Több vitamin, több mikroelem Növények a rejtett éhség ellen - kutatás
A fejlődő országokban - ahol a keményítőtartalmú növények, például a rizs, a manióka vagy a köles a legfontosabb élelmiszerek - az emberek nem fogyasztanak elegendő vitamint és nyomelemet, például vasat vagy cinket. Ez a "rejtett éhség" okozza milliónyi betegséget és halálesetet. Számos nemzetközi kutatási projekt akar ezen változtatni. A vágott növényekben található mikroelemek dúsításán dolgoznak. A géntechnológiának számos előnye van.
Manióka (manióka): Afrika egyes részein a gyökér a legfontosabb élelmiszer. Géntechnológiai módszerekkel E-vitaminnal, vasal és cinkkel dúsítottak.
Köles (cirok): Itt megnövelték az A provitamin, a vas és a cink tartalmát.
Útifű megnövekedett provitamin-tartalommal. Ugandában már folynak a terepi tesztek.
Fotók: IFDC-Photography (fent), Neil Palmer CIAT; ICRISAT-CC BY-NC 20, Queensland Egyetem
Az éhség nem csak a kalóriák hiányát jelenti. A világ számos részén, különösen a fejlődő országokban, az emberek olyan egészségügyi problémáktól szenvednek, amelyek némelyike súlyos, az úgynevezett mikroelemek hiánya miatt.
A mikroelemek olyan anyagok, amelyekre az emberi szervezetnek szüksége van, de nem képesek előállítani önmagukat. Ezek közé tartoznak a vitaminok, nyomelemek és bizonyos aminosavak. Főleg gyümölcsökben és zöldségekben találhatók. De a fejlődő országokban sok ember nem engedheti meg magának.
Ott az étrend többnyire egyetlen vágott növényen alapul, például Ázsiában rizs, manióka (manióka), banán, köles vagy édesburgonya Afrika egyes részein. Az elsősorban keményítőt tartalmazó tároló szerveket fogyasztják. Az ilyen kiegyensúlyozatlan étrend következményei közé tartoznak a növekedési és fejlődési rendellenességek, a fertőzésekre való fokozott hajlam és ezáltal a megnövekedett halálozás vagy - A-vitamin-hiány esetén - vakság.
Az elmúlt évtizedekben számos fejlődő és feltörekvő országban ipari szempontból dúsított, fontos mikroelemeket tartalmazó ételeket és étrend-kiegészítőket osztottak szét. A jelentős sikerek ellenére számos probléma merült fel és van ma is.
Gyakran nehéz a termékeket távoli vidéki területekre szállítani, vagy meggyőzni az érintetteket arról, hogy valóban rendszeresen fogyasztják ezeket az ételeket és készítményeket. Ezenkívül a termékeket folyamatosan kell gyártani és forgalmazni, ami jelentős költségeket jelent.
A tudósok az 1990-es évek óta dolgoznak a mikroelemek dúsításán a helyi élelmiszer-növényekben. Előnye, hogy ezek a növények maguk állítják elő a hiányzó tápanyagokat, amelyeket aztán a napi étrend mellett bevisznek. Ha a gazdák megkapják a megfelelő vetőmagot, akkor már nincs szükség költséges terjesztési programokra. A biofortifikáció nem olcsó alternatíva a kiegyensúlyozott és változatos étrendhez. Ennek ellenére az olyan szervezetek, mint a WHO és a FAO, támaszkodnak a koncepcióra. Mert középtávon a világ egyes régióiban még mindig sok olyan ember lesz, aki nem engedheti meg magának az egészséges, változatos ételeket.
Mikroelem-dúsítás a növényekben: mit tehet a géntechnológia
2004-ben a Nemzetközi Agrárkutatás Tanácsadó Csoportja (CGIAR) elindította a HarvestPlus programot, amelyben világszerte több mint 200 kutató vesz részt különböző kutatóintézetekből. Elsősorban olyan növényfajokkal foglalkoznak, amelyek alapvető tápanyagként szolgálnak a tápanyaghiány által érintett régiókban.
Először édesburgonyát és manióvát használtak Afrikában a mezőkön, mindkettő megnövekedett provitamin-tartalommal. 40 fejlődő országban ma már több mint 300 tápanyagokkal dúsított növényfajta áll rendelkezésre, mint például vassal dúsított bab és gyöngy köles, rizs és búza több cinkkel és kukorica több A provitaminnal. Ezt eddig főleg hagyományos tenyésztési módszerekkel érték el. De vannak határaik.
A géntechnológiai folyamatok és az új anyagcsere-utak létrehozásának lehetősége a növényekben, vagy azok optimalizálása (anyagcsere-technika) "hozzájárulhatnak a bioforrással megerősített növények hatékonyságának és előnyeinek további növeléséhez". Ez a következtetés a Nature Communications folyóirat egyik aktuális nemzetközi publikációja, amelyben nyolc ország 14 kutatóintézete vett részt.
Géntechnológiai megközelítésekkel lényegesen magasabb mikroelem-tartalom érhető el a növényekben, mint önmagában a hagyományos tenyésztési módszerekkel.
Prof. Dr. Dominique Van Der Straeten, Genti Egyetem
Ha egy növényfaj génállományában nincsenek megfelelő gének, akkor nem lehet keresztezni más fajtákból vagy rokon fajokból hiányzó összetevőket. Ez a helyzet például a rizzsel, amely „természetesen” nem termelhet A-vitamint - vagy annak prekurzorait - a gabonában. A géntechnológia felülmúlhatja ezeket a határokat: A növényeket most már úgy lehet módosítani, hogy a hiányzó vitaminokat vagy nyomelemeket termeljék.
Még akkor is, ha egy növényfaj képes előállítani egy bizonyos mikroelemet, a hagyományos tenyésztési módszerekkel elérhető szintek gyakran túl alacsonyak ahhoz, hogy ténylegesen legyőzzék a rejtett éhséget. A megfelelő anyagcsere útvonal géntechnológiával „kiváltható”, például azáltal, hogy az abban részt vevő promótereket hosszabbá és aktívabbá teszi.
Körülbelül nyolc-tíz évbe telik, amíg a hagyományosan tenyésztett, dúsított növényfajta vetőmagként eljut a gazdákhoz. Ha további mikroelemeket akarunk dúsítani, az megint ennyi időbe telik. A géntechnológia, különösen az új genomszerkesztési módszerek, sokkal gyorsabban lehetővé teszik az új, biotanúsított fajták kifejlesztését. A növényeket egyszerre több vitaminnal vagy nyomelemkel is gazdagíthatjuk.
Hagyományos tenyésztéssel - például amikor egy vitamindús vadon élő rokont nagy termésű fajtákba kereszteznek - a kívánatos tulajdonságok mindig elvesznek. Ezeket aztán több backcrossing lépésben vissza kell állítani - és ez sok időbe kerül.
A gazdálkodóknak nem kell választaniuk tápanyag-sűrű vagy stabil hozamú fajták között.
Prof. Matin Qaim, Göttingeni Egyetem
A géntechnológiával - és még inkább a sokkal pontosabb genomszerkesztési eljárásokkal - a legjövedelmezőbb, helyileg legjobban adaptált fajták célzottabban és nagyobb keresztezési veszteségek nélkül megváltoztathatók. Ez megkönnyíti a dúsítás olyan tápanyagokkal való kombinálását, amelyek előnyös tulajdonságokkal bírnak, például szárazságtűréssel vagy kártevőkkel és betegségekkel szembeni ellenálló képességgel. „A gazdáknak nem kellene eldönteniük, hogy tápanyagban gazdag vagy stabil hozamú fajtákat termesztenek-e. Fontos mindkét szempont egyesítése ugyanazokban a fajtákban, és hozzájárulhat a széles körű használathoz, különösen a kisgazda szektorban. ”- mondja Matin Qaim, a göttingeni egyetem mezőgazdasági közgazdásza, a biofortifikációról szóló tanulmány társszerzője.
A Gates Alapítvány által 2003-ban elindított Grand Challenges in Global Health Initiative részeként a géntechnológia segítségével a különböző mikroelemeket rizsben, manióvában, cirokban (kölesben) vagy banánban gazdagítják. Az így kifejlesztett növényeket helyi fajtákba kell keresztezni, és a fejlődő országok kistermelői számára licencdíj nélkül hozzáférhetők. A kezdeményezésben a világ különböző intézeteinek tudósai vesznek részt. A legismertebb - de nem az egyetlen - projekt az A-provitaminnal dúsított aranyrizs, amelyen az 1990-es évek óta dolgoztak.
Egy másik példa a Banana 21, a Queenslandi Műszaki Egyetem (Ausztrália) és az Ugandai Nemzeti Agrárkutatási Szervezet közös projektje. Nagyobb arányú A-provitamint és vasat tartalmazó banánt fejleszt ki. Az útifű alapvető élelmiszer Ugandában, de nem tartalmaz elég mikrotápanyagot.
Először a kívánt tulajdonságok génjeit és promotereit keresték és vezették be a termesztett banánba. Sok fiatal ugandai tudós vett részt a kutatásban. Az Ausztráliában megszerzett know-how-val a tápanyag-dúsítás génszerkezetét aztán Uganda helyi útifűfajtáira vitték át. Helyszíni vizsgálatok során ezek a GM banánok szignifikánsan magasabb A-provitamin-szintet mutattak, mint a változatlan banánok. Az összes ugandai jóváhagyáshoz szükséges adat most összeállításra kerül. Feltételezik, hogy a banánt 2021-ig jóváhagyják.