Előfizetés a lapra

A dohány mint modellnövény

A hét kutatója, agrár, agrártudomány, biológia, botanika, interjú, mezőgazdaság, növény

2017/08/25

Barna Balázs hazánk egyik patinás, de többször átszervezett kutatóintézetében dolgozik: az MTA Agrártudományi Kutató­köz­pont (MTA ATK) Növényvédelmi Intézet professzora. Jelenleg a dohány mellett a lúdfűnek és a paprikanövényeknek kórokozókkal való kölcsönhatását vizsgálja.

(BAJOMI BÁLINT FELVÉTELE)

– Az intézet, ahol most ülünk, nevezetes időpontban alakult. Mi ennek a története?

– Magyarországon 1875 és a XIX. század vége között egy igen erős filoxérajárvány söpört végig a szőlőkben, ami nagyon súlyos pusztítást végzett. Ennek a további elkerülésére és a filoxérakutatás fellendítésére hozták létre 1880-ban Budapesten, a mai Herman Ottó úton az Országos Filoxéra Kísérleti Állomást, intézetünk elődjét. Ma már ez az épületcsoport műemléki védettséget élvez – ugyanezen a helyen dolgozunk most is.

 Később az intézet egyesült több növényélettani, biokémiai szervezettel, és 1932-ben alakult meg a Magyar Királyi Növényvédelmi Kutató Intézet. Itt folyt a kutatás egészen 1981-ig, amikor a Magyar Tudományos Akadémia kutatóhálózatába került az intézmény, mint egy olyan intézet, amelyik elsősorban a növényvédelem alapkutatásaival foglalkozik. Növénykórtani, kórélettani, rovartani és gyomirtási kutatások is voltak a profilunkban. Sajnos a gyomirtási és növényvédelmi kémiai kutatások mértéke jelentősen csökkent, ma már nincsenek ilyen osztályaink.

– Ön mikor kapcsolódott be ebbe a munkába? Már rögtön a pályafutása elején szép teljesítményt sikerült elérni a kutatásban.

– Az ELTE biológia–kémia szakán végeztem, a szakdolgozatomat Farkas Gábor akadémikusnál írtam a bab vírusbetegségéről. Egy nuk­le­in­sav­bon­tó, ribonukleáz enzimmel fog­lal­koztam. ­Farkas Gábor volt az, aki mindjárt az egyetem elvégzése után beajánlott engem Király Zoltánhoz ide a Növényvédelmi Kutatóintézetbe – így kerültem az intézménybe. Szerencsés voltam, mert ideérkezésem után mindjárt egy olyan kutatásban vehettem részt, melynek az eredményét rövidesen, 1972-ben a rangos Nature folyóiratban jelentettük meg. A cikk a növények legismertebb védekezési reakciójának, a hiperszenzitív reakciónak (HR) a szerepéről szólt. Ezen folyamat esetében a fertőzés hatására nekrózisok jelennek meg, és maga a kórokozó nem terjed szét a növényben. Különböző gazdanövények és kórokozóik között vizsgáltuk a folyamatot: burgonya-fi­to­ftó­ra, búza–rozsda és búza–lisztharmat kapcsolatokban. Olyan alapvető eredményre jutottunk, ami erősen megkérdőjelezte a HR akkor általánosan hitt szerepét. Utána egyenesen ment előre a szakmai pályám a Növényvédelmi Kutatóintézetben. Először osztályvezető-helyettes voltam, aztán osztályvezető, majd igazgatóhelyettes, aztán az intézet igazgatója, és végül 2013-ban megválasztottak az MTA levelező tagjának.

– Mostanában több kutatási témán is dolgozik, vizsgálódásainak egyik fókuszát a dohány betegségei képezik. Sőt, ez a növényfaj a biológia egyik modellfajává vált a patkány és a Drosophila mellett. Miért fontosak a biológiában a modellorganizmusok?

– A növénykórtannak és a növényi virológiának alapvető modellnövénye a közönséges dohány. A gimnáziumi tankönyvben is szereplő dohány-mozaikvírushoz több tudománytörténeti érdekesség is kötődik: legelőször ezt a vírust írták le a tudomány számára a XIX–XX. század fordulóján, és 1946-ban Wendell M. Stanley kémiai Nobel-díjat kapott a rajta végzett kutatásokért. Úgy tűnik, még most is van mit kutatni a dohány kórokozóival kapcsolatban. A modellfajoknak az az előnyük, hogy könnyen kezelhetők. A kórokozóikat szintén könnyen fenn tudjuk tartani, és fertőzni is könnyen tudunk. Ráadásul a modellfajoknak jól ismert a genetikája. Van olyan, amelyik fogékony a kórokozóra, míg más változatok ellenállóak, rezisztensek. Ma már azt is tudjuk, hogy milyen génekhez köthető a rezisztencia, és mely kórokozó mely rasszával szemben hatékony.

 A dohánymozaikvírus szerkezete nagyjából 150000-szeres nagyításban: 1. RNS-genom, 2. burokfehérje (kapszomer), 3. kapszid

(FORRÁS: THOMAS SPLETTSTOESSER, WIKIPEDIA.ORG)

Tehát ez egy nagyon jól meghatározott, alapvető, nemzetközileg is ismert növény–kórokozó-rendszer. Ha közlök egy cikket egy folyóiratban, és beleírom, hogy pontosan milyen dohánnyal és kórokozóval dolgoztam, akkor azt a kollégák pontosan ismerik az Egyesület Államokban, Németországban vagy Kínában is, és ott pontosan ugyanolyan növényekkel, vírusokkal tudnak ők is dolgozni. Igaz, legújabban már a lúdfű, az Arabidopsis thaliana lett általánosan a növényi molekuláris biológia és így a növényi rezisztenciavizsgálatoknak is a legfontosabb modellje. De a dohány megmaradt fontos növénynek, elsősorban a virológiai kutatások terén. Az egyik legfontosabb és mindenképpen legismertebb vírus kórokozója, a dohány-mozaikvírus, angolul tobacco mosaic virus, TMV, amellyel nagyon jól lehet dolgozni. Van olyan dohánynövényünk, amelyik rezisztens a dohány-mozaikvírussal szemben, és hiper­szen­zitív reakció indul el. De vannak olyan dohánynövények, amelyek fogékonyak a dohány-mozaikvírusra. Azokban szétterjed, szakszóval szisz­temizálódik a vírus, és jellegzetes módon mozaikos tüneteteket ad az egész növény – innen kapta a nevét a kórokozó.

– Az intézet üvegházában paprikanövényeket is láthatunk. Ezeken milyen vizsgálatokat végeznek?

– Legújabban a növények hormonjainak szerepével is foglalkozunk. Aránylag régóta ismert érdekesség, hogy a szalicilsavnak nagyon fontos szerepe van a növényi betegség-ellenállóság kialakításában. Ugyanúgy, mint az aszpirin – az acetil­szali­cil­sav – a humán gyógyászatban, a szalicilsav egy kulcsfontosságú anyag a növényi betegség- és stresszellenállóságban. Az embernél a szalicilsavnak fájdalom- és gyulladáscsillapító hatása van, és nagyon sok mindenre használják. Mint említettem, a növényeknél alapvető szerepe van – emiatt ma már hormonnak tekintik. Az új kutatási irányunk mostanában a növényi hormonok szerepe a betegségekkel szembeni ellenállóságban. Ehhez hozzájárul az, hogy mára ugrásszerűen fejlődtek a molekuláris és analitikai technikák, és már nem egy-egy kiemelt hormon, például az auxin vagy citokinin mennyiségét és annak a változását vizsgáljuk. Az új technikákkal egyszerre 12-16 növényi hormonnak a mennyiségét tudjuk meghatározni. Ez alapvető fontosságú, mert ezek a hormonok egymással is összefüggnek, és rengeteg élettani és biokémiai folyamatot befolyásolnak.

 A budapesti MTA ATK Növényvédelmi Intézet műemlék épülete

(BAJOMI BÁLINT FELVÉTELE)

A legfrissebb eredményeket a paprika vírusfertőzése kapcsán kaptuk. Nemcsak a stresszhormonok, tehát a szalicilsav, az etilén vagy az abszcizinsav mennyisége, hanem számos más hormon szintje is megváltozik a vírusfertőzés hatására. Ezek mintegy hálózatot alkotva megváltoztatják a fogékony, illetve rezisztens növény egész anyagcseréjét, és a fogékonyság vagy a rezisztencia irányába mozdítják el, a kapcsolat jellegétől függően. Az ezen eredményekről beszámoló cikkünk nemrégiben, 2016. decemberében jelent meg a Plant Physiology and Biochemistry (Növényfiziológia és Biokémia) című tudományos lapban.

 BAJOMI BÁLINT

 

2017/13