to poważny problem dla 500 milionów ludzi, którzy polegają na manioku jako głównym źródle kalorii, wśród nich rolnicy na własne potrzeby w Afryce Subsaharyjskiej, powiedział Richard Sayre, profesor biologii roślin na Ohio State University. On i jego kolega Dimuth Siritunga, badacz biologii roślin na Uniwersytecie, stworzyli rośliny manioku wolne od cyjanogenu. Cyjanogen jest substancją, która indukuje produkcję cyjanków.
ich opracowanie ukazało się w ostatnim numerze czasopisma Planta.
maniok jest rośliną odporną – może pozostać w ziemi do dwóch lat i potrzebuje stosunkowo mało wody, aby przetrwać. Jest głównym źródłem węglowodanów dla rolników na własne potrzeby w Afryce. Ale nieprzetworzona roślina manioku zawiera potencjalnie toksyczny poziom cyjanogenu zwanego linamaryną.
właściwa obróbka manioku – suszenie, moczenie w wodzie, płukanie lub pieczenie – skutecznie zmniejsza zawartość linamaryny manioku. Ale, powiedział Sayre, techniki przetwarzania skrótów, które są często używane podczas głodu, mogą przynieść toksyczne produkty spożywcze.
„gdybyśmy mogli wyeliminować cyjanogeny w manioku, roślina nie musiałaby być przetwarzana przed zjedzeniem” „W Afryce nieprawidłowo przetworzona maniok jest poważnym problemem. Jest to związane z szeregiem zaburzeń zdrowotnych związanych z cyjankiem, szczególnie wśród osób, które są już niedożywione.”
przewlekła, niska ekspozycja na cyjanek jest związana z rozwojem woli i tropikalną neuropatią ataksową, zaburzeniem niszczącym nerwy, które powoduje, że osoba jest niestabilna i nieskoordynowana. Ciężkie zatrucie cyjankami, szczególnie podczas głodu, wiąże się z wybuchami wyniszczającego, nieodwracalnego zaburzenia paralitycznego zwanego Konzo i, w niektórych przypadkach, śmiercią. Częstość występowania konzo i tropikalnej neuropatii ataksowej może wynosić nawet 3 procent w niektórych obszarach.
osoby, które w swojej diecie mają mało białka lub nie mają go w ogóle, są szczególnie podatne na zatrucie cyjankami, ponieważ brakuje im odpowiednich aminokwasów niezbędnych do odtrucia trucizny.
Sayre i Siritunga zaprojektowali rośliny manioku, w których Zablokowano ekspresję genów odpowiedzialnych za syntezę linamaryny. Następnie przeanalizowano zawartość linamaryny w liściach i korzeniach tych roślin, stwierdzając znaczne zmniejszenie cyjanogenu w liściach (o 60 do 94 procent) i korzeniach (o 99 procent) w porównaniu z normalnymi roślinami manioku.
liście manioku zawierają więcej linamaryny niż korzenie rośliny, powiedział Sayre. Biolodzy roślin uważają, że w jakiś sposób linamarin jest transportowany z liści do korzeni na początku życia rośliny. Wyłączenie genów indukujących linamarynę w liściach manioku może obniżyć poziom linamaryny w korzeniach rośliny.
„Kiedy linamaryna liściowa została zmniejszona o 40 procent, korzenie zawierały mniej niż 1 procent cyjanogenu”, powiedział Sayre, dodając, że ważne jest, aby liście rosnącej rośliny manioku zawierały niewielką ilość linamaryny.
„Linamaryna chroni maniok przed zjedzeniem przez owady lub zwierzęta” „Rośliny o umiarkowanym poziomie linamaryny w liściach i które prawie nie zawierają linamaryny w korzeniach są chronione przed roślinożercami i zawierają znacznie mniej cyjanogenu w korzeniach.”
podczas przetwarzania manioku powstaje cyjanek. Ale toksyna jest lotna i jest uwalniana do powietrza, zamiast pozostawać w pożywieniu. Prawidłowe metody przetwarzania zapewniają, że zawartość cyjanogenu w roślinach manioku będzie w akceptowalnym zakresie, powiedział Sayre. (Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. wyżywienia i Rolnictwa ustaliła maksymalne zalecane poziomy cyjanków dla żywności.)
„w krajach afrykańskich podatne na zatrucie cyjankami są głównie kobiety i dzieci” – powiedział Sayre. „Kobiety są zwykle odpowiedzialne za przetwarzanie rośliny, co pozostawia je podatne na wdychanie cyjanku gazu. Cyjanek może zatruć osobę przez wdychanie lub spożycie.”
okres przydatności do spożycia korzenia manioku jest bardzo krótki po usunięciu go z łodygi, więc istnieje pilna potrzeba wprowadzenia żywności na rynek.
„korzenie mogą zmienić się w papkę w mniej niż tydzień” – powiedział Sayre. „Czas świeżej manioku na rynku jest bardzo mały, więc musi być natychmiast przetworzony.”
i tam konsumenci mogą napotkać problemy-pośpiech, aby wprowadzić maniok na rynek, może uniemożliwić prawidłowe przetwarzanie niektórych partii manioku. Nawet jeśli roślina jest właściwie przetworzona, ekspozycja na Lotny cyjanek może powodować problemy zdrowotne u osób odpowiedzialnych za przetwarzanie korzeni i liści.
podczas gdy korzenie manioku zawierają mniej niż 10 procent poziomu linamaryny występującego w liściach manioku, to długotrwałe narażenie na cyjanek stanowi zagrożenie dla ludzi.
„Po zjedzeniu Linamaryna zamienia się w cyjanek” – powiedział Sayre. „Wielokrotne narażenie na niskie dawki cyjanku w czasie może prowadzić do problemów zdrowotnych.
” ale te rośliny wolne od cyjanogenu stanowią bezpieczniejszy i bardziej zbywalny produkt spożywczy, a także narzędzie do określania roli cyjanogenów w ochronie przed szkodnikami owadowymi i wydajności upraw.”
” jednak wstępne badania wskazują, że linamaryna może być ważna w transporcie azotu z liści manioku do jego korzeni w młodych roślinach ” – kontynuował. „Rośliny wytwarzające różne poziomy linamaryny muszą zostać przetestowane w badaniach terenowych w celu określenia, czy hamowanie syntezy linamaryny wpływa na plon roślin.”
granty z Fundacji Rockefellera, Konsorcjum na rzecz Badań nad biotechnologią roślin, Cassava Biotechnology Network i Ohio State University wsparły te badania.