Már régóta ismert tény, hogy a gombák és növények együttélése a kapcsolatban résztvevők számára nem minden esetben káros. Erről egy német kutató, Albert Bernhard Frank írt először 1885-ben. A gombák és gyökerek általa leírt együttélését a tudomány mikorrhiza-kapcsolatnak nevezi. E kifejezés eredete a görög mykes(gomba) és rhiza (gyökér) szavakból ered. A mikorrhiza tehát egy olyan speciális anyagfelvevő szerv, melynek működése egy gomba és a gazdanövény gyökere között létrejövő, kölcsönösen előnyös kapcsolaton (mutualizmuson) alapul.

Frank megfigyelte, hogy néhány fa gyökerén sajátos gombabevonat keletkezik és ezek a gyökerek a többitől eltérő megjelenésűek, deformálódottak. Ezek az ún. mikorrhizás növények viszont gyorsabban fejlődnek, mint a gomba nélküliek, vagyis a gomba kedvezően hat a növénypartnerre. Korán kiderült az is, hogy a kapcsolat kölcsönösen előnyös (mutualista)jellegű, ugyanis több gombafaj termőtest képzése is a növény jelenlétéhez kötődik. A jelenséget gyökérkapcsoltságnak is nevezik. A gomba micéliumát alkotó gombafonalak (vagy hifák) behálózzák a gazdanövény gyökereit, és az így kialakuló szoros kapcsolat révén a két élőlény segíti egymás tápanyaghoz jutását. Később, már az 1980-as években ismerték fel, mohák és a szövetes növények fajainak több mint 80-90%-a él együtt ilyen módon a gombákkal.

A mikorrhizaképző gomba a növény gyökerébe juttatja a talajból felszívott vizet és létfontosságú ionokat, ezzel ellátva a mikorrhizált gyökérvégek felületéről hiányzó gyökérszőrök feladatát. Mivel az elágazó gombamicélium jóval nagyobb teret hálóz be, mint a gyökérszőrök, ezért nagyobb mennyiségű tápanyagot tud felvenni.Ehhez még hozzájárul az is, hogy a gombasejtek képesek olyan anyagokat is mobilizálni (lebontani, feloldani és továbbszállítani), amelyeket a növényi gyökerek nem tudnak önmagukban felvenni. A gomba tehát elsősorban a növény vízellátását biztosítja és nehezen felvehető szervetlen vegyületek és ásványi anyagok felszívását segíti.

A mikorrhizának több típusa van, amelyeket a gyakorlatban két fő csoportra osztunk: ektomikorrhizákra és endomikorrhizákra(1. kép). Az ektomikorrhizák a szárazföldi növényfajok mindössze 3-5%-ában vannak jelen, de igen nagy jelentőségűek az erdőalkotó fás növények életében. Jelenlétük már szabad szemmel, vagy erősebb nagyítóval is észlelhető. Jellegzetességük, hogy esetükben a gombafonalak egy összefüggő micéliumbevonatot (gombaköpenyt) hoznak létre a gyökér felületén, s a gyökér belsejébe hatoló gombahifák nem jutnak be a növényi sejtek belsejébe. Az ektomikorrhiza-kapcsolatnak erdészeti szerepe mellett kiemelt gazdasági jelentősége van egyes értékes termőtestekkel rendelkező gombacsoportok (pl. szarvasgombák) élelmiszeripari felhasználásában is.

Az endomikorrhiza a legelterjedtebb kölcsönösen előnyös gomba-növény kapcsolat, mely a szárazföldi növényfajok több, mint 80%-ára jellemző. E kapcsolat esetében a gombafonalak behatolnak a növényi gyökér sejtjeinek belsejébe is, anélkül, hogy elpusztítanák azokat. A mikorrhiza-típus közismert és hasznos a dísznövények, gyümölcsfák, díszcserjék vagy a szőlő esetében, de olyan erdei növényfajoknál is megtalálható, mint a kőris, a juhar, a dió vagy a csonthéjasok. Ennél is nagyobb arányban mutathatók ki lágyszárú növényfajok gyökerein, amelyek közül a búzán, kukoricán, árpán, illetve zöldségféléken jelentősek.

Az endomikorrhizák további csoportosításának alapjául a gombapartner által képzett anatómiai képletek (vezikulumok, arbuszkulumok, hifahurkok), valamint a szimbiózisban résztvevő növénypartnerek rendszertani helyzete szolgál.

Az arbuszkuláris mikorrhiza (AM) a legelterjedtebb mikorrhiza-típus, aminek oka az, hogy ezek a gombák nem ragaszkodnak egy bizonyos növényfajhoz, vagy családhoz, tehát széles körben képesek kapcsolatot kialakítani különböző növényekkel. Az arbuszkulum kifejezés görögül fácskát jelent és a növényi gyökér kéregsejtjeibe betüremkedő hifafonalak által kialakított, gazdagon elágazó képletre utal. A szimbiózis kialakulásakor a gombamicéliumok behálózzák a gyökér szöveteit, míg a gyökéren kívüli hifák pedig a gyökér 7 cm-es közelében sűrűn átszövik a talajt. Ugyanakkor a gombafonalak jelenléte miatt a növényi gyökérzet rhizoszférája is egy összetettebb rendszerré alakul.

A mikorrhiza-gombák hatással vannak a talajban élő mikroorganizmus-közösségre is. Mivel mennyiségi viszonyukat és összetételüket is befolyásolják, ezért a gyökér hatása alatt álló rhizoszféra kiszélesedik. Ennek okán pontosabb, ha e kapcsolati komplex megjelölésénél egyszerűen a növény-gomba szimbiózis befolyásolta mikorrhizoszféráról beszélünk.

E mikorrhizoszféra hatása is sokrétű. Régóta ismeretes, hogy az AM-kolonizáció növeli azoknak a növényeknek a nitro-génfelvételét, amelyeknek gyökerei nitrogénkötő baktériumokkal élnek szimbiózisban. A legfontosabb ilyen rendszerek a pillangósvirágúak (pl. zöldborsó, bokor-és karósbab, stb.) és a Rhizobium baktériumok, vagy az égerfák és a nitrogénkötő Frankia sugárgombák között kialakuló együttélések.

Valamennyi AM-képző gombafaj speciális, válaszfal nélküli hifákkal rendelkezik, vegetatív úton keletkező spórákkal szaporodik és nem képeznek termőtestet. Kizárólag más élő szervezetekkel kölcsön-hatásban képesek életben maradni.

A mikorrhizált növényeknek számos előnyük van az ilyen jellegű kapcsolatot nem kialakító növényekkel szemben: azonos termesztési körülmények között növekedésük intenzívebb, egészségesebbek, jobban tűrik a különböző környezeti stresszhatásokat és alkalmazásukkal többlettermés is mutatkozhat. A mikorrhiza-kapcsolat fokozza a tápanyagok – főleg a foszfor – felvételét, segíti a vízfelvételt, illetve a növény toleranciáját a különböző betegségekkel és fonálférgekkel szemben.

Az említett jótékony hatások igazolására több kísérlet is történt kertészeti növények alkalmazásával, melyben évek óta különféle oltási kísérletekkel a Szent István Egyetem Kertészettudományi Karának több szaktanszéke is részt vesz.

A hagyma (Allium cepa) az egyik olyan zöldségnövény, amely előszeretettel alakít ki mikorrhiza-kapcsolatot. Mesterséges mikorrhizálással (inokulációval) nagyobb hozam (biomassza-produkció) érhető el, nagyobb lesz a B1-vitamin és analógjainak felhalmozódása és növekedhet a szerves savak aránya is. Emellett egyes kutatási eredmények alapján a mikorrhiza-kapcsolat fokozza a víz felhalmozódását is a hajtás szöveteiben.

A török Harran Egyetemen paprika (Capsicum annum) esetében vizsgálták a mikorrhizáltság kedvező hatásait egy speciális termesztési stressz esetében. Az üvegházi körülmények között, perlit-homok termesztőközegben nevelt kísérleti növényeken a magas sótartalmú tápoldat hatását tanulmányozták. Eredményeik alapján a közeg NaCl-tartalmának növekedésével a gyökerek mikorrhizakolonizáltsága csökkent, mivel a magas sótartalom gátolta a spórák csírázását, a hifák növekedését. A kontroll növényeknél a sóstressz miatt a hajtás és a gyökér szárazanyag-tartalma alacsonyabb lett, de az oltóanyaggal kezelt növények esetében ez a csökkenés kisebb mértékű volt, mint a nem fertőzött növényeké. A gombával szimbiózisban élő paprika leveleiben magasabb volt a foszfor-tartalom, és ez így volt a sóstressz alatt álló mikorrhizált növényeknél is. A mikorrhiza-gombák a növényeket erőteljesebb klorofill-előállításra ösztönözték, amiből arra következtethetünk, hogy a mikorrhiza gombák csökkenthetik a klór nitrogén-felvételre kifejtett gátló (antagonista) hatását. A sóstressznek kitett növények esetében a foszfor tatalmat is fokozta az AM-kapcsolat jelenléte. Összességében tehát elmondható, hogy a sóstressz növényekre gyakorolt negatív hatásait tompít-hatja a gomba-növény kapcsolat.

Hasonló megfigyelésről számoltak be a South Valley Egyetem (Egyiptom) kutatói is paradicsommal (Solanum lycopersicum) történt kísérleteik alapján. Vizsgálataik során a gombával szimbiózisban élő növények stresszelt körülmények között is nagyobb szárazanyaggal rendelkeztek. Az AM-kapcsolatban élő paradicsomok terméseinek nagyobb volt a friss tömege, és így a hozam növekedett. A levelekben mért klorofill-tartalom e kutatás-ban is növekedést mutatott, de a már korábban említett foszfortartalom is nőtt (ami a hatékonyabb foszforfelvétel bizonyítéka). A kaliforniai Davies Egyetem munkatársai vízhiány esetében vizsgálták a mikorrhizák hatásait, szintén paradicsomon. A mikorrhiza-kapcsolatban élő növényeknél az USA-ban is magasabb hozamot tapasztaltak. Magasabb volt a nitrogén- és foszfortartalom, de az AM-gombával együtt élő növény vízhasznosítását deficites öntözés mellett is hatékonyabb volt. Ez a tapasztalat a fejes saláta (Lactuca sativa) szárazságstressz-toleranciájának vizsgálata során ugyancsak biznyítást nyert.

Ezek a hatások már több, mint 15 éve arra irányították a kutatókat, hogy a gyakorlatban is alkalmazható, kereskedelmi forgalomban is megvásárolható oltó-anyagokat hozzanak létre, amelyek az élelmiszer-előállításban jelentős zöldség és gyümölcsök biztonságosabb termesztéséhez megfelelő támogatást adhatnak. Jelenleg Magyarországon több készítmény is megvásárolható, amelyek a növények mikorrhizálására használhatóak. Ezek általában olyan porított készítmények, amelyek nagy mennyiségben tartalmazzák az adott mikorrhiza-gomba spóráit. A kutatások alapján a fertőzéseknél legelterjedtebben a Glomus nemzetség fajait alkalmazzák. Ugyanakkor a „fertőzési” folyamat olyan sok összetevőtől függ, amely a gyakorlati alkalmazást kissé nehezíti. Jelenleg tehát számos helyen folynak azok a kutatások, amelyek az egyes fajok esetében alkalmazható megbízható oltási technika kidolgozására irányulnak. Ugyanakkor emellett a hatásmechanizmus még pontosabb megismerése és le-írása is cél.

A készítmények kijuttatásának módja is meghatározó, ugyanis a termékek piaci ára meglehetősen magas, és a termesztők nagy része nem rajong a felesleges plusz költségekért. Ebből a szempontból ugyanis nem mindegy, hogy a szaporítóanyag (palánta, dugvány) kezelése az oltóanyagba mártással történik, vagy a granulált oltóanyagot a termesztési területre közvetlenül kell kijuttatni mikrogranulátum-szóróval, majd talajba forgatása, vagy vízben feloldva az öntöző-rendszer segítségével. Emellett kérdés az is, hogy vegyszerekkel terhelt közegben ezen anyagok alkalmazása mennyire lehet fenntartható.

Rendelkezésünkre áll tehát egy olyan módszer, amelyről jól tudjuk, hogy hatékonyan, és természetes módon, egy pozitív együttműködésen alapulva segíthetné a termesztők munkáját. Az elmúlt években történt erőfeszítések ellenére azonban még mindig van fejlesztésre váró terület, amelynek kidolgozása révén a termékek felhasználásánál felmerülő költségek megtérülése igazoltan biztosítottá válik.

Szerzők:
Fekete Katalin doktorandusz,
SZIE Zöldség- és Gombatermesztési
Tanszék
Dr. Pap Zoltán adjunktus,
SZIE Zöldség- és Gombatermesztési
Tanszék
Dr. Erős-Honti Zsolt docens,
SZIE Növénytani Tanszék