Naukowcy odkryli gen wzbogacający żelazo w kukurydzy
Jak wynika z badania opublikowanego w piątek w czasopiśmie Science, chińscy badacze rozwikłali zagadkę genetyczną, która od dawna utrudnia światowy postęp w kierunku komercyjnie opłacalnej odmiany kukurydzy bogatej w żelazo – mikroelement kluczowy dla ludzkiego zdrowia.
Odkrycie może pomóc w wprowadzeniu na rynek odmiany kukurydzy wzbogaconej w żelazo w ciągu kilku lat, zapewniając dobrodziejstwo prawie jednej trzeciej światowej populacji borykającej się z problemami zdrowotnymi wynikającymi z niedoboru żelaza, takimi jak anemia, twierdzi badacz zaangażowany w badanie.
Po dziewięciu latach żmudnych badań naukowcy zajmujący się roślinami z Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych i Uniwersytetu Rolniczego w Henan odkryli, że gen kukurydzy ZmNAC78 jest odpowiedzialny za regulację stężenia żelaza w ziarnach niezależnie od wzrostu roślin i plonu ziarna.
Odkrycie to stanowi przełom w żywieniu roślin, biorąc pod uwagę, że wcześniejsze próby uprawy kukurydzy wzbogaconej w żelazo kończyły się w większości zmniejszoną wydajnością ziarna, co uniemożliwiało uprawę na dużą skalę – twierdzą eksperci.
Przed przystąpieniem do tego badania światowa społeczność naukowa, która od początku XXI wieku badała możliwości uprawy odmian roślin bogatych w żelazo, od ryżu po kukurydzę, była prawie całkowicie nieznana, powiedział Li Wenxue, główny badacz badania. .
Badanie było częścią szerszego wysiłku mającego na celu złagodzenie globalnego niedoboru mikroelementów, który nazywają „ukrytym głodem”.
Od tego czasu w ciągu ostatnich dwudziestu lat poczyniono ogromne postępy w dziedzinie ryżu, ale próby odszyfrowania tajemnic kukurydzy bogatej w żelazo nie powiodły się ze względu na bardziej złożoną strukturę jądra.
„Jednym z wyzwań związanych z biowzmacnianiem Fe (żelaza) w kukurydzy jest to, że stężenie Fe w ziarnie jest ujemnie skorelowane z plonem kukurydzy” – stwierdzono w artykule na początku.
Aby rozwiązać ten dylemat, Li i jego współpracownicy z Instytutu Nauk o Uprawach CAAS przeprowadzili badanie asocjacyjne obejmujące cały genom głównych odmian kukurydzy w Chinach i odkryli, że im wyższy poziom ekspresji genu, tym większa zawartość żelaza w ziarnach.
Dalsza analiza wykazała, że poziomy ekspresji przedmiotowego genu nie wpływają na wzrost kukurydzy ani na średnią masę, co oznacza, że wysiłki mające na celu zwiększenie zawartości żelaza poprzez ten gen nie zagroziłyby wydajności.
Zwiększone stężenie żelaza jest ponad dwukrotnie wyższe niż w przypadku głównych odmian kukurydzy uprawianych w Chinach.
Podczas piątkowego przemówienia na konferencji prasowej Li powiedział, że badanie rzuciło również światło na nowe podejście do zwiększania stężenia żelaza w pszenicy, kolejnym podstawowym pożywieniu o podobnej strukturze ziaren co kukurydza.
„Ulepszona odmiana kukurydzy nie ma smaku rdzy jak inne produkty bogate w żelazo, takie jak szpinak” – powiedział.
Kukurydza jest spożywana jako podstawowe pożywienie w wielu gęsto zaludnionych regionach, od Chin, przez Amerykę Południową, po Afrykę. Brak żelaza w diecie człowieka powoduje szereg zagrożeń dla zdrowia, takich jak słaba odporność, zahamowanie wzrostu i upośledzenie funkcji poznawczych.
Szacuje się, że dotyka ona około 2 miliardów ludzi na całym świecie, a wiele z nich to kobiety w ciąży i dzieci w krajach rozwijających się.
Chu Chengcai, znany naukowiec zajmujący się roślinami z Południowochińskiego Uniwersytetu Rolniczego, który nie jest zaangażowany w badania, powiedział, że niedobór żelaza jest przyczyną nawet 200 000 zgonów w niektórych z najbiedniejszych zakątków Ziemi.
„Badania Li są znaczące w tym sensie, że oferują nowe rozwiązanie problemu ukrytego głodu wywołanego niedoborem żelaza” – powiedział.
Celem nr 2 zrównoważonego rozwoju Organizacji Narodów Zjednoczonych jest położenie kresu światowemu głodowi i ograniczenie wszelkich form niedożywienia do roku 2030. „Cel ten można częściowo osiągnąć poprzez biofortyfikację podstawowych roślin spożywczych” – czytamy w artykule Li.