136876

Interjú Balázs Ervinnel, az MTA ATK főigazgatójával

Huszonötmillió embert is elláthatnánk élelemmel – interjú Balázs Ervinnel, az MTA ATK új főigazgatójával
 

Mi a kockázata, ha a klímaváltozásnak ellenálló növényeket nemesítünk, hogyan csírázik a mag, és termelhetünk-e bioüzemanyagot algákkal? Ilyen alapkutatási kérdésekre keresik a választ az MTA Agrártudományi Kutatóközpontjában Martonvásáron. Balázs Ervin akadémikus arról is beszélt, mennyire használja ki a magyar mezőgazdaság a kiváló termőföld adta lehetőségeket.

 Az MTA Agrártudományi Kutatóközpontban egyaránt foglalkoznak alap- és alkalmazott kutatással, valamint fejlesztéseket is végeznek. Miért fontos az alapkutatás a mezőgazdaság számára?

Az alapkutatás lényegében arra a típusú kérdésre keresi a választ, hogy mi miért van. Ez a kérdés lehet látszólag nagyon egyszerű is. Hogy egy példát mondjak: miért piros az alma? Meghatározzuk a színanyag összetételét, és utána elkezdünk gondolkozni azon, hogyan lehet a színét nemesítéssel befolyásolni. Ha pedig a héj színének megváltoztatására valóban van piaci igény, akkor elindul a fejlesztő kutatás. Mondok egy másik példát: azt szeretném, hogy amikor fölszelem, ne barnuljon meg az alma, mert máskülönben a gyerekek nem eszik meg. Ez a kívánság például az Egyesült Államokban már teljesíthető a legkorszerűbb géntechnológiai módszerekkel is. Ez esetben olyan feladatot oldott meg az agrártudomány, amelynek előbb volt egy alapkutatási, majd egy technológiai fázisa, és aztán következik a termelés.

Dr. Balázs Ervin 1995-ben lett az MTA levelező, majd 2001-től rendes tagja
Dr. Balázs Ervin 1995-ben lett az MTA levelező, majd 2001-től rendes tagja


Pungor Ernő professzor, a hajdani Országos Műszaki Fejlesztési Bizottság rendszerváltás utáni elnöke, tárca nélküli miniszter azt mondta, hogy ha a költségarányokat nézzük, az alapkutatás egy forint, a fejlesztő kutatás tíz forint, viszont amikor már a termékfejlesztés is lezárult, további tőkebevonásra van szükség, mert a termelés már száz forint. Viszont ha megnézzük az egyes szakaszok hozamát, akkor a profit a termelésben csapódik le, nem az alapkutatásban. Ez az állítás szerintem ma is érvényes, és megmagyarázza, miért nem érezzük, hogy a fejlesztő kutatásnak, pláne az alapkutatásnak mi a profitértéke.

A megfigyelés és a tapasztalati tények módszeres rendszerezése elengedhetetlen, amíg eljutunk a kultúrnövényig, és ez nagyon hosszú folyamat. A növények tele vannak méreg- és allergén anyagokkal. Svédországban például be kellett tiltani egy bizonyos fajta burgonya termesztését, mert a hideg éghajlat miatt nemcsak a termésében, hanem a gumójában is termelődött az emberre végzetes szolanin. Ugyanez a fajta Magyarországon termesztve ártalmatlan. A vadburgonyának persze a gumója is mérgező, amit a perui indiánok úgy oldottak meg, hogy a gumókat hálóba fogva a folyóban áztatták, hogy kimossa belőlük a vízoldékony méreganyagot, majd a napon biofilizálva megszárították. A nemesítés során lényegében olyan növényeket állítunk elő, amelyek kedvezőek a számunkra, ám ezzel nemcsak magunknak, hanem a rovaroknak is hasznot hajtunk - például a levéltetveknek a magasabb cukortartalommal. Gyakorlatilag egy „terülj, terülj, asztalkám!”-ot hozunk létre a földeken. A nemesítés állandó küzdelem. Előállítunk egy fajtát, amely ellenáll egy bizonyos növénybetegségnek, de a kórokozó előbb-utóbb alkalmazkodik, és áttöri a növény ellenálló képességét.

A fitotron a MTA ATK martonvásári épületében. Az ötven növénynevelő klímakamrában egyenként lehet szabályozni azokat a főbb környezeti tényezőket, amelyek befolyásolják a növények fejlődését. Ilyen a léghőmérséklet, a páratartalom, a szén-dioxid-koncentráció, a megvilágítás hossza és intenzitása
A fitotron a MTA ATK martonvásári épületében. Az ötven növénynevelő klímakamrában egyenként lehet szabályozni azokat a főbb környezeti tényezőket, amelyek befolyásolják a növények fejlődését. Ilyen a léghőmérséklet, a páratartalom, a szén-dioxid-koncentráció, a megvilágítás hossza és intenzitása

 

Az ön értékelése szerint melyik a legérdekesebb a jelenleg a kutatóközpontban zajló vizsgálatok közül?

Nagyon lényeges megértenünk a mag csírázásának mechanizmusát, ez jelenleg nagyon forró, intenzíven kutatott téma nálunk is. Miért? Elvetjük, elültetjük a magot, majd hol kiszárad a föld, hol túl sok a víz, mégis kicsírázik és fejlődni kezd a növény. Hogyan lehet ezt a folyamatot úgy segíteni, hogy a búzának, kukoricának biztosítsunk helyzeti előnyt a gyomnövényekkel szemben? Vannak olyan nemrég fölfedezett jelmolekulák, amelyek serkentik a csírázást. Ha egy ilyen anyaggal lepermetezzük a kukoricatáblát még azelőtt, hogy a kultúrnövényt elvetnénk, akkor a gyomok elkezdenek kissé gyorsabban nőni. Ekkor ezeket egy úgynevezett totális gyomirtóval kipusztítjuk, vagyis megoldottuk a vetés előtti gyomszabályozást, jöhet a kultúrnövény. Mindehhez meg kell érteni, hogyan indul be a csírázás, hiszen egy szikkadt maggal indulunk, amely először fölveszi a vizet, majd megindul a gyököcske, a hajtás. Hogyan lehet a folyamatot kontrollálni? Melyek a vízfelvételt befolyásoló gének, és hogyan lehet szabályozni őket, hogy a kezdeti időszakban megerősítsük a növényt, amikor mindenféle, biotikus vagy abiotikus stressznek ki van téve? Jelenleg e kérdések megválaszolásán dolgozunk. Munkatársaim olyan géneket azonosítanak, amelyek kulcsszerepet játszanak a csírázás mechanizmusában.

A készülékekben a tervek szerint LED-fényforrásokra cserélik a világítótesteket, mert az előbbiek esetében szélesebb skálán szabályozható a fény hullámhossza
A fitotronkészülékekben a tervek szerint LED-fényforrásokra cserélik a világítótesteket, mert az előbbiek esetében szélesebb skálán szabályozható a fény hullámhossza

 

Pontosan hogyan zajlik ez a vizsgálat?

A mai molekuláris biológia egyik speciális technikájával, a microarray módszerrel meg tudjuk mutatni, hogy melyik gén aktív, és melyik nem, miközben a növény csírázik. Ez nem egyszerű játék, ha szabad ezt mondanom, mert több száz, esetleg ezer génről van szó. Egy másik hasonló kutatás keretében algákat vizsgálunk a Nyugat-Magyarországi Egyetem mosonmagyaróvári Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Karával együttműködésben a TÁMOP program támogatásával. Az alga azért érdekes, mert tudjuk, hogy amennyiben elvesszük a táptalajból a nitrogénforrást, in vitro kultúrában tenyésztve, elkezd tartalék tápanyagokat, olajakat és zsírsavakat termelni. Azt akarjuk meghatározni, hogy a nitrogénelvonás periódusában, miután az alga másodlagos anyagcseretermékeket kezd szintetizálni, mely gének kapcsolnak ki és be. Ugyanis ezzel fokozott olajtermelésre lehet átállítani az algapopulációt, illetve azt is el lehetne érni, hogy zsírsav és olaj helyett az alga keményítőt állítson elő. Ez utóbbi is tipikus alapkutatási folyamat, amelynek az eredményét majd a bioüzemanyagok előállításában lehetne átültetni a gyakorlatba.

Miért van szükség ebben a folyamatban az algára? Bioüzemanyagot például kukoricából vagy akár mezőgazdasági hulladékból is elő lehet állítani.

Ha biodízelben gondolkozunk, az alga felhasználása azért szerencsés, mert így nem vesszük el a termőterületet a növények elől. Ez korántsem triviális szempont, mert a Földnek körülbelül 5 százaléka vonható mezőgazdasági művelés alá, a népesség pedig egyre nő. Az egy főre eső termőterület nagysága ráadásul nem csak a népességrobbanás miatt csökken, Kínában például 2005 és 2012 között, alig hét év leforgása alatt az iparosodás miatt egy magyarországnyi mezőgazdasági terület tűnt el. Magyarországon egy másik világméretű folyamat, az urbanizáció is gondot okoz, hiszen a falvak fokozatosan elnéptelenednek. Mi lesz az élelmiszer-termeléssel? A városlakók nyilvánvalóan nem fognak „egy porta, egy koca‟ alapon disznót tartani. A növekvő népességű városok minőségi élelmiszerrel való ellátása mindenütt probléma.

Hogyan terjed egy vírus a növényben? Ezt vizsgálják a növényi szaporodásbiológiai laboratóriumban egy konfokális mikroszkóp segítségével
Hogyan terjed egy vírus a növényben? Ezt vizsgálják a növényi szaporodásbiológiai laboratóriumban egy konfokális mikroszkóp segítségével

 

Ön hogyan ítéli meg, megfelelő mértékben hasznosulnak az alapkutatási eredmények a magyar mezőgazdaságban?

Az Agrártudományi Kutatóközpont nézete szerint - és ezt az egész kutatói közösség osztja - az egészséges talaj, az egészséges növény, az egészséges állat és az egészséges élelmiszer egységet képez. Ha valamelyik ponton probléma lép fel, az azt akadályozza, hogy egészséges élelmiszer álljon rendelkezésünkre világszerte és itthon, Magyarországon. Magyarország területének 60 százaléka mezőgazdálkodásra kiválóan alkalmas termőtalaj. A jelenleg 9,9 millió fős lakosságot el tudja látni az ország megfelelő minőségű élelmiszerrel, de a potenciálunk ahhoz is elégséges lenne, hogy akár 25 millió embert lássunk el, vagyis még mindig nem használjuk ki a lehetőségeinket. Szinte nem is tudatosítjuk, hogy jó minőségű földjeink révén mekkora kincs áll a rendelkezésünkre. Ha elmegyünk a skandináv országokba, szembesülhetünk vele, hogy mit jelent gazdálkodni a gránitot 3-4 centiméteres vastagságban borító talajon.

Ezzel szemben Magyarországon átlagosan fél-egy méter, sőt esetenként még ennél is mélyebb és rendkívül gazdag a termőtalaj. Ezért nagyon sok a feladatunk, még úgy is, hogy Skandináviához vagy a sivatagos vidékekhez képest Közép-Európában óriási helyzeti előnyben vagyunk. Gondoljunk Izraelre, ahol az öntözésnek köszönhetően kiemelkedően jól teljesít a mezőgazdaság. Izraelben a Világbank adatai szerint összesen 2 milliárd köbméter vizet használnak évente, amelyből 1,16 milliárd köbméter jut mezőgazdasági célra, legfőképpen öntözésre. Ez a teljes kiemelt vízmennyiség 58 százaléka. Magyarországon 5,6 milliárd köbmétert használunk évente, amelyből mindössze 5 százalék, azaz 280 millió köbméter víz jut a mezőgazdaságnak. Még egy gondolat az izraeli mezőgazdaságról: annak a megoldása is komoly alapkutatási eredmény, hogy a növények vízfelhasználása egy rendkívül szegényes környezetben megfelelő szintű legyen. Van mit tanulnunk tőlük.

DNS-RNS elválasztás az alkalmazott genomikai osztály laboratóriumában
DNS-RNS elválasztás az alkalmazott genomikai osztály laboratóriumában

 

A kontinens egészét tekintve, mennyire jellemző Európára, hogy kihasználjuk a mezőgazdasági szempontból kedvező adottságainkat?

Az Európai Unióban szerintem az a nagy probléma, hogy a bürokrácia miatt nem jutnak át az innovációs láncba azok a mezőgazdasági fejlesztő kutatások, amelyek az alapkutatási eredményekből nőttek ki. A következőképpen szoktam jellemezni ezt a helyzetet: ameddig egy amerikai homokóra egy dollárt produkál azalatt, amíg egy homokszem leesik, az európai homokóra egy paragrafust. Az Európai Akadémiák Tudományos Tanácsadó Testületének egyik 2013-as jelentése, A jövő vetése megállapította, hogy ha az európai szemlélet továbbra is ilyen innovációellenes és bürokratikus marad, akkor vesztesek leszünk. Különben Európa mezőgazdasági szempontból nagyon furcsa képződmény. Az EU költségvetésének körülbelül 50 százalékát az agrárium támogatására fordítjuk, miközben az EU-ban forgalmazott mezőgazdasági termékek több mint 60 százalékát nem az EU területén állítják elő. Miért támogatjuk a mezőgazdaságot ilyen mértékben, ha úgyis importálunk? És mire megy a támogatás? A területalapú támogatásból javarészt a földtulajdonosok részesülnek, köztük a brit királyi birtokok, a francia, német stb. bankok, az viszont jóval kevesebbet kap, aki a földet megműveli.

 

Jelenleg az MTA Agrártudományi Kutatóközpont intézményei három fő telephelyen működnek: Martonvásáron, Budapest II. kerületében, illetve Adyliget és Nagykovácsi határában, ugyanakkor már van terv arra, hogy az MTA természet-, illetve bölcsészettudományi kutatóközpontjainak mintájára egy helyszínen folyjanak az agrártudományi kutatások is, méghozzá Martonvásáron. Miért fontos az ilyen típusú központosítás, és milyen új kutatási irányokat eredményezhet?

A gyorsuló idő jellemezte világunkban az alapkutatásnak megfelelő kritikus tömeget kell elérnie ahhoz, hogy globális kitekintésben is fel tudja venni a versenyt. Ha az MTA agrártudománnyal foglalkozó kutatói egymás közelségében munkálkodnak, hatékonyabb lesz a mindennapi kommunikáció. Martonvásáron van szabadföldi terület, és fel lehet építeni egy olyan új épületet, ahol a kutatók méltó körülmények között dolgozhatnak, és amely az Akadémia kiváló alapkutatási központjává válik majd. Ráadásul az a három tudományterület, amellyel kutatóközpontunk foglalkozik, vagyis a növénytudományi alapkutatás és növénynemesítés, a növényvédelem, valamint a talaj-agrokémia szerves egységet képez. Az egységes telephely ahhoz segít hozzá bennünket, hogy multidiszciplináris kutatási programot tudjunk hatékonyan véghezvinni.

A martonvásári kutatóintézet épületeiben a munkatársak eredményeit összefoglaló posztereket állították ki
A martonvásári kutatóintézet épületeiben a munkatársak eredményeit összefoglaló posztereket állították ki

 

Említene egy példát egy ilyen multidiszciplináris kutatásra?

Semmi mást nem mondanék, mint a növénytáplálás témáját. Ez egyrészt talajtani, másrészt növénybiológiai, harmadrészt környezeti kérdés. Az egyes tápanyagok felvételének nyomon követésére a legkorszerűbb technikákat érdemes igénybe venni, ajánlott egy fenotipizáló platform keretében végezni a vizsgálatot. A platform segítségével más típusú elemzéseket, igényes növényvédelmi és -nemesítési programokat lehet végrehajtani. Az ilyen jelentős műszerkomplexum már elvárás a mai mezőgazdasági alapkutatásban. Versenytársaink rendelkeznek vele: ilyen az olmützi Palacky Egyetem, ahol többek között a borsó fenotipizálásával foglalkoznak, Franciaországban, Németországban is ezeket a platformokat használják. Ha versenyképes agrár-alapkutatást szeretnénk Magyarországon, akkor összesen hét műszerpark lenne elengedhetetlenül szükséges a korszerű kutatási infrastruktúra kialakításához. A nagy műszerparkok beszerzését az elmúlt időszakban többek között az is hátráltatta, hogy az MTA Agrártudományi Kutatóintézet intézetei fragmentáltan helyezkednek el.

Konkrétan milyen műszeregyüttesekben gondolkodnak?

A kiemelt fontosságú fenotipizáló platform mellett lenne egy komoly mikroszkóppark, vagyis elektronmikroszkóp, femtolézeres kétfoton mikroszkóp és röntgenmikroszkóp. Lenne egy metabolomikai platform, amellyel a növények különböző élettani folyamatait lehetne nyomon követni, ez folyadék- és gázkromatográfiai, tömegspektroszkópiás berendezések beszerzését igényli. Emellett a számítástechnikai adatfeldolgozó kapacitást, a bioinformatikát is meg kellene erősíteni, továbbá növényvédelmi és talajtani célműszereket is beszereznénk, amelyekkel például a talajok vízháztartását lehet vizsgálni, és az eredmények alapján hatékonyabbá válhat a vízgazdálkodás a földeken. Mindezt pedig egy új épületben helyeznénk el Martonvásáron, ahol a Növényvédelmi, illetve a Talajtani Intézet munkatársai modern laboratóriumokban dolgozhatnak. Sajnos a jelenlegi laboratóriumaink felszereltsége elmaradott, ahogy az egyik kollégám mondja, „sufnituningolásra" kényszerülnek, ami nagyon szomorú, hiszen a gyenge műszerezettséghez képest a tudományos teljesítmény igen magas. Nagy szerencsénk, hogy a Lendület program keretében 2014-ben létrejött az egyedülálló, nagy biztonságú BLS3 laboratórium az Állatorvos-tudományi Intézetben, ahol  Gyuranecz Miklós és munkatársai vírusokat, a legkisebb bakteriális kórokozókat, Mycoplasma-fajokat, és az embereket és állatokat egyaránt fertőző kórokozókat vizsgálják.

Kromoszómaelemzés eredménye a képernyőn: a búza kromoszómáit piros szín jelöli
Kromoszómaelemzés eredménye a képernyőn: a búza kromoszómáit piros szín jelöli

 

Mit mondana az MTA ATK azon kutatóinak, munkatársainak, akik valamilyen oknál fogva szkeptikusak az intézetek egy helyszínre költöztetésével szemben?

Nézze, ennek a beruházásnak csakis akkor van értelme, ha egységesen megvalósítjuk. Szükség van rá, megvan hozzá a szellemi kapacitás, viszont ezt a potenciált akkor tudjuk kihasználni, ha megfelelő műszerpark támogatja. Aki elkötelezett a tudomány iránt, oda fog menni, kutatni, ahol a legjobb laboratóriumok állnak a rendelkezésére. Manapság Martonvásár és Budapest között húsz-harminc perc a menetidő vasúton vagy közúton. Sokan elmennek például New Yorkba egyetemeken, kutatóintézetekben dolgozni, ahol a munkába járás metrón másfél-két óra, de ezt a remek laborfelszereltség kompenzálja. Ha ezek a feltételek ott elfogadhatók, itthon a jobb körülmények miért ne lennének azok? Másfelől jelenleg az a helyzet, hogy ha valaki példának okáért Rákosszentmihályról jár be a Növényvédelmi Intézetbe a II. kerületi Herman Ottó útra, akkor az is minimum másfél órájába kerül.

Ismétlem, Magyarország rendelkezik azokkal az adottságokkal, hogy versenyképesen jelenjen meg a nemzetközi agrárpiacon, és ezt a színvonalas kutatás nagyban elő tudja segíteni. Például az idei év nagyon jól alakult a gabona szempontjából, 5 tonna/hektár volt a termésátlag, és a termés minősége is jó. Azonban ahhoz, hogy ezt tartani tudjuk, új nemesítési stratégiák alkalmazására van szükség a legkorszerűbb módszerek felhasználásával. Egy fenotipizáló platform alkalmazásával olyan hatalmas, hasznos adathalmazhoz jutnának a kutatóink, ami jelentősen meggyorsítja és abszolút nyomon követhetővé teszi a nemesítés folyamatát. A másik szempont az, hogy 2015-öt is a szélsőséges időjárás jellemezte, több rekordot döntött a hőmérséklet. Ilyen hőségek ugyan voltak az ötvenes években is, ám a nemesítési stratégiával és magával az agrotechnikával föl kell készülni arra, hogy miként tudunk ilyen extrém körülmények között gazdálkodni.

 

Hogyan lehet a nemesítés eszközeinek segítségével alkalmazkodni a klímaváltozás következményeihez?

A melegedő éghajlat a kórokozók elterjedésében kettős változást hoz: vannak olyan kártevők, amelyek nálunk háttérbe szorulnak, de jönnek helyettük újak. A gabonafélék esetében az elmúlt időszakban a sárgarozsda jelent meg itthon, tönkretéve néhány kiváló nemesítésű búzánkat, gyakorlatilag eltüntette őket a piacról. Az elmúlt évtizedben közel száz új kórokozó jelent meg Magyarország növényvilágában és az Európai Unióban. A schengeni határok övezte Európában növényvédelmi szolgálat csak a külső határokon van, tehát ha a kórokozó egyszer valahol bekerült az Unióba, akkor az egész területén elterjedhet. Ez óriási problémák forrása lehet. Közismert a bukszusokat károsító selyemfényű puszpángmoly esete. Ez a csőrösmolyféle 2005-ben került be Németországba, hazánkban először 2011-ben azonosították. Kémiai védekezés létezik ugyan ellene, azt viszont ugyebár minél kevésbé szeretnénk alkalmazni; és amíg az ismeretlen kártevőt meg nem határozták, senki sem gondolta volna, hogy éppen a puszpángot kell permetezni.

Nehéz feladat továbbá olyan növényeket nemesíteni, amelyek ellenállnak a melegedő klíma miatt gyakoribbá váló szélsőséges időjárási körülményeknek. Lehetséges, hogy sokkal könnyebb a biotikus stresszekre, a kórokozókra, kártevőkre nemesíteni, tehát komoly kihívásról van szó. Például mi történik a frissen előállított szárazságtűrő növényemmel egy olyan évben, amikor történetesen csapadékos az idő? Az abiotikus stresszeknek ellenálló növények esetében nagyobb a környezeti kockázat is, mert az adott növény dominálni fogja a környezetét, kiszorítva a kevésbé ellenálló fajokat.

Sipos Géza