Zvětšit obrázek

Nevidomý muž vedený malým chlapcem přišel o zrak v důsledku v důsledku nedostatku provitamínů A v potravě.

V Jižní Americe a subsaharské Africe představuje nedostatek vitamínu A skutečně ožehavý problém. Dostatečný přísun provitaminů pro produkci vitaminu A  nemá  zajištěno 17 až 30% dětí ve věku do pěti let.  Následky jsou děsivé ročně ztratí zrak v důsledku nedostatku vitamínu A 300 tisíc dětí. Počet takto postižených se odhaduje na 40 milionů. Dalších 250 milionů trpí dalšími zdravotními potížemi vyvolanými nedostatkem vitamínu A.

Zvětšit obrázek

Torbert Rocheford, University of Illinois, vedoucí týmu genetiků, který objevil mutaci genu IcyE vhodnou pro selekci kukuřic s vysokým obsahem beta-karotenu.

Zdánlivě nejjednodušší náprava spočívá v pestrém jídelníčku bohatém na ovoce a zeleninu. Právě to však nelze v zemích třetího světa zajistit. Ovoce a zelenina jsou často dostupné jen během určitého ročního období a na jejich nákup mimo sezónu nemají chudí lidé prostředky. Hlavním zdrojem provitamínů A proto zůstává listová zelenina. Provitamíny A  z toho zdroje jsou ale pro člověka jen obtížně využitelné.

Velké naděje jsou vkládány do šlechtění plodin na vyšší obsah provitaminů A. Příkladem může být geneticky modifikovaná „zlatá rýže“, která má zvýšený obsah beta-karotenu na hodnoty, které zajišťují dostatečnou dávku tohoto provitamínu už při denní dávce 200 gramů vařené rýže.

Zvýšení obsahu provitamínů A lze dosáhnout i klasickým šlechtěním s využitím marker assisted selection. Jako vhodná plodina se ukazuje kukuřice, jež tvoří základ výživy jak v Jižní Americe, tak i v Africe. U této plodiny se nabízí tradičním metodám šlechtění na obsah provitaminů A v zrnu velký prostor i bez využití postupů genového inženýrství, protože některé linie kukuřice akumulují v zrnu kolem 66 mikrogramů karotenoidů na gram sušiny. Většina kukuřic pěstovaných v Africe ale obsahuje v gramu sušiny zrna jen 0,1 mikrogramu karotenoidů. Žádoucí by bylo, aby zrno obsahovalo aspoň kolem 15 mikrogramů karotenoidů na gram sušiny.

Zvětšit obrázek

Jednoduché genetické testy na mutaci genu IcyE pomohou k vyšlechtění kukuřic, které mají v zrnu více beta karotenu.

Problém představuje průběžné vyhodnocování genetického pokroku při šlechtění. Ačkoli je žlutá barva zrna spojována s obsahem beta-karotenu a dalších provitamínů A, faktem zůstává, že to není spolehlivé selekční kritérium. Barva s obsahem beta-karotenu v zrnu nekoresponduje (korelační koeficient barvy a obsahu beta-karotenu je 0,045).

Zvětšit obrázek

Spektrum linií kukuřice je co do obsahu provitaminů A velmi pestré. Některé obsahují až 66 mikrogramů karotenů na gram sušiny v zrnu. Jiné jen 0,1 mikrogramu. Zbarvení zrn není pro selekci na obsah karotenů spolehlivým vodítkem.

Většinou je nutné stanovit  obsah beta-karotenu a dalších provitaminů A chromatograficky, což si vyžádá náklady 50 až 75 dolarů na jeden analyzovaný vzorek. Při šlechtění je třeba provést podobných analýz stovky a tisíce a to je především pro šlechtitele v rozvojových zemích nepřekonatelná překážka.

Američtí a mexičtí vědci zkoumali dědičnou informaci asi 300 linií kukuřice a pátrali mezi nimi po těch, které obsahují velká množství provitamínů A. Přitom odhalili mutaci genu lcyE, která se pojí s výrazně vyšší produkcí beta-karotenu v zrnu. Alela lcyE popsaná v předním vědeckém časopise Science  dovoluje šlechtění linií, které jsou s to vzdorovat místním podmínkám a přitom nesou alelu genu lcyE pro vyšší produkci beta-karotenu. Identifikace alely pomocí polymerázové řetězové reakce je relativně jednoduchá a finančně nenáročná. Selekční programy zaměřené na zvýšení obsahu beta-karotenu v zrnu kukuřice tak mohou přinést velmi rychle hmatatelné výsledky.

Pramen: Science, University of Illinois