DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

Átírás

1 DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI *(25*,.210(= VESZPRÉMI EGYETEM *$='$6È*78'20È1<,.$5 KESZTHELY Növényvédelmi Intézet +HUEROyJLDLpV1 YpQ\YpG V]HU.pPLDL7DQV]pN Interdiszciplináris Doktori Iskola,VNRODYH]HW Dr. habil. VÁRNAGY LÁSZLÓ MTA doktora TpPDYH]HW Dr. habil. BÉRES IMRE MTA doktora GLIFOZÁT ELLENÁLLÓ TRANSZGÉNIKUS CUKORRÉPA GYOMIRTÁSA Készítette: CZEPÓ MIHÁLY KESZTHELY 2004

2 $NXWDWiVHO ]PpQ\HLFpONLW ]pv A cukorrépa gyomirtása mindig is a legbonyolultabb szakmai feladatok közp WDUWR]RWW (QQHN OHJI EE RNDL D Q YpQ\ pu]pnhq\vpjh D gyomirtó szerekkel szemben, a gyenge kezdeti növekedési erély, azaz a gyomelnyomó képesség hiánya, és végezetül az alkalmazható gyomirtó szerek mérsékelt hatékonysága. Az elmúlt években a nehezen irtható gyomnövények felszaporodása tovább bonyolította a szakemberek helyzetét. A rendelkezésre álló gyomirtó szerekkel a legtöbb esetben nem ROGKDWy PHJ D J\RPPHQWHVtWpV H]pUW UHQGV]HULQW NLHJpV]tW PHFKDQLNDL gyomirtásra is szükség van. /pq\hjhvhq HJ\V]HU bbé tehetné a cukorrépa gyomirtását a géntechnológiával módosított, a jól ismert glifozáttal hatóanyaggal szemben ellenálló cukorrépa bevezetése. A glifozát csaknem az összes fontos szántóföldi gyomnövény ellen hatékony, így önmagában alkalmazva is kielégíw KDWiVW DG $] HJ\V]HU VpJ KDWpNRQ\ViJ PHOOHWW IRQWRV D N UQ\H]HWNtPpOHW pv D] alacsony toxicitás, amely a glifozátot jellemzi. $ JHQHWLNDLODJ PyGRVtWRWW Q YpQ\HN U YLG LG DODWW UHQGNtY O QpSV]HU YpYiOWDND]pV]DN-DPHULNDLWHUPHO NN UpEHQPtJ(XUySiban a gyakorlati bevezetés eddig csak kis területen történt meg az HOOHQNDPSiQ\QDN SROLWLNDL JD]GDViJL RNRNQDN N V] QKHW HQ $]RQEDQ a technológia alkalmazása nem akadályozható meg, legfeljebb NpVOHOWHWKHW H]pUWLQGRNROWDV]pOHVN U YL]VJiODWD 1

3 Az értekezésnek több célja van: A transzgénikus cukorrépa gyomirtási technológiájának kidolgozása hazai körülmények között. A genetikailag módosított cukorrépa, és a hozzá kapcsolódó J\RPLUWiVL UHQGV]HU Q\~MWRWWD WHFKQROyJLDL HO Q\ N OHtUiVD D hagyományos gyomirtási technológiákhoz képest. A glifozát ellenálló képesség szintjének a meghatározása. Annak megállapítása, hogy a glifozát ellenálló, transzgénikus cukorrépa egyéb tulajdonságai megegyeznek-e a módosításhoz felhasznált közönséges cukorrépa paramétereivel. Az ún. lényegi D]RQRVViJ IRQWRV HOHPH D N O QE ] NRFNi]DWL HOHP]pVHNQHN amelyek elengedhetetlenek az engedélyeztetéshez. Kísérleti rész A szabadföldi vizsgálatok beállításának jogi alapjait az évi XXVII. géntechnológiáról szóló törvény teremtette meg. A kísérletek EHiOOtWiViQDN N U OPpQ\HLW H]W D N YHW HQ D W UYpQ\ pv D KR]]iNDSFVROyGy YpJUHKDMWiVL UHQGHOHWHNQHN PHJIHOHO HQ D *pqwhfkqroyjldl +DWyViJ ) OGP YHOpV J\L pv 9LGpNIHMOHV]WpVL Minisztérium) határozta meg, figyelembe véve a Géntechnológia (OMiUiVRNDW 9pOHPpQ\H] %L]RWWViJ MDYDVODWDLW $ KDJ\RPiQ\RV WHUPpQ\HNNHO W UWpQ QHP NtYiQW NHYHUHGpV LOOHWYH D WHUPpQ\ 2

4 V]DEiO\WDODQ IHOKDV]QiOiViQDN PHJHO ]pvpuh D *pqwhfkqroyjldl +DWyViJ szigorú feltételeket határozott meg az engedélyekben. A szabadföldi gyomirtási kísérletek az alábbi feltételek mellett kerülhettek beállításra: $WHU OHWIL]LNDL U]pVHYHWpVW OEHWDNDUtWiVLJ méter izolációs távolság rokon fajoktól. - A felmagzó növények eltávolítása $WHU OHWIL]LNDL U]pVHYHWpVW OEHWDNDUtWiVLJ - Legfeljebb 5000 m2 kísérleti terület méter izolációs távolság rokon fajoktól. - A felmagzó növények eltávolítása. - A növényi maradványok teljes megsemmisítése a kísérlet befejezése után. $ JpQWHFQQROyJLDL W UYpQ\ PHJDONRWiVD HO WW 7-ben beállított NtVpUOHWHNHWD]HOV puwpnhopvwn YHW HQPHJNHOOHWWVHPPLVtWHQL Szabadföldi hatékonysági, tolerancia vizsgálatok Három éven keresztül 8 helyszínen kerültek beállításra vizsgálatok 1997-ben, 1999-ben és 2000-ben. A vizsgálatok célja összetett volt: - A glifozátos kezelések gyomirtó hatásának értékelése. - $]HOWpU J\RPIOyUiEDQV] NVpJHVKDWpNRQ\Gy]LV alkalmazásmód megállapítása. 3

5 - A glifozáton alapuló technológia összehasonlítása a hagyományossal. - $WUDQV]JpQLNXVFXNRUUpSDJOLIR]iWW U NpSHVségének kiértékelése. A kezelések 2-LG ]twpvehqw UWpQWHN - 1. kezelés: a répa szik-2-4 leveles korában, 2. kezelés: a répa 8-10 leveles korában kezelés: a répa szik-2-4 leveles korában, 2. kezelés: a répa 4-6 leveles korában, 3. kezelés: a répa 8-10 leveles korában. A kezelések hatását a gyomnövények tömegére és a kultúrnövényre nézve a kezeletlen kontrollhoz viszonyítva becsléssel határoztuk meg, LJ WHUMHG V]i]DOpNRV VNiOD VHJtWVpJpYHO $ NtVpUOHWL HUHGPpQ\HN statisztikai feldolgozása egyténye] VYDULDQFLDanalízissel történt. Tolerancia vizsgálatok A kísérlet célja a különféle ROUNDUP dózis variációk (normál és provokatív) biztonságának vizsgálata volt. A kezelések vizuális értékelésére június 30-án került sor. A betakarítás szeptember 8-án történt. A teljes gyökértömeg be lett takarítva WHUPpVPpUpVFpOMiUDPDMGDEHO OHYHWWPLQWiNEyOPHJKDWiUR]iVUDNHU OW a cukor százalék, az alfa-amino-nitrogén és a Na-, K-tartalom. Növekedési ütem vizsgálatok A vizsgálat célja annak megállapítása volt, hogy a genetikailag módosított cukorrépa növekedési üteme milyen mértékben tér el ugyanannak a fajtának a módosítatlan változatával összehasonlítva, 4

6 N O QE ] J\RPLUWiVL SURJUDPRN DONDOPD]iVD HVHWpQ pv DQQDN felmérése, hogy a növekedés esetleges gátlása mennyire befolyásolja a termésmennyiséget. $ YHJHWiFLyV LG IRO\DPiQ UHQGV]HUHV LG N ] QNpQW OHWW PpUYH D gyökér és levél tömeg. Lényegi azonosság vizsgálat Az engedélyeztetés szempontjából fontos a lényegi azonosság megállapítása ugyanazon cukorrépafajta hagyományos és genetikailag módosított változata között. A kísérlet célja annak a bizonyítása volt, hogy a gyomirtó szer rezisztenciától eltekintve a hagyományos és genetikailag módosított cukorrépa más tulajdonságokban egymással PHJHJ\H] $ NtVpUOHWEHQ D] 15A- MHO 5RXQGXS 5HDG\ FXNRUUpSD YRQDO WHUPpVH pv PLQ VpJL SDUDPpWHUHL NHU OWHN VV]HKDVRQOtWiVUD D módosítatlan vonaléval. A kísérlet értékelésére szeptember 8-án került sor. A teljes J\ NpUW PHJ EH OHWW WDNDUtWYD WHUPpVPpUpV FpOMiUD PDMG D EHO OH YHtt mintákból meghatározásra került a cukor százalék, az alfa-aminonitrogén és a Na-, K-tartalom. Eredmények, következtetések Szabadföldi hatékonysági, tolerancia vizsgálatok 1997-ben a ROUNDUP minden dózisvariációban teljes pusztulással MiUy NLW Q KDtást nyújtott az Amaranthus spp., Stachys annua, Sinapis 5

7 arvensis, Solanum nigrum, Chenopodium album, Sorghum bicolor és a QDSUDIRUJyiUYDNHOpVHOOHQ$LG ]twpvehqnlmxwwdwrww l/ha adagú szer elfogadható hatást nyújtott az Abutilon theophrasti, Ambrosia artemisiifolia, Hibiscus trionum, Chenopodium hybridum, Cirsium arvense és Echinochloa crus-galli ellen. Ezek a gyomok nem pusztultak HOPDUDGpNWDODQXOGHQ YHNHGpV NHU VHQJiWROWPDUDGW$KDWiVFVXSiQ a Convolvulus arvensis ellen nem volt kielégít +DVRQOy HUHGPpQ\W adott a kétszer 2 l/ha adag is. A három alkalommal kijuttatott 2 l/ha dózisú ROUNDUP az Abutilon theophrasti, Ambrosia artemisiifolia, Hibiscus trionum, Chenopodium hybridum, Cirsium arvense és Echinochloa crus-galli ellen is kiváló hatású volt. A 3 3 l/ha, 3 4 l/ha, 2 3 l/ha és a 2 6 l/ha adagú ROUNDUP kezelések minden gyomfaj ellen kiváló hatás adott, a Convolvulus arvensis kivételével ben minden ROUNDUP-RV NH]HOpV NLW Q KDWiVW DGRWW D] Amaranthus retroflexus, Chenopodium album, Hibiscus trionum, Polygonum convolvulus, Datura stramonium, Sinapis arvensis, Stachys annua, Cirsium arvense, Echinochloa crus-galli, Sorghum bicolor, Panicum miliaceumiuydnhopv NXNRULFDpVUL]yPiV Sorghum halepense ellen. A vizsgált kezelések közül a legjobb hatásúnak a háromszori 2 l/ha bizonyult, mivel a kevésbé érzékeny fajok, mint az Abutilon theophrasti, Ambrosia artemisiifolia, Artemisia vulgaris ellen is kiváló hatást nyújtott. A 3 1,5 l/ha és 2 3 l/ha adagú ROUNDUP hatása csak kis mértékben maradt el a legjobbtól. A legkiegyenlítetlenebb hatást a 2 2 l/ha dózisú kezelés adta, de üzemileg az eredmény elfogadható lett volna ben már csak a korábbi két kísérleti évben ígéretesnek bizonyult kezelések kerültek beállításra. A vizsgált kezelések között hatékonyság 6

8 tekintetében nem volt lényeges különbség. Mindegyik dózisvariáció jó- NLYiOy KDWiVW Q\~MWRWW D WHU OHWHQ HO IRUGXOy PDJUyONHO J\RPRN Amaranthus retroflexus, Amaranthus blitoides, Chenopodium album, Abutilon theophrasti, Stachys annua, Echinochloa crus-galli, Sorghum bicolor és a Cirsium arvense ellen. 6]iPRWWHY HOWpUpV FVDN D Convolvulus arvensis elleni hatásban mutatkozott. A helyi gyomflórához igazított hagyományos kezelések összhatása minden vizsgálatban lényegesen elmaradt a ROUNDUP-étól. A ROUNDUP a 3 év alatt fitotoxikus hatást egyik kezelésben, LG ]twpvehq VHP RNR]RWW (J\ KHO\V]tQ NLYpWHOpYHO D VWDQGDUG NH]HOpVHN sem okoztak növénykárosodást. A ROUNDUP az eddiginél lényegesen hatékonyabb gyomirtásra nyújt OHKHW VpJHW PLQG D PDJUyONHO PLQG D] pyho J\RPRN HOOHQ $] J\RPIOyUiQDN PHJIHOHO HQ HJ\ YHJHWiFLyV LG EHQ OHJIHOMHEE l/ha ROUNDUP alkalmazására van szükség, a gyomosodás ütemének függvényében 3 2 l/ha, vagy 2 3 l/ha adagolásban. A vizsgálatok bebizonyították, hogy ROUNDUP alkalmazásával a genetikailag módosított cukorrépában kockázat nélkül elhagyható az alapkezelés. A genetikailag módosított cukorrépán még a 18 l/ha ROUNDUP adag sem okozott fitotoxikus tüneteket. Tolerancia vizsgálatok Fitotoxikus tünetek: A glifozáttal kezelt parcellák egyikében sem volt növénykárosodás. A VWDQGDUG NH]HOpVHN D YHJHWiFLy HOHMpQ JiWROWiN D UpSD IHMO GpVpW GH D 7

9 tüneteket a növény kiheverte. Gyökértermés: A standard kezeléshez képest a glifozáttal kezelt parcellák 1-8 százalékkal magasabb termést adtak, mint a standard-ek, de szignifikáns különbség nem volt közöttük. Cukortermés: A standard kezelés számított cukortermése 10,79 t/ha volt. A melaszban visszamaradttal korrigálva 9,61 t/ha. A glifozátos kezelések mindegyike felülmúlta a standard-eket, 2-7% mértékben, de a különbség nem bizonyult szignifikánsnak. α-amino-nitrogén tartalom: Az összes mért érték 2,35 mmol/100 g répa és 2,70 mmol/100 g répa között volt. Csak a kapált kontroll tért el szignifikáns mértékben a többi NH]HOpVW O $ VWDQGDrd és glifozátos kezelések között nem volt szignifikáns különbség. Nátrium/kálium tartalom: Nem volt szignifikáns különbség a kezelések között. Az eredmények alapján megállapítható, hogy a genetikai módosítás nagyfokú glifozát ellenálló képességet biztosít a cukorrépának. A magyarországi kísérletek alapján szükséges, összesen 6 l/ha dózisnak az WV] U VpWLVW QHWPHQWHVHQHOYLVHOLDPyGRVtWRWWQ YpQ\$Gy]LVMHOHQW V HPHOpVH VHP EHIRO\iVROMD D FXNRUUpSD PHQQ\LVpJL pv PLQ VpJL paramétereit. 8

10 Növekedési ütem vizsgálatok $ JOLIR]iWWDO NH]HOW SDUFHOOiNEDQ VHPPLO\HQ YL]XiOLVDQ pu]pnhokhw elváltozás nem volt. A hagyományos gyomirtási programmal kezelt FXNRUUpSiEDQ D] HOV pv PiVRGLN ioorpiq\nh]hopvw N YHW HQ HQ\KH Q YHNHGpVJiWOiV YROW PHJILJ\HOKHW $ NH]GHWL Iitotoxikus hatásra YLVV]DYH]HWKHW Q YHNHGpVEHOL HOWpUpVHQ W~O D YHJHWiFLy IHQQPDUDGy részében a genetikailag módosított és hagyományos változat növekedési ütemében nem volt lényeges különbség. A standard kezelésben 5%-kal alacsonyabb volt a termés, mint a glifozáttal kezelt területen, azonban ez a különbség nem bizonyult szignifikánsnak. $ ILWRWR[LNXV KDWiV PLDWW HOWpU NH]GHWL Q YHNHGpVL WHP HOOHQpUH D] adott cukorrépaidmwd NpW YiOWR]DWD D]RQRVQDN twpokhw PHJ PLYHO D YHJHWiFLyV LG W~OQ\RPy UpV]pEHQ D IHMO GpVL WHP SiUKX]DPRV YROW illetve a terméseredményben sem volt szignifikáns különbség. Lényegi azonosság vizsgálat Gyökér termés: Statisztikailag igazolható különbségek nem voltak kimutathatók a glifozáttal kezelt és a kapált genetikailag módosított, illetve kapált módosítatlan változat között. A glifozáttal kezelt terület adta a legmagasabb termést, de a különbség nem haladta meg a szignifikanciaszintet. Cukor termés: Statisztikai különbség nem volt kimutatható a kezelések között. 9

11 Az összes érték 17,55 és 17,84% között helyezkedett el. α-amino-nitrogén: Szignifikáns különbség nem volt a kezelések között. A mérések eredménye 2,43 mmol/100 g répa és 2,67 mmol/100 g répa között volt. Nátrium: Statisztikai különbség nem volt kimutatható a kezelések között. Az összes érték 0,61 mmol/100 g répa és 0,68 mmol/100 g répa között helyezkedett el. Kálium: Statisztikai különbség nem volt kimutatható a kezelések között. Az összes érték 5,49 mmol/100 g és 5,6 mmol/100 g répa között volt. A vizsgálat eredménye szerint sem a genetikai módosítás, sem a PyGRVtWRWW FXNRUUpSD JOLIR]iWWDO W UWpQ NH]HOpVH QHP EHIRO\iVROWD D FXNRUUpSD VV]HWpWHOpW H]pUW HOWHNLQWYH D JOLIR]iW HOOHQiOOy NpSHVVpJW O HJ\PyGRVtWRWWIDMWDDNLLQGXOyIDMWiYDOD]RQRVQDNWHNLQWKHW 10

12 Új tudományos eredmények 1. A glifozát hatóanyagra alapozott védekezési technológia hatékonysága felülmúlja a hagyományos több és drágább hatóanyagot tartalmazó gyomszabályozási technológiák hatékonyságát. 2. A glifozát ellenálló cukorrépa gyomirtására használt glifozát hatóanyag önmagában is képes a gyomnövények csaknem teljes fajskálájának, különösen a nehezen irtható és veszélyes gyomnövények eredményes irtására. Kivételt képez a Convolvulus arvensis. 3. $ W EE LG SRQWEDQ pv Gy]LVRV]WiVEDQ YpJUHKDMWRWW WHFKQROyJLD alapnh]hopvqpon OLVPHJYDOyVtWKDWypVH]MHOHQW VN UQ\H]HWYpGHOPL HO QQ\HOMiU 4. A glifozát ellenálló cukorrépa a használatos gifozátdózis ötszörösét is elviseli, emiatt a technológia rendkívül biztonságos a cukorrépára nézve. 5. A glifozát herbicid hatását az LG MiUiVOpQ\HJHVHQQHPEHIRO\iVROMD 6. A genetikai módosítás nem befolyásolta a cukorrépa agronómiai WXODMGRQViJDLW1HPYiOWR]WDNPHJDWHUPpVPLQ tulajdonságai. VpJLpVPHQQ\LVpJL 11

13 Publikációs Lista $]puwhnh]pvwppdn UpE OtUWWXGRPiQ\RVN ]OHPpQ\HNSublikációk, HO DGiVRN Lektorált szakfolyóiratban megjelent: Kovács I Czepó M. (1983): Csatornák és vízügyi területek kémiai J\RPLUWiViQDNOHKHW VpJHL1 YpQ\YpGHOHP-127. Kovács I. Czepó M. (1984): Bab vegyszeres gyomirtása, különös tekintetthodppujh] NpWV]LN J\RPRNUD1 YpQ\YpGHOHP-517. Kovács I. Czepó M. (1988): Adatok az Iva xanthiifolia biológiájához. Növényvédelem, 24: 410. Czepó M. (1991): Kísérletek a lencse (Lens culinaris Medic.) vegyszeres gyomirtására. Növényvédelem, 27: Czepó M. (1994): Hogyan fékezzük meg a veszélyes gyomokat kukoricában. Növényvédelem, 30: Czepó M. (1999): Roundup Ready kukorica új távlatokat nyit. Növényvédelem, 35: Czepó M. (1999): Roundup Ready cukorrépa D OHJHJ\V]HU bb megoldás. Növényvédelem, 35: Béres, I. Borychowski, A. Boyko, N. Czepó, M. Singer, M. (2000): Roundup Ready sugarbeet as a solution to improve sugar beet production in East Europe. Biotechnology 2000., Berlin, Béres I. Czepó M. Bónus K. (2001): Transzgénikus cukorrépa gyomirtásának tapasztalatai. Magyar Gyomkutatás és Technológia, 2. (1): 65. Czepó M. 3DUODJI pv PiV J\RPRN NiUWpWHOpQHN PHJHO ]pvh Növényvédelem, 39:

14 Konferencia összefoglalókban megjelent, konferenciákon elhangzott: Kovács I. Czepó M. Hunyadi K. (1988): Az Iva xanthiifolia NUTT. ásványianyag táplálkozása és fenológiai ciklusai. I. Magyar Ökológus Kongresszus, 102. Czepó M. % Y O OHKHW VpJHN D NXNRULFD DODSNH]HOpV QpON OL gyomirtására. 40. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest, 147. Czepó M. (1995): Cirsium arvense (L.) Scop. elleni védekezés új módon. 41. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest, 126. Czepó M. (1996): Dimethenamid új sokoldalúan alkalmazható gyomirtó szer molekula kukoricában és más kultúrában. 42. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest, 148. Sanders P. Czepó M. (1998): Rovarellenálló transzgén növények és a fogyasztó. 44. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest, 71. Czepó M. (1999): Roundup Ready kukorica új távlatokat nyit meg. 45. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest, ]H NH. Albrecht L. Czepó M. (2000): Kukoricamoly elleni hatásvizsgálat módszerének hazai tapasztalatai transzgénikus kukoricahibrideken. 46. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest, 75. Czepó M. ÒM OHKHW Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest, 135. VpJ D QiG KDWpNRQ\ LUWiViUD V]iQWyQ Tarjányi J. Béres I. Czepó M. Nagy I. (2000): A transzgénikus Roundup Ready kukorica gyomirtásának fejlesztése. IV. Nemzetközi EWRS-HU Tanácskozás, Martonvásár, 12. Milkov, E. Sabau, I. Czepó, M. Molnár, J. Radu, C. Velcev, M. (2001): Agronomic ecological and economical benefits of RR corn in Balkan and Central European Region. Genetic Engineering and Ecology. vol. 2. Moscow. Czepó M. Nickson, T. Fernandez, S. Carson, D.B. Silvanovich, A. Bannon, G.A. Jacobs, E. (2004): A Roundup Ready növények biztonsága. 50. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest,