A szõlõ-gyökértetû (Daktulosphaira vitifoliae, FITCH) szaporodási sajátosságait, populációdinamikai változásait, a populációk változékonyságát és molekuláris felépítését laboratóriumi, tenyészedényes és genetikai kísérletekben vizsgálva megállapítottuk, hogy a hazai filoxérák között különbség van.
A laboratóriumi gyökérteszt egy gyors vizsgálati módszer annak eldöntésére, hogy a rovarnak az adott növényi rész megfelel-e tápanyagforrásként és a vizsgált szõlõfajta gyökere rendelkezik-e a kártevõ fejlõdéséhez szükséges tápanyagokkal, mely elegendõ a rovar reprodukciójához is. Ezzel a módszerrel megállapíthatjuk, hogy azonos szõlõfajta gyökerén a filoxéra populációk fennmaradásában, fejlõdésében és szaporodásában milyen eltérések adódnak. A kísérlet alkalmas arra is, hogy az azonos filoxéra populációkkal történõ fertõzés esetén az egyes szõlõfajták gyökereinek ellenállóságáról meggyõzõdjünk.
1999-es év óta több évben is elvégeztük a filoxéra populációk 46 napos gyökértesztjét a filoxéra szaporodásában bekövetkezõ változások megfigyelésére (TÓTH, 2001; TÓTH és KOCSIS, 2003; L.TÓTH és mtsai, 2004a; L. TÓTH és KOCSIS, 2004c). Nem egyszeri gyûjtésbõl származó adatsorból vontuk le az értekezésben lévõ következtetéseket, hanem több év eredménye alapján tettük ezt meg.
A dolgozatban a vizsgált idõszakból a 2003-as év eredményeit dolgoztuk fel. A filoxéra populációknál elõfordul, hogy az egyik vagy a másik évben egy-egy populáció az elmúlt évhez képest jobban vagy kevésbé jobban szaporodott. A több éves tapasztalatok alapján azonban megállapíthatjuk, hogy a Balaton környéki, a tokaji és az egri filoxéra populációk szaporodása a többihez képest erõteljesebb.
Mint ahogy várható volt in vitro körülmények között a Chardonnay szõlõfajta gyökerén minden filoxéra populáció szaporodott. A Teleki 5C alanyfajta gyökerén egyes populációk (’Badacsony’, ’Csopak’, ’Eger’, ’Tokaj’) a kontrollnak beállított Chardonnay gyökérhez képest is jobban szaporodtak. Ezen adatok alapján megállapíthatjuk, hogy a Teleki 5C alanyfajta és a filoxéra közötti kapcsolatban változás állt be.
Annak ellenére, hogy a Georgikon 28 alanyfajta (Vitis berlandieri x V. riparia T.K.5BB x Vitis vinifera) V. vinifera származék a gyökerén a filoxéra populációk kevésbé szaporodtak, így a filoxéra rezisztenciáját az eredmények alapján jónak tekintjük.
A szõlõ-gyökértetû populációdinamikai eltéréseit mindhárom szõlõfajtán felmérve az eredményeket összegeztük és a filoxéra populációk között rangsort állítottunk fel. A laboratóriumi gyökértesztben a ’Csopak’, a ’Badacsony’, a ’Dél-Balaton’, a ’Tokaj’ és az ’Eger’ filoxéra populációk szaporodtak a legnagyobb mértékben.
A gyökérteszt során kapott eredményeket összevetettük korábbi kutatási eredményekkel is. Az általunk is használt gyökérteszt alkalmazása jóval késõbb terjedt el a filoxéra kutatásban, mégis sokan hivatkoznak DAVIDSON és NOUGARET (1921) adataira, mellyel a filoxéra szaporodásának gyorsaságára hívták fel a figyelmet.
Kutatásuk szerint az ültetést követõ 2 hét elteltével a felszedett növények gyökerén az egy nõstényre jutó tojásszám 45 volt. (A jelenlegi szabadföldi kísérleteknél az értékelhetõség miatt a filoxéra fejlõdési alakjainak mennyiségét már grammban kifejezett gyökértömegre állapítják meg).
A kísérletben mi két hét eltelte után csak a Chardonnay szõlõfajta gyökerén találtunk tojást és a számolással megállapított tojások mennyisége elenyészõ volt (3-5).
DE KLERK (1974) üvegházi vizsgálatai szerint egy nõstény 12 napos periódusonként átlagosan 29 tojást rak. Hat napos periódusokat követve gyökereken átlagosan egy nõstényre számolva 25 tojást figyeltünk meg. Gyökerenkénti megosztásban a nõstényenkénti átlagos tojásszám a Chardonnay szõlõfajta gyökerén 32,25, a Teleki 5C alanyfajta gyökerén 37,13, a Georgikon 28 alanyfajta gyökerén 5, 97 volt.
FORNECK és mtsai (1996) 4 hét elteltével az Olasz rizling szõlõfajta gyökerén 39 tojást, az SO4 alanyfajta gyökerén 12 tojást számoltak meg. In vitro körülmények között az SO4 és a Rizling szõlõfajták gyökerein a filoxéra populáció 4 nemzedékének fejlõdését vizsgálták. A vizsgálat során a tojások nagy része 3 nap után kikelt. A tojástól tojásig tartó körfolyamat náluk 16 napig tartott. Hazai in vitro laboratóriumi gyökértesztben a tojástól tojásig tartó ciklus általában 18 nap alatt zajlott le. A laboratóriumi próbában FORNECK és mtsai (2001) a szõlõfajták filoxéra rezisztenciájának vizsgálata során azt tapasztalták, hogy az elsõ szûznemzõ nõstények akár 100-150 tojást is létrehoztak. A kísérlet során nagy tojásmennyiséggel (255) mi is találkoztunk, de egy egyedtõl annyi tojást nem tudtunk igazolni, mint a fent említett német kutatók.
A gyökértesztben számos esetben tapasztaltuk azt, hogy a filoxéra populációk szaporodása visszaesett. Ezen folyamatokból arra következtethetünk, hogy egyes
esetekben nem volt elegendõ tápanyag (4. táblázat), vagy egyéb környezeti okok (hõmérséklet, vízadagolás) voltak hatással a filoxéra populációk szaporodására (4.
táblázat, 10. táblázat).
Vizsgálataink során azt figyeltük meg, hogy a laboratóriumi gyökértesztben a legnagyobb egyedszámot létrehozók a Chardonnay szõlõfajta gyökerén a ’Dél-Balaton’, a ’Csopak’ és a ’Villány’ filoxéra populációk voltak. A Teleki 5C alany gyökéren a
’Csopak’, ’Badacsony’ és a ’Dél-Balaton’ filoxéra populációk szaporodtak a legnagyobb mértékben. A Georgikon 28 alanyfajta gyökerén a ’Keszthely’, ’Badacsony’ és ’Dél-Balaton’ filoxéra populációk hozták létre a legtöbb filoxéra egyedet. In vitro körülmények között tehát a Balaton környezetébõl gyûjtött filoxéra populációk szaporodása volt a legerõteljesebb, mely populációknál a tojástól tojásig tartó körciklus 18 napig sem tartott.
A filoxéra populációk in vitro szaporodása közötti különbséget elemezve azt tapasztaltuk a nimfák, a nõstények és a tojások mennyiségét figyelve, hogy a ’Csopak’, a
’Dél-Balaton’ és a ’Badacsony’ filoxéra populációk tudtak a legnagyobb mértékben szaporodni. Az eredmények a többi populáció fejlõdéséhez képest szignifikánsak voltak.
A nimfáknál a ’Tokaj’ filoxéra populáció eredményei meghaladták a többi populáció eredményeit és ez a különbség szignifikáns volt (20. táblázat).
Tenyészedényes kísérlet eredményei során azt tapasztaltuk, hogy a saját gyökerû Chardonnay növények gyökerein a legtöbb nodozitást a ’Tokaj’ (átlagosan 176,2/tõ), a ’Pázmánd’ (163,8/tõ) és a ’Balatonfüred’ (155,8/tõ) filoxéra populációk; a legtöbb tuberozitást a ’Sopron’ (8,8/tõ), a ’Pázmánd’ (4,8/tõ) és a ’Balatonkeresztúr’
(4,0/tõ) filoxéra populációk okozták. A Teleki 5C alanyra oltott Chardonnay növényeknél a legtöbb nodozitást a ’Cserszegtomaj’ (3,8/tõ), a ’Zalaegerszeg’ (2,75/tõ) és a ’Sopron’ (2,4/tõ) filoxéra populációk; a legtöbb tuberozitást a ’Sopron’ (1,75/tõ), a
’Pécsvárad’ (0,6/tõ) és a ’Szekszárd’ (0,4/tõ) filoxéra populációk okozták. A tenyészedényes eredmények szerint a ’Sopron’ filoxéra populációnak a legjelentõsebb a szerepe a tuberozitás létrejöttében.
Annak ellenére, hogy egyes esetekben a nagyszámú nodozitás hatására is magasabb száraz gyökér- illetve hajtástömeget mértünk megállapíthatjuk, hogy a filoxéra fertõzés kis mértékû tömegcsökkenést okoz (21. táblázat, 22. ábra).
A tenyészedényes kísérlet eredményeit megfigyelve azt tapasztaltunk, hogy a
’Cserszegtomaj’ filoxéra populációval fertõzött növények ugyanabban a tulajdonságban
(száraz hajtástömeg) tûntek ki a többi növény adatai közül a dugvány (Chardonnay) és az oltvány esetében (Teleki 5C alanyra oltott Chardonnay) is (13. és 14 táblázat). Ezen adatok alapján arra következtethetünk, hogy a ’Cserszegtomaj’ filoxéra populáció a növény hajtásnövekedését nagy mértékben nem fogja vissza.
JENSER (1960) szerint a gubacsban lévõ szûznemzõ nõstény 400-600 tojást rak le. Tapasztalataink alapján a gubacsban lévõ tojások mennyiségét a szõlõ fajtája és az ültetvény életkora is befolyásolja. A tenyészedényes kísérletben a fertõzéshez felhasznált alanyfajták levélgubacsaiban átlagosan 200-350 tojást találtunk.
Az idõsebb gyökérrészek károsodását (tuberozitás) nagyobb mértékûnek értékeljük, mint a nodozitások megjelenését. A fiatalabb gyökérrészek károsodásakor (nodozitás) ezeken dudorokat észlelünk, a gyökérrészek elhalnak, de ezek helyett a szõlõ újabbakat hajt. Az idõsebb részeknél történõ változásokra a növény nem tud hasonlóan védekezni és késõbb a sebzési felületeken bejutva a másodlagos kórokozók károsítása jelentkezhet. Így a Teleki 5C alanyfajta gyökerén képzõdõ tuberozitásokat jelentõs változásnak tartjuk.
A DNS-szintû elemzés is igazolta a filoxérák közötti különbségeket. A genetikai vizsgálatnál meg kell említenünk azt is, hogy a szõlõ-gyökértetû DNS-ének kivonása speciális eszközök hiánya és a kártevõ apró mérete miatt nehézségekbe ütközött. A kisebb sérülések nem vehetõk észre a kártevõ felszínén és a DNS elbomlása miatt a gélképeknél sokszor elõfordult, hogy csak pár minta lett értékelhetõ. A gubacsok felvágását és a filoxéra szûznemzõ nõstények kiszedését mikroszkóp alatt végeztük. A levélgubacsból a 1,5 ml-es mikrocentrifugacsõbe történõ áthelyezés során azonban sokszor sérült az állat külsõ felülete, mely után a DNS tönkre mehet a DNS-t bontó enzimek hatására.
Kísérleteztünk a fagyasztott levélgubacsból történõ feltárással is. A nagy elemszám, az olvadás és egyéb körülmények miatt azonban ugyanúgy elbomlott a DNS.
Így a vizsgálatunkban a legjobb eredményt a friss levelekbõl gyûjtött filoxéra szûznemzõ nõstényei adták.
A genetikai vizsgálat során a 34 településrõl begyûjtött gubacsos levelek közül 15 településrõl 23 filoxéra mintát tudtunk sikerrel megvizsgálni. A gubacsos leveleket 2-3 hétig tudtuk hûtõben eltartani. További tárolás miatt kísérleteztünk a filoxérák gyökértesztben történõ fenntartásával, de a steril körülmények megtartásának gondja miatt a genetikai vizsgálatok nem sikerültek. Így továbbra is a filoxéra levéllakó alakját
használtunk fel a genetikai vizsgálathoz. Azért, hogy össze tudjuk hasonlítani a filoxéra levéllakó és gyökérlakó alakjának DNS-ét a gyökérlakó alak DNS-ének kinyerésénél olyan fertõtlenítõ eljárást kellene kidolgoznunk, mely a DNS-t nem bontja.
A laboratóriumi gyökérteszt és a tenyészedényes kísérlet adatai egyértelmûen azt mutatják, hogy a legtöbb filoxéra populáció a Teleki 5C alanyon nodozitásokat és tuberozitásokat okoz. Ilyen irányú eredményeket Európa más országaiban is megfigyeltek. Németországban a 1980-as évek végén már észlelték a Berlandieri x Riparia alanyokon a filoxéra kártételét (PRESSER és mtsai, 1993; PORTEN és mtsai, 2000a). A hibridek filoxéra rezisztenciáját azóta is folyamatosan ellenõrzik.
Feltételezhetõen a növényi anyag nem változott meg, így azt kutatják, hogy a kártevõ új biotípusának megjelenése felelõs-e ezen kártétel kialakulásáért.
A filoxéra kártételének gyökér- vagy hajtástömegre gyakorolt hatását tenyészedényes kísérletben nem minden esetben tudtuk igazolni. Az FVM SZBKI egri Kutatóintézetében több hektáros ültetvényekben látható a levélfiloxéra kártétele. Az Intézettel együttmûködve elindítottunk egy kísérletet a 2004-es évben, mely során a filoxéra kártételének hajtástömegre és termésmennyiségre tett hatását mérjük meg. A növekedési depresszió szemmel látható, de az egészséges és a fertõzött tõkék adatai közötti különbségeket statisztikailag is igazolni szeretnénk. A gyakorlati tapasztalataink alapján így arra a következtetésre jutottunk, hogy a filoxéra fertõzése miatt bekövetkezõ növekedési depressziót több évig tartó szabadföldi kutatás során valószínûleg nagyobb mértékben igazoltuk volna.
Még többet mondanának az eredmények, ha ezt a változást más rezisztensnek tartott alanyfajtára (pl. Börner) oltott nemes növekedési mutatóinak változásával, termés csökkenésével össze tudnánk hasonlítani. Így a közeljövõben talán érdemes lenne egy többéves vizsgálatot indítani és ilyen összevetésben a kutatást tovább folytatni.
Hazánkban a telepített oltványok 70 %-a Teleki 5C alanyfajtára oltottak, így a lehetséges növényegészségügyi probléma megelõzésére javasoljuk az alanyfajta filoxéra rezisztenciájának további vizsgálatát. Jó lenne, ha a Megyei Növényegészségügyi és Talajvédõ Szolgálatok országosan felderítenék a szabadföldi szõlõ-gyökértetû fertõzést a Berlandieri x Riparia alanyokon.
A Sopron, a Tokaj és a Balaton környéki ültetvényekben javasoljuk a szõlõ-gyökértetû kártételének mérséklését, felszaporodásának megakadályozását és Vitis berlandieri x V. ripariaalanyok mellett más alanyok termesztésbe vonását.
Habár a laboratóriumban vagy az üvegházban kapott eredményekbõl levont következtetések szabadföldi körülmények között nem minden esetben igazolódnak vizsgálataink alapján megállapítható, hogy a Teleki 5C alanyként való használata új telepítésnél, kötött talajon az ökológiai adottságok függvényében újabb növényegészségügyi gondot vethet fel.
Számos kutató utalt arra, hogy ápolt, jó kultúrállapotú ültetvényekben is találtak filoxéra kártételt, melyet a saját tapasztalataink is alátámasztanak. Egy jól ápolt és tápanyaggal jól ellátott algyõi csemegeszõlõ ültetvényben a termés mennyiségében nagymértékû visszaesést tapasztaltak és a Teleki 5C alanyon talált tünetek a filoxéra kártételére utaltak. A károsodott növényeken megfigyeltük a vesszõk vékonyodását, majd a gyökérzónában a vizsgálat során megtaláltuk a filoxéra gyökérlakó alakját is.
Figyelemre méltó, hogy számos filoxéra populáció jelentõs mennyiségû nodozitást és tuberozitást hoz létre (22. és 23 táblázat), így szem elõtt kell tartanunk azt a tényt, hogy a rezisztens alanyok használata nem jelenti a szõlõ-gyökértetû károsítása elleni küzdelem végét.
7. ÖSSZEFOGLALÁS
A szõlõ-gyökértetû (Daktulosphaira vitifoliae FITCH) az 1860-as évek elején került be Európába és ezután a szõlõ legveszedelmesebb kártevõje lett. 15 évvel késõbb Magyarországra is eljutott és az óvintézkedések ellenére sem sikerült kiirtani a kártevõt.
Hazánkban a jelenléte és a kártétele is megfigyelhetõ, így ezek figyelembe vételével célul tûztük ki e parányi kártevõ fejlõdésének és szaporodásának vizsgálatát.
Magyarország különbözõ borvidékeirõl származó filoxéra populációk szaporodási sajátosságainak, populációdinamikai különbségeinek a megfigyelését végeztük el laboratóriumi gyökértesztben és tenyészedényes kísérletben. A különbségeket genetikai molekuláris módszerrel ( RAPD módszer, PCR, Gél-elektroforézis, Etídium-bromidos festés, detektálás) is vizsgáltuk.
A laboratóriumi gyökérteszt vizsgálati anyagát (Vitis vinifera cv. Chardonnay, Vitis berlandieri x Vitis riparia Teleki 5C, Vitis berlandieri x Vitis riparia T.K. 5BBx Vitis vinifera Georgikon 28) olyan szõlõfajták illetve azok gyökerei képezték, amelyeket 10 magyar borvidékrõl származó filoxéra levéllakó alakjának tojásaival mesterségesen fertõztük meg. A filoxéra különbözõ fejlõdési alakjait 46 napon keresztül figyeltük meg és jegyeztük fel. A kísérlet során a ’Csopak’ (összesített súlyozott átlaga: 299,15), a
’Badacsony’ (össz. súly. átl.: 234,84) és a ’Dél-Balaton’ (össz. súly. átl.: 227,84) filoxéra populációk szaporodtak a legjobban. A Teleki 5C alanyfajta gyökerén a Balaton környékérõl begyûjtött filoxéra populációk szaporodása volt a leggyorsabb.
A tenyészedényes kísérlethez 18 borvidékrõl, 20 különbözõ szõlõtermesztõ helyrõl gyûjtöttük be a kártevõ levéllakó alakjának tojásait, melyekkel Chardonnay és Teleki 5C alanyra oltott Chardonnay növények gyökerét fertõztük meg. A kísérletben 10-10 növényt kontrollnak állítottunk be, majd fajtánként 5 x 20 növényt ültettünk el sterilezett homok és tõzeg ²/3:¹/3 arányú keverékébe (össz: 220 db 5 literes edénybe ültetett növény). Egymást követõ 2 vegetációs periódusban megvizsgáltuk a filoxéra kártételét (nodozitások és tuberozitások mennyisége, növekedés, gyökér- hajtástömeg).
A nodozitások kialakulásában a Chardonnay növények gyökerén a ’Tokaj’ (176,2) és az oltványokon a ’Cserszegtomaj’ (3,8) filoxéra populációk; a tuberozitások kialakulásában a Chardonnay és az oltvány esetében is a ’Sopron’ filoxéra populáció (8,8; 1,75) volt a leghatékonyabb.
A genetikai vizsgálatokhoz 34 településrõl, levélgubacsból származó filoxéra szûznemzõ nõstényeket gyûjtöttünk. A DNS-szintû elemzés során a 15 településrõl származó 23 mintát vizsgáltunk meg. A genetikai kísérlet során is bizonyítottuk a filoxérák közötti különbséget.
Magyarország különbözõ termõtájairól és borvidékeirõl származó szõlõ-gyökértetû populációk közül a laboratóriumi kísérletekben a ’Csopak’, a ’Badacsony’ és a ’Dél-Balaton’ filoxéra populációk szaporodtak a legnagyobb mértékben. A tenyészedényes kísérletben a ’Sopron’ filoxéra populáció és a Balaton környékérõl származó filoxéra populációk okozták a legtöbb nodozitást és tuberozitást.
Az eredmények alapján megállapíthatjuk, hogy a Georgikon 28 alanyfajta gyökérének filoxéra ellenálló képessége jó, míg a Teleki 5C alanyfajta és a kontrollként használt Chardonnay szõlõfajta gyökerének filoxéra ellenálló képessége kevésbé jó. A fertõzöttséget megfigyelve a Chardonnay szõlõfajta gyökerén minden filoxéra populáció fertõzõképesnek bizonyult, míg a Teleki 5C alanyfajta gyökerén csak 6 filoxéra populáció (’Csopak’, ’Dél-Balaton’, ’Badacsony’, ’Csongrád’, ’Tokaj’, ’Eger’) tudott szaporodni - igaz némelyik (’Csopak’, ’Badacsony’, ’Csongrád’, ’Tokaj’, ’Eger’) szaporodása a kontrollhoz képest is erõteljesebb volt. Az ’Eger’ filoxéra populáció fejlõdése elhúzódó, a ’Badacsony’ filoxéra populáció fejlõdése viszont nagyon gyors volt. A leggyorsabban szaporodó és a legtöbb tojást létrehozó populációnak mégis a
’Csopak’ filoxéra populációt tekinthetjük, amely a legtöbb filoxéra tojást produkálta.
Tenyészedényes kísérlet során hasonló tapasztalatokra tettünk szert. A Sopronból és a Balaton környékérõl származó filoxéra populációk okozták a legtöbb nodozitást és tuberozitást. A kísérlet során a rezisztensnek tartott Teleki 5C alanyra oltott Chardonnay növények gyökerén is találtunk nodozitást és tuberozitást.
A genetikai vizsgálatban a filoxérák közötti hasonlóságot értékelve a hazai minták között 3 csoportot különböztettünk meg.
Vizsgálataink során megállapíthatjuk, hogy a szõlõ-gyökértetû gyors szaporodásával csak akkor tudjuk felvenni a versenyt; ha fejlõdését folyamatosan figyelemmel kísérjük és ehhez igazodva újabb és újabb szõlõalanyfajtákat nemesítünk, melyek filoxéra rezisztenciája elõbbre mutat a jelenleg használt alanyoknál.
8. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS
Ez a több mint hat éves kutatási folyamat szakmai tevékenységem eredményein és tapasztalatain alapul, amelyhez kutatótársak, kollégák járultak hozzá.
Tisztelettel és köszönettel tartozom mindazon szakembereknek, akik munkám során értékes kritikai vélemény-nyilvánításukkal, a jobbítás szándékával az eredményesebb munka érdekében szóltak és ösztönöztek a folytatásra.
Ezúton szeretnék köszönetet mondani konzulensemnek Dr. Kocsis László egyetemi docensnek a kísérletek során adott szakmai tanácsokért, valamint a dolgozatom összeállításában nyújtott segítségért. Dr. Taller Jánosnak, Fehér Emmának és Czernák Istvánnak molekuláris laborvizsgálatoknál adott szakmai javaslatokért.
Anyaggyûjtésemben Dr. Kocsis László, Dr. Bakonyi László, Dr. Kovács Miklós, Kárpáti László és a családom tagjai segítettek.
Hálával tartozom Prof. Andrew Walkernek és Astrid Fornecknek, akik a genetikai vizsgálatokban segítõkészen közremûködtek. Köszönettel tartozom még Prof.
Jeffrey Granettnek, Dr. Mikulás Józsefnek és Dr. Lázár Jánosnak, akik szakmai útmutatásokkal segítették munkám.
Köszönöm mindazoknak, akik a közvetve segítették munkámat, köszönet a Kertészeti Tanszék dolgozóinak. Külön köszönöm a segítségét Horváthné Dr. Baracsi Évának és Nagy Nándornénak.
Köszönettel tartozom férjemnek Lipics Tamásnak, aki társam és lelkesítõm volt a kutatások során.
Szeretetteljes hálával gondolok szüleimre, Tóth Ferencre és Darázs Katalinra, akik becsületes életre neveltek, taníttattak és egész életükkel hozzájárultak a disszertációm elkészüléséhez.