Készül a banán géntérképe

- Miért éppen a banánt választották géntérképezésre?

Ronny Swennen professzor

- A döntést tudományos és gazdasági érvek is indokolták. Tudományos szempontból nézve a kezdeményezés nem csak számunkra hasznos, a banán géntérképezése során nyert információk más területeken is felhasználhatók. Emellett a banán a Föld mintegy száz országában alapvető élelmiszernek számít, ahol a lakosok napi fél-egy kilogramm banánt is elfogyasztanak. Világszerte 400 millió ember számára a banánfélék jelentik az alapvető élelmiszert, további 600 millió ember számára pedig fontos kiegészítő táplálékforrás ez a növény. A banán a negyedik legfontosabb termény a világon, a rizs, a búza és a kukorica után. A szekvenálás lehetővé teszi, hogy javítsuk a növény minőségét és ellenállóbbá tegyük a betegségekkel és a fertőzésekkel szemben.

A banán génállománya mindössze 25 százalékkal nagyobb, mint a rizsé - melyet egyébként már szekvenáltak - így ideális alany a feltérképezésre. A kezdeményezésen dolgozó kutatók száma nem túl nagy, ezért gazdaságosan kell működnünk. A Globális Banángenóm-konzorcium megalapításáig egymástól elszigetelve dolgoztunk. Most egyesítettük erőforrásainkat, és a feladatok megosztásával hatékonyabban dolgozhatunk. A konzorciumot nonprofit szervezetek alkotják, ez azt jelenti, hogy a kutatás valamennyi eredménye szabadon elérhető lesz, a kifejlesztett növényeket pedig kis területeken gazdálkodóknak adományozzuk.

A szekvenálásra a Calcutta 4 nevű fajtát választottuk ki, amely ellenálló a fekete Sigatoka-kórral szemben. Ez a gomba a banán leveleit támadja meg, és akár 50 százalékos csökkenést is eredményezhet a terméshozamban. A vegyszeres növényvédelem túlságosan drága, mivel a cserjéket hetente kéne a gomba ellen permetezni. Mi küljük ki valamennyi géntérképező laboratóriumnak a saját Calcutta 4 példányainkat, hogy így bizonyosan mindannyian ugyanazon a genómon dolgozzunk.

A termesztett banán steril növény: sem magokat, sem pollent nem termel, ezért dugványozással szaporítják. Ez azt jelenti, hogy nem lehet keresztezéssel ellenállóvá tenni a betegségekkel szemben. Ázsiában vannak olyan vad banánfajták, amelyek termelnek pollent, a 3000 éve Afrikába vitt fajták azonban sterilek. Ez azt jelenti, hogy az afrikai növények gyakorlatilag semmit sem változtak az eltelt idő alatt, míg a vad ázsiai fajták fejlődtek. Ennek a különbségnek köszönhetően rendkívül érdekes következtetések vonhatók le a növények tanulmányozásából, hiszen remek példáját mutatják annak, hogyan alkalmazkodtak a növények környezetükhöz.

Laboratóriumunk többféle módszert fejlesztett ki a transzgenikus növények előállítására. Más növények génjeit már átültettük a banánba, a szekvenálás befejeztével pedig képesek leszünk az egyik banánfajta génjeit a másik fajtába ültetni. Ezzel a lépéssel feltehetően szimpatikusabbá válik az eljárás a nagyközönség számára. Terveink szerint ezzel a módszerrel megnövelt ellenállóképességű transzgenikus növényeket hozhatunk létre.

Létezik egy vírus, a banáncsíkozó vírus, amely beépül a banán génjeibe, de egy bizonyos ideig nem csinál semmit. Egyszer aztán aktiválja magát, és sárga csíkok jelennek meg a növény levelein, a fertőzés alultápláltság esetén a növény pusztulásához is vezethet. A vírus működési mechanizmusának tanulmányozása segíthet jobb gén-targetálási és gén-kifejezési módszerek kifejlesztésében.

- Miért ennyire kevéssé ellenálló a banán a betegségekkel szemben?

- Mivel a legtöbb banánt steril növény létére klónozással szaporítják, a banánföldek genetikailag igen homogénak és így rendkívül érzékenyek a betegségekre. A betegségek emiatt gyorsan terjednek és nehezen eliminálhatók. Ráadásul a különböző banánfajták is nagyon hasonlók genetikailag, mivel egymásból, mutációk útján nemesítették őket. Például Afrikában mind a 119 főzőbanán-fajta mindössze 3-8 fajtából ered. Így az összes fajta nagyon érzékeny a betegségekre és fertőzésekre.

- Hogyan képesek új fajták nemesítésére, ha a banán steril növény?

- A banán sterilitása komoly problémát jelent a növény új fajtáinak nemesítésén dolgozó kutatók számára. A vad fajták képesek magokat és pollent termelni, azonban gyümölcsük nem ehető. A legtöbb ehető fajta ezzel szemben nem termel pollent és magvakat. Az a néhány ehető banán, amely magot ad a vad banánnal történő beporzás után, fürtönként legfeljebb öt magot adnak. A tudósoknak így keresztezniük kell a vad és a háziasított fajtákat, majd elültetni azt a néhány magot, amely esetenként megterem, és várni, hogy kikeljenek. Ezek után a kutatóknak mintegy 18 hónapot kell várniuk, míg a növények termőre fordulnak, hogy ki tudják választani a kívánt tulajdonságokkal rendelkező példányokat. A géntérképezés sokat segítene a nemesítőknek, mivel a molekuláris markerek lehetővé tennék a kutatóknak a kívánt tulajdonságokkal rendelkező növények kiválasztását akár néhány héttel a csírázás után. Ez jelentősen felgyorsítaná a folyamatot, egyszerűbbé és olcsóbbá tenné.

- Miért kezdett el banánnal foglalkozni?

- A véletlenen múlt a dolog. 1978-ban végeztem a Leydeni Egyetemen, ahol gyapottal végeztem kutatásokat. Az egyetem éppen akkor olyan embert keresett, aki a trópusokon banánnal foglalkozna. Elvállaltam a megbízatást, a gyapottal szerzett tapasztalataimat sikeresen alkalmaztam a másik növénynél. Tizenkét éven át dolgoztam Nigériában, ahol 400 fajtából álló banángyűjteményt hoztam létre. Leuvenben jelenleg 1300 banánfajtát tartunk nyilván. Mostanában Leuvenben dolgozom, de rendszeresen utazom mindenfelé a világban, banánmintákat gyűjtve.

- Sok banánt eszik? Saját célra is termel?

- Igen, rengeteg banánt eszem. A legtöbb ember Európában el sem tudja képzelni, hányfajta íze, formája, színe lehet a banánnak. Itt csak a "szupermarket-alfajt" ismerik, pedig annyiféle van még! Ahogy mondja, az intézetben nevelt banánokról is szoktunk enni.

A gyűjtemény Az INIBAP (Nemzetközi Banánnemesítő Hálózat) Tranzit Központ élő banánnövényekből álló gyűjteményét 1984-ben hozták létre a Louvaini Katolikus Egyetemen. A központ a belgiumi biodiverzitás-erőforrások része. 1994-ben a gyűjtemény a FAO (az ENSZ Élelmezési Világszervezete) felügyelete alá került, de továbbra is az INIBAP üzemelteti a nemzetközi közösség javára. A génbank célja valamennyi banánfajta genetikai anyagának összegyűjtése és őrzése, továbbá a központ látja el növényi szaporítóanyagokkal valamennyi jóhiszemű felhasználót. Az ITC napi öt igénylést szolgál ki. Ezidáig a lekérések 28 százaléka érkezett Afrikából, 24 százaléka Dél-Amerikából és a Karibi-térségből, 21 százaléka Ázsiából és 27 százaléka egyéb helyekről. Jelenleg a gyűjtemény 1136 típust tárol, melyeknek 15 százaléka vad, 75 százaléka pedig nemesített növény. Ezzel a Musa (banán) fajon belüli szinte teljes géndiverzitást képviseltetve van. A gyűjtemény 10 százalékban továbbnemesített háziasított fajtákat is tartalmaz, melyek a világszerte végzett banánnemesítő programok eredményei. Forrás: INIBAP Tranzit Központ