Napjainkban a fejlődés és a globalizáció üteme egészen új kihívások elé állítja a modern növénynemesítőket. Ugyan a bioinformatika adta lehetőségek kiaknázása még koránt sem ért a végére, azonban a problémák technológiai megközelítése önállóan nem nyújt hosszútávú megoldást. A 21. századi komplex mezőgazdaságot és a környeztet érintő problémák (környezetszennyezés, globális felmelegedés, népességnövekedés, urbanizáció, édesvíz hiánya stb.) komplexitása komplex, rendszerszerű megoldást igényel. Ilyen megoldások ismérve, hogy felhasználják a múlt tapasztalatait és bevált gyakorlatait és ötvözik azt a kor modern technológiájával. Ilyen ideológia mentén kell megszabni a jövő növénynemesítési irányvonalait, és a helyi adottságokhoz adoptálni, ha fenntartható és egészséges jövőt szeretnénk biztosítani a következő generációk számára. Ezt figyelembe véve a termőföld értéke és az városi zöld felületek kiemelt jelentőségűek. Ezek optimális hasznosítása elengedhetetlen az egészséges környezet és élelmiszertermelés biztosítása szempontjából. Mindezen feltételek megteremtése érdekében alternatív növényfajok bevonása a mezőgazdasági és kertészeti gyakorlatba szükséges. E fajok meghatározása nem pontos és megoszlanak a vélemények mely növénycsoportok gyűjtőneve. A külföldi szakirodalom ezeket a növényeket ’neglected’- elfeledett, ’under utilized ’- kevéssé alkalmazott növényeket érti ez alatt, melyek gazdasági jelentősége kicsi. Azonban nem csak szántóföldi vagy takarmány növények tartozhatnak ebbe a csoportba, hanem dísz- fűszer- és gyógynövények is. Vannak és voltak olyan növénynemesítők, akik ennél tovább mentek e fajok termesztéstechnológiai fejlesztésénél, és egy többcélú felhasználási rendszer kutatásába a biotechnológia modern eszközeit vetik be. Ilyen modern szemléletű kutató és dísznövény nemesítő volt Dr. Kováts Zoltán címzetes egyetemi tanár, az MTA doktora. Munkássága során kihasználta hazánkban lévő kivételes környezete adta adottságait és egyedülálló egynyári és évelő dísznövényfajták nemesítésével öregbítette hazánk hírnevét. Több növénycsalád közül különös figyelemmel fordult az évelő mályvafélék felé. A nemesítési irányvonalak meghatározása során figyelembe vette a városi zöldfelület gazdálkodás jövőbeni igényeit, és a modern biotechnológia eszközeivel új, un. ’biogenerációs ’ növényekként szerette volna a mályvákat bevezetni a mezőgazdasági gyakorlatba. E növények jellemzője, hogy a nemesítés alacsony fokán állnak, azonban biotechnológiai eszközökkel a domesztikáció gyorsan véghezvihető, ellenállóak mind biotikus mind abiotikus nyomással szemben, valamint többcélú felhasználásuk lehetséges. Ilyen fajok lehetnek a közparkokból eddig még hiányzó ellenálló évelő félcserjék, cserjepótlók, melyek többcélú hasznosítását a magok kedvező beltartalmi paraméterei, száraz biomasszájuknak jó égési tulajdonságai, talajrekultivációs képessége vagy éppen mézelőként történő felhasználásuk indokol. Kutatásaim célja az volt, hogy tanulmányozzam a Kováts Zoltán által a Debreceni Egyetem MÉK-re hagyott K. vitifolia és K. balansae fajhibrid hasadó populációját kertészeti és egyéb hasznosíthatóság szempontjából, valamint hogy a félcserje mályvafélék egyes alternatív hasznosítási irányait tovább kutassam. Ebből a szempontból modellnövényként a S. hermephroditát választottam, melynek magas biomassza hozama, ellenálló képessége és többcélú hasznosítási iránya kiemelkedő. A vizsgálatok során a Debreceni Egyetem Jövő Biomassza Növényei Bemutató Kertben megtalálható fajhibrid állomány morfológiai és fiziológiai felvételezését végeztem 2013-2017 között. Ez alatt kertészeti szempontokat (virágszín, habitus, terméshullás, levélforma) figyelembe véve kiemelésre került 10 egyedet, melyek különleges tulajdonsággal bírtak. Az egyedek között 6 egyed a vegetáció kezdeti szakaszában sárga leveleket fejleszt, mely szintén értékes tulajdonság kertészti szempontból. Ezen egyedek fotoszintetikus paraméterei is felvételezésre kerültek, mely során bebizonyosodott a fotoszintetikus pigmentek alacsony koncentrációja, és a fotoszintézis hatékonyságának összefüggése. E megfigyelés alátámasztja a növekedési erélyben tapasztalt elmaradást is, és minden bizonnyal e változat kertészeti használata esetében figyelmet érdemel. A fajok genetikai diverzitásának vizsgálata a Kováts Zoltán által kijelölt fajok áramlási citometriai és molekuláris markerezésére került sor, mely során RAPD és SSR molekuláris markeret használtunk. A hozzávetőleges genomméret meghatározása során a S. hermaphrodita bizonyult a legnagyobb méretűnek. A fajhibridek vizsgálta nem hozott különbséget, a K. vitifolia és a Kvb között. A hármas nemzettéghibrid (Alcea x Althaea) áramlási citometriai vizsgálata azonban alátámasztotta a hibrid nagyobb genomméretéből adódó allopoliploid mivoltát. A genetikai diverzitás vizsgálata során különbséget találtunk a hasadó populáció között. A hármas nemzetséghibrid (Alcea x Althaea) szülői vonalait is vizsgálat alá vontuk, ahol bebizonyosodott a rokonsági kapcsolat. A további nemesítési céloknak megfelelő tulajdonságok további genetikai vizsgálta a jövőben elengedhetetlen a faj sikeres nemesítése szempontjából. A magok beltartalmi paramétereit tekintve megállapítható, hogy kedvező beltartalmú és összetételű, nyersfehérje tekintetében az A. cannabina magjai a leggazdagabbak (19,37%), a legmagasabb olajtartalmúnak a K. vitifolia x balansae magjai bizonyultak (16,5%). Az összetételek tekintetében nagy a hasonlóság, a legnagyobb arányban lionolsav található bennük, minden esetben több, mint 60%-ban. A csírázási vizsgálatok során kiderült, hogy az A. cannabina magjai igen kis százalékban csíráznak (0-1%), ami a magas fertőzöttségnek tudható be (27,3-30%). A magok ülepítése pozitív eredmény hozott, azonban a szaporító anyag kis mennyisége miatt magkezelési kísérletek elvégzésre nem volt lehetőség. A K. vitifolia esetében a csírázási arány kedvező volt, 40%. A forróvizes kezelés azonban nem hoztott pozitív hatást a csírázásra. A száraz hideg kezelés hatására a magok csírázása nőtt 43,5%-ra, azonban a fertőzöttséget a forróvizes kezelés csökkentette jelentősen 0%-ra. A generatív szaporítás sok esetben a fajhibridek esetében nem lehetséges a felmerült termékenyülési zavarok miatt, ezért sok esetben szükség van a vonalak vegetatív szaporításának kidolgozására. Ennek in vitro módját azért választottam, hogy a modern biotechnológia alkalmazása lehetővé váljon egy kidolgozott sejt-növény rendszer kifejlesztésével. Mivel ezzel kapcsolatban már évtizedes múlt állt a tanszék háta mögött, köszönhető Prof. Fári Miklós és Kováts Zoltán és munkatársai áldozatos munkájának, már előkísérleti adatok rendelkezésünkre álltak a megfelelő protokoll kidolgozására. Ezek alapján a NAA, mint auxin, és a KIN, mint citokinin hozzáadása eredményezett embrionális kalluszokat. Ezek ideális koncentrációja 0,5 NAA és 0,3 mg l-1 KIN kiegészítést jelent. Az ilyen táptalajon regenerálódott embriókból növény nevelés a csökkentett cukor (1,5%) és NAA 0,1 mg l-1) volt a leghatékonyabb, amikor is 8-10 növényt sikerült regenerálni Petri-csészénként átlagban. Ennek a hatékonyságán még javítani kell. A gyökeresedést a glükóz, mint cukorforrás elősegítette, azonban teljes növények kisebb számban fejlődtek. A 2010-ben poliploidizáláson átesett Sida vonalak vizsgálata nem támasztotta alá a Sida poliploid mivoltát. A genom hozzávetőleges mérete sem a sztóma sűrűsége és mérete nem támasztotta alá a kísérlet sikerességét. A magok vizsgálata során nem csak az derült ki, hogy a beltartalmi paraméteri, magas (17-20%) olajtartalma ígéretes nemesítési irányvonal, hanem hogy megfelelő magkezeléssel első osztályú vetőmag állítható elő belőle. Az ülepítéssel egybekötött forróvizes magkezelés a csírázási %-ot 80% fölé emelte laboratóriumi, és 50% fölé emelte üvegházi körülmények között. Az erre alapozott palántanevelés költséghatékony, biztonságos és programozható. A magok belső fertőző gombabetegségektől (Alternaria spp, Fusarium poliferatum) mentesek, gyorsan és egyöntetűen kelnek fejlődnek. Az üzemi palántanevelési kísérletek alapján 45 nap alatt egészséges, fejlett palánta állítható elő. A palántanevelés extenzív, ultra sűrű ültetvényekbe is megoldható, ahol az un. dajkatálcás palántanevelés technológiával a költségek minimalizálására van lehetőség. A módszer gépesíthető, egyszerű és a palánták kitelepítése és szántóföldi körülmények közötti teleltetésének lehetősége a telepítést vagy az állomány utánpótlását egész évben lehetővé teszi. A palánták egyszerű ekével kiszánthatók, a gyökeres szakított palánták kézzel vagy palántázó géppel letelepíthetőek. A biomassza termelés további fontos aspektusa az alkalmazott térállás. Mivel számunkra minden esetben a biomassza növényekkel szemben az elsődleges követelmény, hogy az extenzív, vagy marginális körülmények között is képes legyen biomassza produkcióra, ezért ilyen esetben előnyösebb lehet a hektáronkénti kevesebb növény alkalmazása az ültetvényekben. Ilyen esetekben ki lehet kerülni a gyors talajkimerülést és a betegségek felszaporodását. Kísérleteink igazolták a tágabb térállás talajkímélő hatását. A 10 000 növény/ ha térállás sokkal kiegyenlítettebb biomassza eredményt hozott, 2. éven: 11 209, 3. éven 11 265 t 4. éven: 8 945 5. éven :8 612 t terméshozamot kallkuláltunk hektáronként trágyázás, öntözés és növényvédelem nélkül. Azonban a termésátlagot egyéb tényezők, mint a gombabetegsége is befolyásolták, ezért a térállás tekintetében további vizsgálatokra van szükség a talajlakó kártevők felvételezése, és egyéb talajmikrobiális mikroorganizmus közösségek monitorozása révén.

Nowadays the pace of globalization and development brings new challenges to modern plant breeders. Although the opportunities afforded by bioinformatics have not been exploded completely, the approach of global problems in technology point of view not will provide a long-term solution. Thus, we need a comprehensive solution in order to solve the complex problem regarding environment and agriculture (environmental contamination, global climate change, increase of population, urbanization, lack of water etc.) In the 21th century the criteria of these solution methods are that use the past knowledge and practice combining the modern technology and tools. If we want to ensure the food and environment security for the next generations we should set the new plant breeding direction along this ideology. In land-use’ point of view, the arable and urban landscape should be multipurpose (utility). Considering this trend, use underestimated and neglected species involve in the agro and ornamental plant production could be beneficial for the future. The definition of these species is not uniform between the scientists. These crops are categorized as ‘minor crops’ and have less importance globally in terms of production and market value. Some crop species may be widely distributed worldwide but tend to have preference in the local ecology and local production and consumption system. However, not only food and fodder crops include this group but medicinal-, spice- and ornamental species. There was some plant breeder who aimed to study the multipurpose utilization of these neglected plants with the modern biotechnology tools. Dr. Zoltán Kováts ornamental plant breeder, doctor of Hungarian Academy of Sciences, was that kind of scientist. During his scientific work, he took advantage of the exceptional circumstances of our country and enhanced the reputation of our country by breeding unique annual or perennial ornamental varieties. The Malvaceae family was one of the breeded highlighted plants group. He considered a modern direction when he set up the way of ornamental mallow breeding. He intended to introduce ornamental mallow varieties to the market as a ’biogeneration’ plants, taking into consideration the future demands of public landscape management and using modern biotechnology methods. These ’biogeneration’ plants are not involved in intensive breeding program, These plants are characterized by a low level of breeding, but with biotechnological tools, domination can be carried out quickly, they can be resistant to both biotic and abiotic stress, and multipurpose use of the plants are also possible. The perennial semi-shrub ornamental mallow species should be suitable for fill the gap of these multipurpose varieties due to the favorable nutritional parameters of seeds, the good combustive quality of dry biomass, the ability for soil recultivation and the opportunity for honey production.. The aim of this research was to study the multipurpose utilization and modern breeding direction of some semi-shrub underestimated mallow species and hybrids selected by Dr. Zoltán Kováts. We have highlighted and determined the possibility of our legacy, the hybrid Kitaibela vitifolia x K. balansae population utilization (mainly ornamental), propagation and to describe the genetic diversity of the segregated hybrid population. Based on the knowledge of the famous breeder. The main biomass model mallow species was Sida hermaphrodita, which has quite high dry biomass yield under marginal condition. In addition, this species tolerant against mallow rust, and has excellent phytoremediation ability and the sidas breeding programme had already initiated by/with the in vitro polyploidization of Sida seedlings with cholhicine treatment in our department (Szarvas et al. 2008). We had described some morphological parameters of the Kvb hybrid population, in the Plants of the Future Demonstration Garden, University of Debrecen, from 2013 to 2017 in the horticultural usage point of view. Based on these aspects we have determined four phenotypic characters, growth habit, color of petals, the shape of the leaves and the falling feature of overbloom flower cluster. Thus we have selected ten genotypes having favorable characteristic and ornamental value. We have found 6 genotypes of these selected progenies having yellow leaves during the early vegetative period hereby they have ornamental value. During the photosynthetic measurements and pigment concentration determination, we measured very low photosynthetic efficiency in the PSII in a result of very low pigment amount of leaves. The photosynthetic pigment concentration had increased gradually as a time went by, during the season. The horticulture practice has to consider this phenomenon using these genotypes in public garden. We have determined the selected mallow species Althaea officinalis, Alcea rosea, Althaea x Alcea hybrid progeny, Kitaibela vitifolia, and Kitaibela vitifolia x K. balansae progeny and Sida hermaphrodita cytogenetic diversity based on their relative DNA content. We have not found significant differences between the Kvb genotypes and K. vitifolia parental lines nor between the polyploidized and the control Sida lines. The relative genome size, C-value of Althaea x Alcea hybrid lines was higher than the parental species (Althaea officinalis, Alcea biennis), confirming the aloploidiy in the hybrid progeny. The genetic diversification based on SSR and RAPD molecular marker was carried out on all studied mallow species and the selected Kvb genotypes as well. We found genetic diversity among Kvb genotypes, and we could confirm the genetic connection between the Althaea x Alcea hybrid and the parental lines. We have determined the mallow seeds crude protein and oil content and the fatty acid compound. The Althaea cannabina’s seeds had the highest protein content 19,37 %, and the highest oil content in Kvb ’s seeds was measured 16,5%. In connection with the fatty acid composition, the studied species showed similar ratio, the highest fatty acid was the linoleic acid more than 60% in all cases. The most favorable seeds compound in the sida seeds was detected, 19% oil and 17% crude protein. During the germination assay of Althaea cannabina and K. vitifolia we found that the very low germination capacity (0-1%) had a connection with high infection rate (27,3-30%). The seeds preliminary selection based on their sedimentation capacity showed positive effect on germination in all cases. Because of the seeds low amount we have not been able to carry out other seed priming examination in case of A. cannabina. The germination ratio of the K. vitifolia was better, around 40%. The hot water treatment, which we used in case of Sida, had not have a positive influence. On the other hand, the dry cold treatment has increased the germination rate to 43,5%. The hot water treatment has slightly reduced the infection ratio to zero. Due to the inhibited generative propagation, an efficient vegetative propagation technique needed. In order to create a cell plant system for modern biotechnology tools, the development of an in vitro propagation method was required. Since there was researches in the fild more than a decade ago in our department, thanks to the work of Prof. Miklós Fári and Zoltán Kováts and his associates, preliminary data have been available to develop the appropriate protocol. The optimal hormonal concentrations were between 0,2-0,5 mg l-1 NAA and 0,3 mg l-1 to generate highly organogenic callus. We could regenerate 8-10 whole plants per Petri dishes originated from these organogenic/embryogenic callus with reduced sucrose (1,5%) and NAA (0,1 mg l-1) concentration. The ratio of development of roots was higher in media with glucose as carbohydrate. The polyploidization programme of Sida was examined, based on flow cytometric data, photosynthetic pigment concentration and density and size of stoma. Sida’s genome size (7,3-6,7 pg) was big enough but neither of the examinations could verified polyploid status of the sidas. Based our seed compound assay we have concluded, sida’s seeds has quite good quality with 17-20% oil content. The adequate tow step seed priming could rised the low germination capacity (5-10%) over 80 % under laboratory circumstances and above 50% even under greenhouse conditions. We have carried out semi-industrial plantlet propagation experiment in 2014 and 2015. A new nurse in tray plantlet production was developed as a cost-effective method, which can make the plantation establishment flexible and independent. This method could be used easily in case of mechanized plantlet and also wintered in as well as applied in ultra-dense nursery. The plantlet can be treated by plough and the planting can be easy to execute by hand or planting machine. The other important aspect of the biomass production is the plant density. As a modern second and third generation biomass plants they are suitable to produce under the marginal condition, the lower plant density could be more favorable. The less plant application in the same area could compensate the soil depletion, in addition, the soil-borne fungi have not able to spread as fast as in more dense plantation. Based on our biomass data, as a result of lower plant density, 10 000 plants per hectare produced more balanced biomass yield, 11,2; 11,2; 8,9 and 8,6 t ha-1 without fertilization and irrigation.The average yield was influenced by many factors, as soil-borne diseases, and soil microorganic colonies which factors need to be studied in the future.