Ernæring (Mennesker og dyr)
Majs med højt indhold af betacaroten
Science. Amerikanske forskere har identificeret en muteret version af et gen, som giver et højt indhold af beta-caroten (provitamin A) i majs. Kendskab til genets sekvens gør det betydeligt lettere og billigere at forædle majssorter, som har en bedre ernæringsmæssig værdi.
Der er stor naturlig variation i koncentrationen af carotenoider i kernerne af majs. Det er primært carotenoider, der giver majskerner den gule farve, og farven på majskerner kan varierer fra hvide til mørk orange. Beta-caroten udgør kun en mindre del af den totale mængde carotenoider, og der er dårlig korrelationen mellem koncentrationen af beta-caroten og farveintensiteten. Majs med lyse kerner kan have højere koncentration af beta-caroten end majs med orange kerner, så man kan ikke udvælge ernæringsrigtige majstyper på grundlag af kernernes farve. Hidtil har forædlerne været nødt til at anvende dyre kemiske analysemetoder (f.eks. HPLC) for at kunne udvælge planter med højt indhold af beta-caroten i kernerne.
Beta-caroten er et mellemprodukt i omdannelsen af lycopene (det røde pigment, som bl.a. findes i tomater) til plantehormonet abcisinsyre (ABA), men lycopene kan også omdannes til lutein (Se figur 1). Balancen med aktiviterne af enzymerne lycopene beta cyclase (LCYB) og lycopene epsilon cyclase (LCYE), har stor indflydelse på koncentrationen af beta-caroten.
Forskerne har nu identificeret forskellige varianter af genet lcyE, som koder for LCYE. En af varianterne udtrykkes betydeligt mindre kraftigt end vildtypen af genet. I majsplanter, der er homozygotiske for denne variant af lcyE, udgør beta-caroten en større andel af den samlede mængde carotenoider.
Kendskabet til DNA-sekvensen af den svagt udtrykte variant af lcyE har gjort det muligt at identificere planter, som har denne variant af genet ved hjælp af en simpel og relativt billig DNA-test.
Indholdet af betacaroten er generelt lavt i de majssorter, som dyrkes i dag, i reglen mellem 0,5 og 1,5 µg/g. I mange af de sorter som dyrkes i Afrika er koncentrationen af beta-caroten så lav som 0,1 µg/g. For store dele af den afrikanske befolkning udgør majs den primære fødekilde, og mangel på A vitamin er et alvorligt helbredsmæssigt problem. Mangel på A vitamin kan bl.a. medføre øjensygdomme og blindhed, høj børnedødelighed og nedsat immunforsvar.
I majsplanter, som er homozygotiske for den svagt udtrykte variant af lcyE, er der fundet koncentrationer af beta-caroten op til 13 µg/g i kernerne. Forskerne er nu igang med at finde varianter af de enzymer, som omdanner beta-caroten til det næste mellemprodukter i den biosyntesevej, som fører til dannelse ad ABA. Målet er at finde majsplanter, hvor en mindre del af beta-carotenet omdannes.
Det kræver et meget omfattende forædlingsarbejde før forskningsresultaterne kan komme til gavn i U-landene. De nye genvarianter skal krydes ind i sorter, som er tilpasset de meget forskellige lokale dyrkningsbetingelser, og såsæden skal distribueres. Her medvirker bl.a. organisationer som International Maize and Wheat Improvement Centre (CIMMYT) og HarvestPlus.
De refererede forskningsresultater er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Science, volume 319, side 330-333, den 18. januar 2008.
Ernæringsrigtig majs
En majssort med forbedret proteinkvalitet er udviklet af CIMMYT blev frigivet i 2002 og er blevet afprøvet af fattige bønder i Ethiopien. I følge CIMMYTs nyhedsbrev fra juli 2008 viste en undersøgelse udført af Ethiopian Health & Nutrition Research Institute (EHNRI) at der var øget tilvækst hos børnene i de familier, som dyrkede denne majssort. Sorter, som både har høj proteinkvalitet og er tilpasset lokale dyrkningsforhold er under udvikling og forventes at få stor udbredelse i Ethiopien.
Formentlig vil den nye viden om de gener, som har betydning for indholdet at betacaroten også blive bragt i anvendelse. Dyrkning af majs, som indeholder flere essentielle aminosyrer og betacaroten, vil medføre en betydeligt forbedret ernæringstilstand i lande, hvor fejlernæring er udbredt.
De nye sorter er hybridsorter, dvs. at såsæden er afkom af to indavlede forældrelinier. Planterne er derfor heterozygotiske for mange genpar, og der vil ske udspaltning i næste generation. Det betyder at bønderne skal købe ny såsæd hvert år i stedet for at bruge en del af høsten som såsæd.
CIMMYT er en non-profit organisation og stiller forædlede linier til rådighed, men såsæden skal produceres af statslige eller privatejede frøfirmaer. For at fattige bønder kan få gavn af de ernæringsrigtige hybridsorter, skal der være en pålidelig infrastruktur til produktion og distribution af såsæd, og bønderne skal have råd til at købe den.