Genoví inženýři získali stravitelnější rostliny

Tým vědců pracujících pro americkou společnost Pioneer Hi-Bred International získal metodami genového inženýrství sóju a kukuřici, jejichž semena mají zvýšený obsah snadno stravitelného fosforu. Výsledky jejich práce zveřejnil prestižní vědecký časopis Nature Biotechnology.

Fosfor patří k důležitým prvkům a jeho nedostatek v potravě má pro člověka i zvířata vážné následky. V rostlinách se fosfor nachází především ve formě kyseliny fytové. Tu bez potíží tráví jen přežvýkavci, kterým v tom pomáhají mikrobi v bachoru. Zemědělcům se podařilo vyšlechtit odrůdy kukuřice, ječmene, rýže, pšenice a sóji s obsahem kyseliny fytové sníženým o 50 až 95%. V rostlinách se nacházelo o to víc snáze stravitelných sloučenin fosforu. Při pokusech se ukázalo, že zvířata krmená těmito rostlinami získají z potravy 75% veškerého fosforu. Z obyčejných rostlin vytěžila jen 25%. Radost z úspěchu kalil kardinální problém. Obsah kyseliny fytové klesl v celé rostlině a to mělo za následek sníženou klíčivost semen, zvýšenou citlivost rostlin ke stresu a nižší výnosy.

Vědci se nevzdali. Tým vedený Jinrui Shiovou ze společnosti Pioneer Hi-Bred International v iowském Johnstonu našel způsob jak vyblokovat jeden z mnoha genů, s jejichž pomocí rostliny vytvářejí kyselinu fytovou. Vědci dokázali zablokovat gen výhradně v semenech. V zrnu kukuřice tak snížili obsah kyseliny fytové o 75%. Ve zbývajících částech rostliny se kyselina fytová tvořila dál a plnila tam všechny své funkce. Klíčivost semen, životaschopnost rostlin i výnosy zůstaly na potřebné výši. Obdobné výsledky dosáhli vědci z Pioneer Hi-Bred International u geneticky modifikované sóji, která měla obsah kyseliny fytové v semenech snížen až o 90%.

Přínos rostlin s nízkým obsahem kyseliny fytové v semenech se zdaleka neomezuje jen na lepší stravitelnost fosforu. Kyselina fytová na sebe váže také ionty železa, manganu, hořčíku, zinku a vápníku a i tyto prvky jsou ve vazbě na kyselinu fytovou jen těžko stravitelné. Lidé i zvířata mohou trpět jejich nedostatkem, i když se absolutní obsah iontů v potravě zdá dostatečný.

V rozvojových zemích, kde ve výživě obyvatelstva převažují pokrmy ze semen kulturních plodin (např. rýže) je častým problémem nedostatek železa a zinku vyvolaný vazbou obou prvků na kyselinu fytovou. Při silném nedostatku železa hrozí chudokrevnost především těhotným ženám a novorozencům.

Nedostatek zinku vyvolává kromě jiného závažné poruchy růstu. Rostliny se sníženým obsahem kyseliny fytové v semenech by proto znamenaly pro obyvatele třetího světa obrovský přínos.

Zkrátka nepřijdou ani obyvatelé ekonomicky rozvinutých zemí. Prasata, drůbež a ryby krmené rostlinnou potravou vylučují velké množství nestráveného fosforu s výkaly. Tento prvek často končí v povrchových vodách, kde jej jako jednu ze základních živin využívají četné mikroorganismy. Nadbytek fosforu umožňuje přemnožení řas, sinic, a bakterií a tím ohrožuje životní prostředí. Zvířata krmená semeny rostlin se sníženým obsahem kyseliny fytové měla ve výkalech pětkrát méně fosforu než zvířata krmená tradičními plodinami. Krmiva potraviny z geneticky modifikované kukuřice či soji jsou díky tomu ekologicky šetrnější než krmiva a potraviny z tradičních plodin.