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

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

2010. november 18. Dr. Marton L. Csaba

A genetikai haladás mértéke az országos termésátlag növekedés százalékában

Szerző

Ország

%

1. Russel W.A. (1974)

USA

63-79

Magyarország

27

3. Duvick D. N. (1977)

USA

57-60

4. Duvick D.N. (1983)

USA

71-89

2. Győrfy B. (1976)


A KUKORICABOGÁR TERJEDÉSE EURÓPÁBAN 1992-2003


Kukoricabogár terjedése (Diabrotica virgifera virgifera) Magyarországon (1995-2003)

Source: Source: MGSZH Centre


Diabrotica v. virgifera lárva (WCR) gyökér kárkép


Diabrotica v. virgifera imago (WCR) kártétele kukoricán


• 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) 2010. november 18. Dr. Marton L. Csaba

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 $ 2010. november 18. Dr. Marton L. Csaba

Hektáronkénti veszteség USA: 200+800 M $= 1.000 M $/36M ha= 30 $/ha Mo.: 20 + 80 M $= 100 M $/1,1M ha= 100 $/ha

Az integrált védekezés lehetőségei

Vetésváltás (vetésforgó rezisztens biotípus) Vegyszeres védekezés - vetőmag csávázás - talajfertőtlenítés - talajműveléssel egybekötött rovarölőszeres kezelés - tojásrakó imágók számának gyérítése Vetőmag (rezisztencia nemesítés) 2010. november 18. Dr. Marton L. Csaba

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


Vetésváltás Előnye: olcsó egyszerűen tervezhető hatékony (jelenleg)

Hátránya: szója és lucerna biotipusok gyengébb jövedelmezőségű kultúra 2010. november 18. Dr. Marton L. Csaba

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 – monoculture (maize after maize) – insecticide used on 80 % (720,000 h.) J.J. Tollefson (2007)


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


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


Spread Resistance Cyclodiene Spread of of Cyclodiene Cyclodiene Rezisztencia Resistance terjedése-- 1959 1962 1964 -1974 1968 1978 Western Western Western Corn Corn Corn Rootworm Rootworm Rootworm

X

X = First identified in 1959 Source: USDA, 1978


Gazdanövény Rezisztencia Mechanizmusai

Antibiozis: kedvezőtlen hatások a rovar biológiájára Non-preference (Antixenozis): búvóhely, tojásrakás, táplálkozás Tolerancia: eltűri a károsítást, regenerálódó képesség

2010. november 18. (R.H. Painter, 1951) Dr. Marton L. Csaba

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


Toleráns kukorica Hagyományos nemesités toleráns kukorica: megdőlés ellenálló csökkent termés veszteség

NEM GMO


Rezisztencia értékelési technikák •

• • • • •

gyökérdőlés gyökér kártétel bonitálás gyökérellenállás gyökér méret regenerálódás termés

Bonitálás 2-szer: Junius vége, Szept. közepe 2010. november 18. Dr. Marton L. Csaba

Gyökér dőlés értékelése • előnyei: – fontos a termelőnek • fiziológiai veszteség –csökkent fotoszintézis • betakarítási veszteség – szignifikáns korreláció a termésveszteséggel

•

hátránya: – függ a környezeti hatásoktól


„Iowa skála” a gyökérkártétel bonitáláshoz


Diabrotica rezisztencia tesztelése üvegházban

Provoking root infestation with Diabrotica2010. eggs november 18. Dr. Marton L. Csaba (200 eggs /plant)

Diabrotica rezisztencia tesztelése üvegházban


Gyökér ellenállás •

Jelentős genotípusos különbségek

• variábilis tulajdonság; gyors, hatékony technika nagy mennyiségű nemesítési anyag tesztelésére (Rogers, et al., 1977) 2010. november 18. Dr. Marton L. Csaba

Gyökér ellenállás mérés Martonvásár (2008)


Gyökér méret és regenerálódás

• A rezisztencia természete = tolerancia • jelentős genotípusos különbség • a gyökérellenállás és dőlés magyarázata • nemesítéssel javítható 2010. november 18. Dr. Marton L. Csaba

Resisztens növény Természetes: jelenleg nem ismert WCR rezisztens kukorica Vannak toleránsabb fajták, morfológiai okok miatt:

növényi tulajdonságok gyökértömeg)

(erősebb

szár,

nagyobb


Rezisztens transzgénikus növény

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



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





Gyomirtás Glyphosattal


Brazilia és Argentina

Argentina szója vetésterületének 99.5%-án transzgénikus fajtákat termelnek

Brazilia szója vetésterületének 60 %-án transzgénikus fajtákat termelnek


GMO kukorica GMO hibrid

Hagyományos hibrid


GMO kukorica Transzgénikus Hibrid

Hagyományos hibrid


Kukoricabogár rezisztens kukorica használata az USA-ban 2003

2004

2005

2006

2007


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.

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”

A WCR rezisztens kukorica előnyei-hátrányai Előnyök Hátrányok Biztonságos védekezés Kisebb környezet terhelés

(víz, energia..) Szűk spektrum Hosszú hatástartam Erősebb szár, gyökér Jelentős terméstöbblet

Rezisztencia szint

növekedés, „IRM” „Refuge” vetés

Martonvásári törzsek átalakítása 200616 Mv*GMO F1 előállítás F1 2006. 10. 20. BC program kezdete (Mv Fitotron) BC1 2007. november

Chile BC2

2008. május

Piestany (Szlovákia) BC3

2008. november

Buin (Chile) BC4

2009. május

Piestany (Szlovákia) BC5

Fitotron, Martonvásár

Kukorica in vivo transzformáció



Chilei téli generáció 2008-2009 (GMO program)

Következtetések • A hagyományos nemesítésnek

vannak lehetőségei • A rezisztencia a tolerancián alapszik • A gyökérellenállás hatékony eszköz • A transzgénikus kukorica hatékonyabb védelmet ad


A

Köszönöm a figyelmet!

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


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

Recommend Documents