A KUKORICA ROVAR-REZISZTENCIA JAVÍTÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI Marton L. Csaba MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete, Martonvásár

Átírás

1 A KUKORICA ROVAR-REZISZTENCIA JAVÍTÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI Marton L. Csaba MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete, Martonvásár

2 A genetikai haladás mértéke az országos termésátlag növekedés százalékában Szerző 1. Russel W.A. (1974) 2. Győrfy B. (1976) 3. Duvick D. N. (1977) 4. Duvick D.N. (1983) Ország USA Magyarország USA USA %

3 A KUKORICABOGÁR TERJEDÉSE EURÓPÁBAN

4 Kukoricabogár terjedése (Diabrotica virgifera virgifera) Magyarországon ( ) Source: Source: MGSZH Centre

5 Diabrotica v. virgifera lárva (WCR) gyökér kárkép

6 Diabrotica v. virgifera imago (WCR) kártétele kukoricán

7 USA gazdák éves vesztesége kb. 1 milliárd dollar > 36 millió ha a kukorica vetésterülete az USAban Évente átlag ~ 7millió ha terület kezelt talajfertőtlenitővel (2003-ig) Kukoricabogár rezisztens GMO kukorica bevezetése 2003-ban ~12M ha kezelt terület (GMO, talajfertőtlenités, és rovarölőszeres csávázás)

8 Diabrotica Statisztika, H 1,2 millió ha kukorica vetésterület ~ 9 millió tonna termés, értéke 1 milliárd $ 0,24 millió ha kezelt terület Talaj fertőtlenítés Vetőmag csávázás Légi permetezés Egyéb Károsítás mértéke Termés veszteség: 5-10%?? Nincs pontos adat Növényvédelem költsége > 20 millió $

9 Hektáronkénti veszteség USA: M $= M $/36M ha= 30 $/ha Mo.: M $= 100 M $/1,1M ha= 100 $/ha

10 Az integrált védekezés lehetőségei Vetésváltás (vetésforgó rezisztens biotípus) Vegyszeres védekezés - vetőmag csávázás - talajfertőtlenítés - talajműveléssel egybekötött rovarölőszeres kezelés - tojásrakó imágók számának gyérítése Vetőmag (rezisztencia nemesítés)

11 Vetésforgó Rezisztencia 1.Év Imágó elhagyja a kukoricát, Tojást rak a szójában Field A Corn Field B Soybean 2.Év Tojás kikel, a lárva károsítja az 1. éves kukoricát Field A Soybean X X Field B Corn

12 Vetésváltás Előnye: olcsó egyszerűen tervezhető hatékony (jelenleg) Hátránya: szója és lucerna biotipusok gyengébb jövedelmezőségű kultúra

13 D. virgifera Control Iowa (2006) 4,900,000 h. maize in Iowa 4,000,000 h. rotated with soybean D.virgifera not a problem 900,000 h. maize J.J. Tollefson (2007) monoculture (maize after maize) insecticide used on 80 % (720,000 h.)

14 Inszekticid I. Lárva ellen: csávázás (tiametoxam, imidakloprid, etc.) talaj fertőtlenítés (karbofuran, teflutrin, etc.) Imágó ellen: légi (lambda cihalotrin, klorpirifos, etc.) földi (tiakloprid, zeta-cipermetrin, etc.) permetezés

15 Inszekticid II. Előny: Hatásos védelem erős fertőzöttség esetén is Hátrány : drága (a kezelés költsége kb 1 tonna termés) speciális gépigény időjárás és talaj állapot függő kezelés a rovar populációban rezisztencia alakulhat ki

16 Spread Resistance Cyclodiene Spread of of Cyclodiene Cyclodiene Rezisztencia Resistance terjedése Western Western Western Corn Corn Corn Rootworm Rootworm Rootworm X X = First identified in 1959 Source: USDA, 1978

17 Gazdanövény Rezisztencia Mechanizmusai Antibiozis: kedvezőtlen hatások a rovar biológiájára Non-preference (Antixenozis): búvóhely, tojásrakás, táplálkozás Tolerancia: eltűri a károsítást, regenerálódó képesség (R.H. Painter, 1951)

18 Tolerancia növekedés, reprodukálás, sérülés gyógyításának a képessége bizonyos szintig, a fogékony növényhez hasonló rovar populáció méret megtartásával CSAK növényi válasz

19 Toleráns kukorica Hagyományos nemesités toleráns kukorica: megdőlés ellenálló csökkent termés veszteség NEM GMO

20 Rezisztencia értékelési technikák gyökérdőlés gyökér kártétel bonitálás gyökérellenállás gyökér méret regenerálódás termés Bonitálás 2-szer: Junius vége, Szept. közepe

21 Gyökér dőlés értékelése előnyei: fontos a termelőnek fiziológiai veszteség csökkent fotoszintézis betakarítási veszteség szignifikáns korreláció a termésveszteséggel hátránya: függ a környezeti hatásoktól

22 Iowa skála a gyökérkártétel bonitáláshoz

23 Diabrotica rezisztencia tesztelése üvegházban Provoking root infestation with Diabrotica eggs (200 eggs /plant)

24 Diabrotica rezisztencia tesztelése üvegházban

25 Gyökér ellenállás Jelentős genotípusos különbségek variábilis tulajdonság; gyors, hatékony technika nagy mennyiségű nemesítési anyag tesztelésére (Rogers, et al., 1977)

26 Gyökér ellenállás mérés Martonvásár (2008)

27 Gyökér méret és regenerálódás A rezisztencia természete = tolerancia jelentős genotípusos különbség a gyökérellenállás és dőlés magyarázata nemesítéssel javítható

28 Resisztens növény Természetes: jelenleg nem ismert WCR rezisztens kukorica Vannak toleránsabb fajták, morfológiai okok miatt: növényi tulajdonságok (erősebb szár, nagyobb gyökértömeg)

29 Rezisztens transzgénikus növény kukorica transzformálása Cry3 génnel Cry3BB toxin termelés Lárva elpusztul emésztési problémák miatt rezisztens hibrid ellenáll a lárva kártételnek

30

31 Sorrend Ország Terület (millió ha) GM kultúra 1* USA* 57.7 Szója, kukorica, gyapot, repce, tök, papaya, lucerna 2* Argentina* 19.1 Szója, kukorica, gyapot 3* Brazilia* 15.0 Szója, gyapot 4* Kanada* 7.0 Repce, kukorica, szója 5* India* 6.2 Gyapot 6* Kína* 3.8 Gyapot, paradicsom, nyár, petúnia, papaya, paprika 7* Paraguay* 2.6 Szója 8* Dél-Afrika* 1.8 Kukorica, szója, gyapot 9* Uruguay* 0.5 Szója, kukorica 10* Philippines* 0.3 Kukorica 11* Ausztrália* 0.1 Gyapot 12* Spanyolország* 0.1 Kukorica 13* Mexiko* 0.1 Gyapot, szója 14 Kolumbia <0.1 Gyapot, szegfű 15 Chile <0.1 Kukorica, szója, repce 16 Franciaország <0.1 Kukorica 17 Honduras <0.1 Kukorica 18 Csehország <0.1 Kukorica 19 Portugália <0.1 Kukorica 20 Németország <0.1 Kukorica 21 Szlovákia <0.1 Kukorica 22 Románia <0.1 Kukorica 23 Lengyelország <0.1 Kukorica

32

33

34

35 Gyomirtás Glyphosattal

36 Brazilia és Argentina Argentina szója vetésterületének 99.5%-án transzgénikus fajtákat termelnek Brazilia szója vetésterületének 60 %-án transzgénikus fajtákat termelnek

37 GMO kukorica GMO hibrid Hagyományos hibrid

38 GMO kukorica Transzgénikus Hibrid Hagyományos hibrid

39 Kukoricabogár rezisztens kukorica használata az USA-ban

40 Rovar Rezisztenca Szabályozás (RRSZ) Cél: A toxinnal szembeni rezisztencia kialakulásának késletetése Sikeres IRM terv: Biztosítja az egyszerű kivitelezést a szántóföldön. Igényli a termelő képzését. Hatékony monitoring programot igényel. Sikeres IRM terv biztosítja a tulajdonság tartósságát, értékének fenntartását.

41 RRSZ terv A termelőknek refuge területet kell vetniük. Refuge terület szabályozása: Refuge mérete: Minimum 20% Refuge elhelyezése: A transzgenikus kukorica mellett, vagy azon belül. Refuge terület védhető inszekticiddel lárva kártétel csökkentése céljából Refuge fajta: Hagyományos; Moly rezisztens, & Roundup Ready. Refuge alakja: Blokkokban; sávosan; Refuge in the bag

42 A WCR rezisztens kukorica előnyei-hátrányai Előnyök Biztonságos védekezés Kisebb környezet terhelés (víz, energia..) Szűk spektrum Hosszú hatástartam Erősebb szár, gyökér Jelentős terméstöbblet Hátrányok Rezisztencia szint növekedés, IRM Refuge vetés

43 Martonvásári törzsek átalakítása Mv*GMO F1 előállítás F BC program kezdete (Mv Fitotron) BC november Chile BC május Piestany (Szlovákia) BC november Buin (Chile) BC május Piestany (Szlovákia) BC5

44 Fitotron, Martonvásár

45 Kukorica in vivo transzformáció

46 Kukorica in vivo transzformáció

47 Kukorica in vivo transzformáció

48 Chilei téli generáció (GMO program)

49 Következtetések A hagyományos nemesítésnek vannak lehetőségei A rezisztencia a tolerancián alapszik A gyökérellenállás hatékony eszköz A transzgénikus kukorica hatékonyabb védelmet ad

50 A Köszönöm a figyelmet! k u A kutatásainkat a KUKBOGMV-OM-00063/2008 NKTH t Ányos pályázat támogatta Jedlik a t á s