Rólunk  

Intézetünk (alapítva 1880-ban) több, mint száz éves múltra tekint vissza. Növényvédelmi Kutatóintézetként 1982 óta a Magyar Tudományos Akadémia (MTA) intézethálózatának tagja. 2012-től az MTA Agrártudományi Kutatóközpont részintézménye MTA ATK Növényvédelmi Intézet néven.

A feromonkutatás mint önálló, új szakterület kezdetét az első feromon-meghatározás dátumához, a selyemlepke feromonjának szerkezet-azonosításához kötik (1959). Az ilyen jellegű kutatás metodikai nehézségét jól jelzi, hogy 1970-ig mindössze 5 további faj feromonját sikerült azonosítani világszinten.

A magyar feromonkutatás az Intézet Állattani Osztályán kezdődött és itt terebélyesedett ki. A hazai feromon-kutatás Intézetünkhez köthető jelentős múltját mi sem mutatja jobban, mint hogy az ilyen jellegű kutatások kezdete 1975-re tehető.

 

 

Az új, ismeretlen szerkezetű feromonok feltárásához speciális és drága műszerekre van szükség, továbbá olyan vegyszerekre, amelyek rendkívül tiszták, a biológiai hatást lerontó szennyező anyagoktól mentesek. A hőskorban az MTA NKI Állattani Osztályán korántsem álltak rendelkezésre olyan műszerek, amelyek már akkor természetes tartozékai voltak a nálunknál gazdagabb országok feromonlaboratóriumainak. Sőt, sokszor a legegyszerűbb kellékek is hiányoztak. Az indulást követően hosszú munka eredményeként sikerült kiépíteni azokat a legszükségesebb, speciális berendezéseket, műszereket, amelyek nélkül az ilyen jellegű kutatások nehezen, vagy szinte egyáltalán nem kivitelezhetőek. Ezek közül a legfontosabbak a légtérből történő feromon-visszafogást szolgáló berendezés (egyik típusa az ún. CLSA), a csápválaszt mérő elektroantennográf (EAG), a feromont specifikusan jelző bioszenzoros gázkromatográf (GC-EAD), valamint a feromonra adott viselkedési (irányított repülési) válaszreakció mérését lehetővé tévő rovar-szélcsatorna (FT). A felsorolt berendezések/műszerek – tudomásunk szerint– csak Intézetünkben találhatóak meg és működnek hazánkban.

A feromonkutatás interdiszciplináris jellegéből adódóan együttműködések hálózatát építettük ki országon belül és kívül egyaránt. Intézetünk számos neves magyar és külföldi kutatóhellyel, egyetemmel és gazdasággal dolgozik együtt és tartja fenn a kapcsolatot.

Kutatómunkánk eredményeként a világon elsőként határoztuk meg – nemzetközi együttműködésben – mintegy 40 lepkefaj, 20 bogárfaj és egy kétszárnyú faj feromonját, amelyek többségükben jelentős mezőgazdasági kártevő fajok.  Az esetek jelentős részében teljes feromon-meghatározásról van szó, néhány esetben pedig olyan kiegészítésről, amely elengedhetetlen a kártevő faj megbízható előrejelzéséhez.

A fenti fajok esetében sikerült a gyakorlati előrejelzés számára használható csapdákat kifejlesztenünk. Mindezen eredményeinkre alapozva hoztuk létre 1993-ban Intézetünk non-profit szaktanácsadó rendszerét „CSALOMON® csapdacsalád” néven, amelynek keretében ismertetőanyaghoz, valamint magukhoz a feromon- és színcsapdákhoz juthatnak mindazok, akik ezt Intézetünktől megrendelik. Csapdáink nem csak előrejelzésre és rajzásmegfigyelésre alkalmasak, hanem bizonyos fajoknál tömegcsapdázásra is használhatóak. Jelenleg (2012) 96 db növényvédelmi, vagy erdészeti kártevő fajra biztosítunk feromoncsapdát a termesztőknek.

Csapdáink sikerességét példázza, hogy az általunk kifejlesztett CSALOMON® PAL feromoncsapdát az EU országokban a kukoricabogár észlelésére ajánlott csapdaformává nyilvánították az EU framework 5 (QLK5-CT-1999-01110) projektben. A CSALOMON® feromoncsapda-család 1996-ban az OMÉK Nagydíját nyerte el.

2012 óta a CSALOMON® csapdacsalád forgalmazását az MTA ATK Növényvédelmi Intézeten belül az immáron önálló osztállyá fejlődött Alkalmazott Kémiai Ökológia Osztály végzi. Személyi állományunk jelenleg (2012) egy vezető kutató, két posztdoktor kutató, két PhD-hallgató és hat asszisztens.

Az Osztály a csapdák értékesítése mellett intenzív kutatómunkát végez, újabb fajok előrejelzésére és rajzáskövetésére alkalmas csapdákat és csalogatóanyagokat fejlesztve ki. Az eladott csapdákból befolyó összeget új fajok előrejelzésével kapcsolatos kutatásainkra fordítjuk, így aki csapdáinkból vásárol, az a hazai kutatást támogatja! Hisszük, hogy csapdáinkkal olyan előnyt adunk a termékeinket használó termelők részére, amely előny a szakszerű felhasználás és az előrejelzésre alapozott célzott növényvédelmi kezelés során igazi haszonná válik a termelésben. Csapdáink segítségével a termesztők nem csak hatékonyabban, hanem kevesebb vegyszer felhasználásával, így kisebb költségből és környezetkímélőbb módon védekezhetnek a kártevő rovarok ellen.

 

   
A CSALOMON® csapdák születése  

Egy faj előrejelzésre alkalmas csapdájának kifejlesztése hosszú évek kemény kutatómunkája. Előfordulhat, hogy több éves kutatás alatt sem sikerül csapdát kifejleszteni, de a kutatás legszerencsésebb alakulása esetén is több évig eltarthat, míg egy adott faj előrejelzésére alkalmas, megbízható csapda elérhetővé válik a termesztők számára.

 

A hosszú kutatási folyamat mellett a csapdafejlesztéseket tovább bonyolítja, hogy egy adott kártevő faj csak az év bizonyos szakaszában, a rajzási idejében van jelen, így csak ez alatt a rövid időszak alatt (van, hogy mindössze néhány rövid hétig) vizsgálható a teljes év során.

 Ahogy a rovarok kémiai kommunikációja is fajspecifikus (azaz fajonként különböző) és gyakran apró részletekben rejlő eltérések adják a különbséget, úgy a fajokra fejlesztett csapdák is olyan fajspecifikus, bonyolult szerkezetek, ahol az apró részletekben rejlik a lényeg. Épp ezért is fontos az, hogy a csapdák összerakásánál és használata során mindent a csatolt útmutató szerint hajtsunk végre pontosan.

 

 

A feromonok kutatása labor- és szabadföldi kísérleteken alapszik. A következőkben egy rövid betekintést szeretnénk nyújtani a csapdafejlesztés lépéseibe, hogy megmutassuk munkánk összetettségét és egy csapda forgalomba-kerülésig bejárt hosszú útját.

 

Feromonok azonosítása  

Az új, ismeretlen szerkezetű feromonok feltárásához és azonosításához speciális és drága műszerekre van szükség, illetve rendkívül tiszta, a biológiai hatást lerontó szennyező anyagoktól mentes vegyszerekre. Kizárólag speciális feltételek mellett, speciális eszközpark birtokában valósítható meg az ilyen típusú kísérletek kivitelezése.

 

A feromon kivonása 

A feromon kivonható közvetlenül a termelődés helyéről, a feromonmirigyből, oldószer segítségével.  Mivel a feromon mirigy elhelyezkedése rovarcsoportonként különböző és nem minden fajnál ismert, hogy hol található, ez a módszer sok faj esetében nehézségekbe ütközik és a feromon-mirigy preparálása sem egyszerű.

 

A teljes testből történő kivonás módszerével gyakorlatilag „tűt kell keresnünk a szénakazalban”, hiszen míg a feromon roppant kis mennyiségben van csak jelen (a főkomponens mennyisége, fajtól függően, például sokszor csupán néhány pikogramm nőstényeként), a testből számos, az azonosítást nehezítő „szennyező“ anyag (pl. nem feromon jellegű anyagcseretermékek) kioldódhat, nagyságrendekkel nagyobb mennyiségben.

 

Az egyik „legtisztább” módszere a feromon-kivonásnak, ha a feromont termelő élő rovaregyedeket zárt térben tartva az általuk kibocsátott feromont a légtérből visszagyűjtjük, oly módon, hogy a feromont is tartalmazó, a zárt térben keletkező illékony vegyületeket egy szűrő segítségével „kifogjuk” a levegőből. A szűrőről ezt követően különlegesen tiszta oldószerrel mossuk le a vegyületeket, olyan kivonatot készítve, amelyben reményeink szerint az aktív feromonkomponensek is benne vannak.

A módszer munkaigényes volta miatt van úgy, hogy a kivonatok elkészültét követően, már nincs lehetőség a kivonatokat tesztelni élő állatokon, mert a rajzásuk végetér. Ilyenkor gyakran egy teljes évet kell várni a további munkafolyamatokig.

   

 

A kivonatok aktivitásának tesztelése  
Az egyik ivar által termelt feromont a faj ellenkező ivarú egyedei a csápjukon található, erre specializálódott érzékszőrökkel fogják fel. Lehetőség van arra, hogy a feromonnal történő ingerlés hatására a csáp alapi és csúcsi vége között keletkezett akciós potenciált elvezessük és mérjük, így számszerűsítve a csáp válaszának erősségét. Erre szolgál az elektroantennográf (EAG). A műszer segítségével tehát érzékelni tudjuk, hogy egy adott kivonat kivált-e valamilyen válasz-reakciót a csápból. Ha egy kivonatra a csáp válaszol, akkor nagy eséllyel benne vannak a kivonatunkban a feromon-komponensek. A kérdés ezek után már csak az, hogy pontosan melyek ezek a vegyületek, hiszen kivonatunk más típusú anyagcsere-termékeket és esetlegesen más, a környezetre jellemző, szennyező anyagokat is tartalmazhat.
   

 
A feromon-komponensek szerkezetazonosítása  bioszenzoros gázkromatográf (GC-EAD) segítségével

A bioszenzoros gázkromatográf egy gázkromatográf és egy elektroantennográf összekapcsolása.

Az Intézetünkben található bioszenzoros gázkromatográf (GVOP-3-2-1-2004-04-0153/3.0) hazánkban egyedül csak Intézetünkben fellelhető készülék.

A gázkromatográf képes különválasztani kivonatunk vegyületeit. A szétválasztott vegyületek közül a műszerhez kapcsolt rovarcsáp képes érzékelni, hogy a különválasztott vegyületek közül pontosan melyik vált ki válasz-reakciót. Ha egy adott vegyületre a rovar csápja válaszol, az a vegyület nagy eséllyel lehet a faj feromon-komponense.

Az aktív komponensek szerkezetazonosításához komoly kémiai ismeretek és kémiai laborháttér szükséges. 

   

 

A feromon mesterséges előállítása (szintézis)

 
Ahhoz, hogy az immáron azonosított, feltételezett feromon-komponensek tényleges feromon szerepét igazoljuk, szükséges megvizsgálni azok szabadföldi aktivitását, azaz azt, hogy csapdába helyezve őket valóban van-e tényleges vonzó hatásuk. A feromonkomponensek mesterséges előállítása (szintézise)  sokszor rendkívül nehéz, hiszen azok gyakran különleges, ritka, nehezen előállítható vegyületek.
   

Rovar-szélcsatorna kísérlet

 
A rovar-szélcsatorna kísérletek segítségével laborkörülmények között tudjuk igazolni egy vegyület aktivitását. A szélcsatorna egy olyan berendezés, amelyben szabályozott sebességű, egyirányú, lineáris légáramlás van. A légáramlás kiindulópontjához helyezzük a feromon-forrást, majd a szélcsatornába bebocsátjuk a rovart. Ezek mindig a légmozgással ellentétes irányba repülve érzékelik és közelíti meg a feromon-forrást.  A feromon által kiváltott viselkedést, a rovar forrás irányába történő aktív helyváltoztatásával (repülés) tudjuk mérni.
 

Szabadföldi kísérletek és csapdafejlesztés

 

Mielőtt egy rovarfaj csapdája rákerülne termékeink listájára, szigorú minőségellenőrző kipróbálásnak vetjük alá, kiterjedt szabadföldi kísérletekben. Vizsgálataink során nagy ismétlésszámok mellett, gyakran 50-100 csapdás kísérletekben vetjük össze az egyes illatanyag-kombinációk hatékonyságát, hogy statisztikailag megbízható eredmények birtokában dönthessünk arról, melyik a leghatékonyabb. Itt dől el a kérdés, hogy a labormunka során azonosított vegyületek valóban feromonnak tekinthetőek-e? A csalétkek előkészítése hosszadalmas, precíz munkát igényel. Csalogatóanyagaink leggyakrabban több vegyület kombinációi, ahol hosszú kísérlet-sorozatok adják meg arra a válasz, hogy pontosan milyen vegyületek, mekkora mennyiségben, milyen kombinációban és arányban vonzzák legjobban a vizsgált fajt.

 

 

Minden rovarfaj az év meghatározott szakaszában rajzik, így behatárolt idő áll rendelkezésre a vizsgálatokhoz.  Munkánkban rendkívül fontos az időzítés, hogy a csapdákat még a rajzás kezdetén sikerüljön kihelyeznünk, és megfelelő időnk legyen a kísérlet lefolytatásához.

Előfordul olyan eset, hogy egy év időjárási viszonyai nem kedveznek a faj áttelelésének, vagy felszaporodásának és a kis egyedszám miatt a faj nem vizsgálható megbízhatóan abban az évben. Van, hogy lelkiismeretes előzetes feltérképezések ellenére is olyan helyre sikerül kiraknunk a kísérletet, ahol csak ezt követően derül ki, hogy a célfaj nincs megfelelő egyedszámban a vizsgálatokhoz. Ilyenkor előfordul, hogy várnunk kell a következő évig, míg folytathatjuk a kísérlet-sorozatot, hogy megbízható válaszokat kapjunk a kérdéseinkre, vagy új helyet kell keresni a csapdák számára rövid idő leforgása alatt. Legtöbbször a kísérletek eredményeiből újabb kérdések merülnek fel, így a csapdázások mindig több évig tartanak.

A szabadföldi kísérlet fontos része a csapdaalak-fejlesztés, amely során eldől, hogy pontosan melyik az a csapdatípus, amely a leghatékonyabban képes a vizsgált rovarfaj befogására. Ez a rovarok repülési és viselkedésbeli különbözősége miatt nagyon eltérő lehet. Egyes rovarfajokat bizonyos csapdatípusok egyáltalán nem, vagy csak kis hatékonysággal fognak.

Emiatt semmiképpen sem javasoljuk az általunk ajánlott csapdaforma helyett más csapdatípusnak a használatát egy adott faj csapdázásához.

 

Engedélyeztetés

 

Csapdáink minden faj esetében hivatalos engedélyeztetést követően kerülnek forgalomba, forgalombahozatali és felhasználási engedély számmal. Az engedélyezetési procedúra szintén időt vesz igénybe.