Rýže nejen zlatá, ale i železná

Rýže je spolu s pšenicí nejzákladnější zdroj výživy na Zemi. V roce 2005 se jí sklidilo 631.5 milionu tun. Závisí na ní zhruba polovina lidstva a odhaduje se, že 23% energie, kterou lidstvo získává z potravy pochází z rýže. Avšak ve Vietnamu je to 66 % a v Bangladéši 77%. Problém je v tom, že toto jsou chudé země, kde si lidé nemohou dovolit pestřejší stravu. Tím se začnou projevovat horší stránky tohoto zdroje výživy: má nedostatek některých složek nezbytných k životu. Vědci se proto snaží obohatit rýži o potřebné komponenty.

Historie zlaté rýže je dnes dobře známá. Je to transgenní plodina vyvinutá nikoli s motivací obchodní, ale etickou: šlo o pomoc zejména dětem, které v chudých zemích oslepnou nebo zemřou na následky avitaminosy A vinou jednotvárné stravy - rýže. V endospermu, tj. v oloupaných zrnech je totiž provitaminu minimálně. Ingo Potrykus z techniky v Curychu a Peter Beyer z university ve Freiburgu přenesením patřičných genů vytvořili odrůdu, která v endospermu provitamin A tvořila. Zprvu méně, pak dalšími úpravami se dosáhlo obsahu, který před avitaminosou již může chránit. Připomeňme si, že to nijak nevadilo Greenpeace, aby proti ní vedla kampaň, která podstatně zdržela její uvedení do praxe.

Chudé země trápí vinou rýže, jako takřka jediné dostupné stravy, nejen avitaminosa A, ale i nedostatek železa a zinku. Lidé by měli mít alespoň 14,5 mg železa v gramu rýže. Bohužel, endosperm běžné rýže ho zdaleka tolik neobsahuje. Navíc ani pšenice ani kukuřice neobsahují dosti železa, aby vyrovnaly nedostatek tam, kde potrava se skládá výlučně z obilnin. Nedostatek železa se projevuje anemií a oslabením imunity.

Klasickým křížením se nedostalo výše než 6 mg/g, protože nejsou k disposici odrůdy s vyšším obsahem železa a zinku. Probíhaly tedy pokusy s vložením genu pro ferritin nebo nikotinamin syntetázu, případně kombinace obou. 

Ferritin je sice bílkovina hromadící železo v mnoha biologických systémech, ale v rýži příliš nepomohl, protože je u ní omezen transport železa. Pozornost se tedy soustředila na Nikotinamid (NA), který silně váže železo a příbuzné kovy a zprostředkuje jejich transport v rostlinách. Jeho syntézu řídí nikotinamid syntetáza (NAS) kontrolovaná třemi geny, jejichž projev je ovlivňován koncentrací železa v rostlině. U rýže jsou NAS1 a NAS2 aktivní ve stéble při dostatku Fe, při jeho nedostatku jsou více přítomny v tkáních kořenů a výhonků. Aktivita třetího z nich se při poklesu Fe přesunuje z výhonků do kořenů.

Ke zvýšení obsahu NA se do rýže přenášely geny pro NAS z různých jiných rostlin. Například z ječmene, huseníčku nebo tabáku. Spolu s expresí genů pro ferritin a fytázu vedlo vnesení NAS z huseníčku k více než šestinásobnému zvýšení obsahu železa v endospermu rýže.

V Austrálii (Universita v Melbourne, Universita v Adelaide a další) testovali vliv zvýšené exprese přidáním vlastních NAS genů rýže. Pokus s genem pro NAS1 sice vedl ke zvýšení obsahu NA a koncentrace Zn, ale obsah Fe nestoupl. Výchozí odrůda má 4,5 mg železa v gramu endospermu a po přidání NAS2 stouplo množství NA dvacetkrát, Zn stoupl 2,7-krát a koncentrace Fe v endospermu činila 14 - 19 mg železa v gramu, což je úroveň požadovaná pro dostatečnou výživu z hlediska železa.

Dnes tedy ke zlaté rýži přichází další odrůda, která může dále přispět k zmírnění zdravotních důsledků těm, kdo vinou chudoby jsou závislí na rýži a nemohou si dopřát pestrou stravu. Navíc metoda, kterou v Austrálii postupovali, není transgenese, ale cisgenese. Cisgenese je přenesení vlastních genů, případně genů organismu, se kterým se příjemce může pohlavně křížit. Výhoda této metody je administrativní: pro registraci a uvedení do praxe takto získaných odrůd platí benevolentnější předpisy než pro transgenesi. Potřební se jí proto mohou dočkat dříve.

Autor: Prof: Jaroslav Drobník

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Obrazové přílohy: http://www.sxc.hu