A 20–25 Celsius-fokos átlaghőmérsékletet kedvelő paradicsom 62 fokon is képes megélni, sőt termést is hozni – kürtölte világgá a Scientific American természettudományos ismeretterjesztő lap minapi cikke. A bravúrra nem valamiféle génterápia révén, hanem mikroszkopikus méretű gombák közreműködésével volt képes a növény – laboratóriumi körülmények között, a seattle-i Amerikai Földtani Kutatóközpontban. Az intézet mikrobiológusának, Rusty Rodrigueznek támadt az az ötlete, hogy a paradicsom földjébe a Yellowstone Nemzeti Park tavaszi forróságában edződött, a növényekkel szoros együttműködésben élő – úgynevezett szimbionta – gombákat juttasson. A gomba származási helye azért is fontos volt, mert szárazsághoz és meleghez kevésbé szokott vendégorganizmussal nem működött a kísérlet. Ráadásul Rodrigueznek sikerült beazonosítania egy, a gombával együtt érkező vírust is, amely önmagában több mint 20 fokkal növelte a beoltott paradicsom hőtűrését.
AP/Khalil Senosi
A mikrobiológus szerint ezek a gombák „továbbutaztathatók” az emberiség 60 százalékának fő táplálékát jelentő, ám a globális felmelegedésre kényes, az átlaghőmérséklet egyfokos emelkedésére 10 százalékos terméscsökkenéssel reagáló rizsre is. Ez utóbbinak pedig kiemelt szerepe lehet a Föld élelmiszerigényének kielégítésében, amely az ENSZ becslése szerint 2050-re a mai duplájára fog nőni. A bonyolult és vitatott génmódosítás helyett – véli Rodriguez – gombák segítségével lehet javítani a gabonák és egyéb haszonnövények adottságait, így termékenységük természetkonform módon növelhető.
Az elképzelés nem csupán tudományos fantáziálás. Léteznek olyan, a növények gyökerébe bejutó úgynevezett endomikorrhiza gombák, amelyek a gyökérzetüknél több százszor nagyobb felületű gombafonalaik segítségével vizet és tápelemeket vesznek fel a növénynek, illetve a stresszenzimek, a hősokkproteinek termelődésének befolyásolásával növelhetik annak hő- és szárazságtűrését – magyarázza a HVG kérdésére a paradicsomnál „látottakat” Posta Katalin, a gödöllői Szent István Egyetem Növényvédelmi Intézetének docense. Az effajta együttműködés nem kevesebb mint 400 millió éves múltra tekint vissza: minden valószínűség szerint a mikorrhiza gombák segítettek annak idején a növények szárazföldi elterjedésében. A szárazföldi növények 90 százalékával kapcsolatot létesítő endomikorrhiza gombák bevetésekor más előnyök is jelentkezhetnek. A gödöllői egyetemen a stresszhatás kivédését segítő mikorrhiza gombával beoltott paprikanövények komoly jégeső után is képesek voltak regenerálódni, és 260 százalékos terméstöbbletet értek el szintén jégesővel „kezelt”, de be nem oltott társaikhoz képest.
Mindezek távolról sem egyedi, véletlenszerű jelenségek. A növényekkel együtt élő mikroorganizmusok számos egyéb módon beavatkoz(hat)nak a növény fejlődésébe, működésébe. Befolyásolhatják a növekedési és más növényi hormonok termelődését, segíthetik a tápanyagfelszívást, részt vehetnek a talaj különböző elemeinek a felvételében vagy szükség esetén éppen a termőtalaj nehézfém-szennyeződése okozta stressz és más kedvezőtlen hatások mérséklésében.
Régóta tudott, hogy nem csak a szimbionta mikorrhiza gombák, de számtalan egyéb gomba, baktérium, vírus működik együtt a növényekkel. 1904-ben Lorenz Hiltner, a Bajor Mezőgazdasági Botanikai Intézet igazgatója figyelte meg először, hogy a gyökerek környékén, a termőföld általa rizoszférának nevezett rétegében a legaktívabb a kapcsolat a növény és a mikrobák között.
A pillangósvirágúak családjába tartozó növények – köztük a bab, a borsó, a szója, a lucerna – például stimuláló hatású gyökérnedveikkel maguk köré gyűjtik a rhizobium baktériumokat. A szemmel is látható gyökérgümőkben élő baktériumok szimbiózisban élnek a gazdanövénnyel, a létfontosságú nitrogén megkötésével segítve azt, a tőle kapott szénhidrátokért cserébe. A mezőgazdaság régóta profitál ebből a kapcsolatból. A vetésforgós művelésben az 1960-as évekig, a szerves trágya mellett, a szántóföldbe visszaforgatott, nitrogénben gazdag pillangósok számítottak az első számú nitrogénforrásnak, ám a fejlett ipari országokban ezt háttérbe szorította a műtrágyázás. A nitrogén műtrágyáknak az energia drágulása, valamint a kínai kereslet nyomán felszökő ára miatt újra felfedezik a növény–mikroba-kapcsolat előnyeit – mondja Ködöböcz László, az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézetének tudományos munkatársa.
A szimbionta mikroorganizmusok mezőgazdasági hasznosításakor egyre nagyobb szerep juthat a mikorrhiza gombáknak, mivel azok – a rhizobium baktériumokkal ellentétben – nem gazdanövény-specifikusak, és nem szükséges évente újraoltani velük. „Háziasításukat” némileg nehezíti, hogy táptalajon nem szaporíthatók, élő gyökérszövet nélkül életképtelenek, ezért érdemi vizsgálatuk csak az 1980-as évek végén vált lehetővé. Az igazi áttöréshez még szükséges a yellowstone-i hoz hasonló, valós élethelyzetekben – például tartós szárazság, szikesedés, szennyeződés által – edződött gombatörzsek felkutatása, vagy ennek a természetben lejátszódó egyébként hosszas evolúciós folyamatnak a laboratóriumi felgyorsítása. Utóbbi azonban egyelőre csak a nehézfémstresszt enyhítő gombáknál sikerült.
Mindazonáltal szinte kizárt, hogy a mikroorganizmusok, mikorrhizaoltások teljes mértékben kiváltsák például a műtrágyát és a növényvédő szereket – mondja Posta Katalin. A növény–mikroba-szimbiózis igen érzékeny, létrejötte erősen függ a környezeti tényezőktől, talajviszonyoktól és a talajban élő más szervezetektől is. A fejlett országokban, a túlzott mértékű vegyszerhasználat miatt a mikroorganizmusok inkább környezetkímélő és költségtakarékos módszert jelenthetnek a növények tápelem-utánpótlásában vagy a napjainkra jellemző egyenlőtlen eloszlású csapadékos és száraz periódusok által okozott stressz kivédésében. A mezőgazdasági alkalmazásuktól a zöldségek és gyümölcsök beltartalmi értékeinek – antioxidánsok, vitaminok, gyümölcscukor-tartalom – növekedését lehet remélni, Magyarországon pedig a szikes, homokos talaj élhetőbbé tételét is. Látványos termésnövekedés azonban legfeljebb Afrikában és más, kevésbé terhelt területeken várható tőlük.
GERI ÁDÁM
