Azt hiszem az almát senkinek sem kell bemutatnom, itthon annyit termelünk belőle. Viszont különböző betegségek fenyegetik az almafáinkat, az egyik legkomolyabb veszélyt a tűzelhalás nevű fertőzés jelenti, amelyet egy Erwinia amylovora nevű baktérium okoz, amely egész almaültetvényeket tarolhat le, ha nem figyelnek rá. Maga a betegség elég régóta ismert, Észak-Amerikában őshonos, itt már az ezerhétszázas évek végén leírták a megjelenését, de itt Európában viszonylag friss jelenség, 1955 -ben észlelték először Angliában, Magyarországra pedig 1995 -ben érkezett meg.
A kórokozó elleni védekezés egyáltalán nem egyszerű dolog, eredetileg antibiotikumokkal permetezték az almafákat, de ez manapság tilos. Léteznek fágkészítmények, amelyek az E. amylovorát elpusztító vírusokat tartalmaznak, illetve különböző baktérium és gombakészítmények, amelyek a fákra permetezve megakadályozzák az E. amylovora elszaporodását. Nyilván a kézenfekvő megoldás annyi lenne, hogy a fertőzésnek ellenálló almafákat ültetnének a gazdák, így szépen el is tűnne a fertőzés. Igen ám, de az alma nemesítés nem megy olyan egyszerűen, mint gondoljuk, éppen ezért nagyon jó modellje egy csomó haszonnövényünknek.
Az almát ugyanis ivartalan úton, klónozással szaporítjuk évezredek óta, szemzéssel vagy oltással, egy ismert tulajdonságokat mutató almafa rügyeit vagy ágait oltjuk rá egy megfelelő tőre, így a növény gyümölcsöt hozó ágai az anyafa klónjai, semmilyen ivaros folyamat sem játszik közbe a létrejöttükkor. Ugyanis az almák általában nagyon sok génre nézve heterozigóták, amelyek ivaros szaporodáskor teljesen szabadon szegregálnak, így egy keresztezésből származó utódok tulajdonságait a reménybeli almanemesítő találgatni sem tudja előre. Ilyesmit láttunk már a kukoricahibridek készítésekor is. Magyarul, ha fogunk egy alma virágot, megtermékenyítjük egy másik almafa virágporával, a termésben talált magot elültetjük, akkor a magból kicsírázó almanövényke teljesen más lesz majd, mint az egyik illetve másik szülője, véletlenül sem fog olyan almát teremni, amit a boltban a vásárló felismerne és megvenne. Éppen ezért az almanemesítés úgy működik, hogyha egyszer véletlenül találnak egy jó almát termő egyedet, azt klónozással szaporítják.
Ez viszont nagyon megnehezíti például a rezisztanciagének genomba juttatását, mert bár a nemes alma vad rokonai között találni olyan géneket, amelyek megvédenek a tűzelhalástól, de ezeket csak úgy juttathatják a genomba, hogy keresztezik a két almát, a kapott magokból jó sokat elültetnek majd megvárják, amíg magot kezd hozni és újra keresztezik a nemes almával, megint fölnevelik a magokat, ellenőrzik, hogy ellenállóak -e a tűzelhalásnak majd megnézik milyen gyümöcsöt hoznak, hasonlít -e a szülői nemes almához? Ha nem, akkor megint keresztezik azzal és tovább reménykednek, hogy egyszer véletlenül találnak egy olyan egyedet, amelyik ehető almát terem és ellenálló a tűzelhalásra. Ez a módszer lassú hosszú éveken át tart, éppen ezért meglepően drága és igazából semmi sem biztosítja, hogy a végén eredményre vezet, azaz valaha sikerül újra előállítani az eredeti nemes alma tűzelhalás-ellenálló változatát.
Itt jön be a mai cikkünk, Giovanni A. L. Broggini és munkatársainak viszonylag friss közleménye. Ők nem szórakoztak ezzel a hosszadalmas és elég nehézkes folyamattal, hanem fogtak egy M. x robusta 5 nevű (Mr5) almát, ami az Európában előforduló tűzelhalás törzsneknek ellenáll. Régebbi keresztezési kísérletekből már tudták, hogy a genomban körülbelül hol található a tűzelhalás-ellenállásért felelős gén, így sejthették, hogy az FB_MR5 gén lehet a ludas. Fogták ezt a gént, egy plazmidba klónozták, kiegészítették a megfelelő promóterekkel, majd Ti plazmiddal a Gála alma genomjába juttatták. Néhány független beépülésből származó növénykét fölneveltek, majd megvizsgálták, mit tudnak ezek az almafák?
A szülői Gála almát természetesen keményen megcsapta a tűzelhalás, az Mr5 ellanálló almát pedig nyilván nem. A képen látható néhány transzgénikus törzs viszont az Mr5 -höz hasonlóan ellenállónak bizonyult a tűzelhalás ellen. Nyilván ebből nem derül ki, milyen a termésük, de vélhetőleg azonos a Gála almáéval, hiszen annak klónjai, egyetlen új gént illesztettek csak a genomjukba. Természetesen mi ilyesmit sohasem fogunk ültetni, hiszen ezek GMOk.
Ez a kis történet nagyon jó példája egy olyan kérdésnek, ami a génmódosítás kérdéskörben folyamatosan előkerül, de valahogyan mindig félremegy a vita: A monokultúra. Nyilván akkor alakul ki monokultúra, ha a rendelkezésre álló fajták közül az egyik annyival előnyösebb, mint a többi, hogy minden gazda ugyanazt akarja vetni, mint például az ír burgonyavész idején. Ennek a legjobb ellenszere az lenne, ha egyetlen fajta termesztése sem lenne annyival előnyösebb a többinél, hogy egyeduralkodó váljon. Ezt pedig a legegyszerűbben úgy lehet elérni, hogy ha az egyik fajtában megjelenő előnyös tulajdonságokat minél több másik fajtába átvisszük. Mondjuk a tűzelhalás ellenállás esetén a Gála almába keresztezésekkel bejuttatni ugyanezt a rezisztanciagént hosszú évekbe telne és egyáltalán nem biztos, hogy a végén a Gálához hasonló marad az előálló rezisztens fajta. A génmódosítás ezzel szemben egy pofátlanul olcsó módszer, ráadásul meglepően gyors. Mint a mellékelt ábra mutatja, nem kellenek hozzá évtizedes nemesítési programok, egy Ti plazmiddal egy gént bejuttatni egy növénybe hetek alatt megvan, nem kell hozzá sem drága felszerelés sem különösebben nagy kutatócsapat. Génmódosítással éppen hogy megmenthetőek lennének a régi fajták, hiszen minél olcsóbb egy előnyös tulajdonság bejuttatása egy fajtába, annál több fajtába fogják bejuttatni, így annál több fajtát lehet egyszerre nagyüzemi termesztésbe vonni a nélkül, hogy bármelyik is egyeduralkodóvá válna.
Broggini, G. A., Wöhner, T., Fahrentrapp, J., Kost, T. D., Flachowsky, H., Peil, A., … & Gessler, C. (2014). Engineering fire blight resistance into the apple cultivar ‘Gala’using the FB_MR5 CC‐NBS‐LRR resistance gene of Malus× robusta 5. Plant biotechnology journal.