény általános egészségi állapota is alapvetően meghatározza azt, hogy a patogén mikrobák milyen súlyos problémát képesek benne okozni. Azok a növények, amelyek stresszeltek, például szárazság vagy tápanyaghiány sújtja őket, fogékonyabbak a betegségekre” – magyarázta Geml József.
Elsődleges fontosságú tehát felderíteni, hogy mi az alapvető különbség az egészséges és a beteg vagy stresszelt növények mikrobiomja között. Ezért a csoport 2020-ban egy szárazságstresszprojektet is beindított. A kutatócsoport azt is vizsgálni fogja, hogy mely mikroorganizmusok segíthetnek a kórokozók elleni védekezésben. Bár a kutatás e fázisában ezekről a mechanizmusokról még keveset tudnak a kutatók, alapvetően két lehetőség vethető fel. Elképzelhető, hogy a talajban élő, úgymond, barátságos mikrobák közvetlenül a patogének ellen veszik fel a harcot, de az is lehetséges, hogy a növény élettani folyamatait változtatják meg úgy (szinte felvértezik ellene), hogy nagyobb eséllyel állhasson ellen a fertőzésnek.
Geml József szerint valószínűleg mindkét mechanizmus hathat. Már a kutatóprogram első évében is találtak olyan előnyös gombafajokat, amelyek megtámadják a kórokozókat, és ezáltal enyhítik a növényi betegség tüneteit. Az is jól látszik, hogy ha egy mikrobiális közösségben sokféle faj él (nagy a biodiverzitás), akkor a kórokozók nem képesek túlzottan elszaporodni, így komoly betegségeket sem okoznak. Jól látható ez természetes közösségekben, ahol egy-egy fajnak viszonylag kevés élettér jut, és ritkák a járványok.
Részben ezzel magyarázható, hogy a kultúrnövény-ültetvényeket, ahol alacsony a biodiverzitás, általában súlyosabban érintik a fertőzések. Ezért a mezőgazdasági területeken a talaj mikrobiom-biodiverzitását növelő termesztéstechnológia idővel fenntarthatóbb növényvédelemhez vezethet, de ennek gyakorlati megvalósítása érdekében még sok új tudományos ismeretre van szükség.

Hozzászólások

Magyar tudósok eredménye nyit új utakat a gátlóneuronok működésének feltérképezéséhez

Magyar tudósok eredménye nyit új utakat a gátlóneuronok működésének feltérképezéséhez

A kutatás hozzájárulhat a skizofrénia, a depresszió vagy az epilepszia kezeléséhez is.

Újabb meglepetést okozott a Szaturnusz legnagyobb holdja

Újabb meglepetést okozott a Szaturnusz legnagyobb holdja

A Titan nevű hold izgalmas tájai és különleges anyagai miatt régóta foglalkoztatja a szakértőket.

Robothalak segítségével vizsgálták a halrajokat

Robothalak segítségével vizsgálták a halrajokat

Robothalak segítségével vizsgálták a rajban úszó halak

A Naprendszer egyik legérdekesebb aszteroidája

A Naprendszer egyik legérdekesebb aszteroidája

A mintegy 225 kilométer széles 16 Psyche a Mars és a Jupiter közötti fő kisbolygóöv egyik legnagyobb objektuma.

Új pályaadatok születtek az Apophis kisbolygóról

Új pályaadatok születtek az Apophis kisbolygóról

A kisbolygó a jövőben több alkalommal is elhalad a Föld közelében, a kérdés az, hogy ezek mennyire lesznek közeliek.

National Geographic 2020. októberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket