Jak se vyhnout jedu z plesnivého obilí

25.6.2014 -

Vědci hledají nové způsoby, jak chránit plodiny před cizopasnou houbou a nás coby konzumenty před jejími nebezpečnými toxiny.
Prší a prší. Když se konečně prodere slunce z mraků, stoupá rtuť teploměru ke třicítce a připadáme si jako v prádelně. Agronomové sledují vysoké teploty a vysokou vlhkost vzduchu s obavami. Právě v takových podmínkách útočí na polích cizopasné houby z rodu Fusarium.
Mikroskopické spory srpkovitého tvaru přistanou na pšenici, ječmeni, kukuřici či jiné plodině. Rostlina je proti nim chráněna tuhým povrchem. Její Achillovou patou jsou měkká pletiva květů, popřípadě průduchy listů. Doslova otevřenou bránou jsou pro spory místa, kde rostlinu poškodili hmyzí škůdci, například stonky či klasy kukuřice „navrtané“ housenkami motýla zavíječe kukuřičného. Na příhodném podkladu spora rychle vyklíčí v dlouhé vlákno, které si pak razí cestu nitrem rostliny. Agronom si záhy povšimne světlejších skvrn na rostlinách. Stonky, listy i klasy vypadají jako „prašivé“.
Fusaria páchají obrovské škody na úrodě po celém světě. To nejhorší ale zůstává našemu zraku skryto. Tyto houby produkují celou řadu škodlivých látek označovaných souborně jako mykotoxiny. K těm nejdůležitějším patří deoxynivalenol, označovaný také zkratkou DON, a zearalenon. DON dráždí i v nízkých dávkách trávicí systém lidí i zvířat a vysloužil si proto přezdívku „vomitoxin“ (latinské vomitus znamená „zvracení“). Zearalenon je zrádný v tom, že dokáže v těle zvířete nebo člověka napodobit účinky pohlavních hormonů a může narušit plodnost. Zvláště nevypočitatelný je v souhře s dalšími podobnými látkami, kterými je znečištěno životní prostředí.
Sládci mají starosti Mykotoxiny se mohou dostat do lidského organismu přímo s potravinami vyrobenými z rostlin napadených houbou. S rostlinami používanými jako krmiva se také dostanou do těl hospodářských zvířat a pak se mohou vyskytovat v mase, mléce nebo vejcích. Mykotoxiny neztrácejí na síle ani během přípravy pokrmů. Starosti s mykotoxiny trápí i výrobce piva. Proto pečlivě hlídají obsah „vomitoxinu“, zearalenonu a dalších mykotoxinů v úrodě sladovnických ječmenů. Do svízelné situace natlačila například americké a kanadské pivovary rychle rostoucí poptávka po „místních“ pivech vyráběných v místních pivovarech z ryze místních surovin. Tyto pivovary používají při vaření piva slad z ječmene vypěstovaného v blízkém okolí. Zákazník si však žádá „místní“ pivo i v oblastech, kde je pěstování sladovnických ječmenů velmi rizikové právě kvůli napadení porostů cizopasnými houbami rodu Fusarium.
Boj s houbou vedou zemědělci na mnoha frontách. Šíření nákazy brzdí správným hospodařením na polích, například důkladným zaoráváním zbytků po předchozí sklizni, protože ty mohou sloužit houbě jako útočiště. Pomáhají také chemické postřiky. Šíření houby lze omezit i volbou vhodných odrůd. Způsobů, jak obrnit plodiny proti cizopasným houbám, se nabízí hned několik. Mnozí spoléhají na klasické šlechtění. Není ale jednoduché skloubit v nové odrůdě vysokou kvalitu s rezistencí k houbě. O ječmen z některých odolnějších odrůd sladovny nestojí a naopak, ječmen požadovaných odrůd nedokážou místní zemědělci vypěstovat.
Pomoci může molekulární genetika. Vědci už přečetli kompletní dědičnou informaci celé řady cizopasných hub rodu Fusarium a odhalili tak mechanismy, jakými houba zdolává přirozenou obranu rostlin. S arzenálem těchto vědomostí lze i tradiční metody šlechtění plodin zaměřit na přesně vybrané znaky a celý proces zrychlit a zefektivnit.
Ještě více dokážou ze znalostí genomu houby vytěžit genoví inženýři. Tým Phila Begitzera, který pracuje pro americké ministerstvo zemědělství, například zkouší obrnit plodiny pomocí tzv. RNA interference. Rostliny jsou metodami genového inženýrství vybaveny sadou genů, podle kterých se vyrábějí krátké řetězce ribonukleové kyseliny (RNA).
Houba si vyrábí své vlastní molekuly RNA. Když napadne modifikovanou rostlinu, navážou se krátké RNA rostliny na „houbové“ RNA a spustí tak jejich destrukci. Houba se bez svých RNA neobejde a hyne. Konzumenti piva ale zatím nejsou ochotni pít pěnivý mok z geneticky modifikovaného ječmene, i když by to znamenalo, že jsou méně ohroženi „vomitoxinem“.
Nepřímá ochrana Geneticky modifikované plodiny mohou omezit výskyt mykotoxinů i nepřímo. Například kukuřice, která díky cizímu genu vzdoruje housenkám zavíječe kukuřičného, je méně poškozena. Houby ji proto napadají mnohem méně než tradiční kukuřice pěstované na stejné lokalitě.
Před několika roky provedli italští vědci na polích v Lombardii rozsáhlé srovnání geneticky modifikované a tradiční kukuřice. Rozdíl byl markantní. Zavíječ páchal na tradiční kukuřici velké škody a sklizeň byla asi o pětinu nižší než u geneticky modifikované kukuřice. Obsah mykotoxinů byl v geneticky modifikované kukuřici 130krát nižší.
Mnohé testy, při kterých byla hospodářská zvířata krmena geneticky modifikovanou kukuřicí odolnou proti hmyzím škůdcům, ukázaly, že zvířata konzumující modifikovanou kukuřici byla zdravější. V mnoha případech byl rozdíl způsoben právě tím, že tradiční kukuřice byla více napadána houbami a obsahovala mnohem víc mykotoxinů.
***
Vlhké a teplé počasí přeje cizopasným houbám rodu Fusarium, které napadají obilí a další plodiny. Nejsnáze se dostanou do rostlin napadených rostlinnými škůdci. Houby rodu Fusarium produkují tzv. mykotoxiny, které způsobují žaludeční nevolnost nebo narušují plodnost.

Vědci hledají nové způsoby, jak chránit plodiny před cizopasnou houbou a nás coby konzumenty před jejími nebezpečnými toxiny.

Prší a prší. Když se konečně prodere slunce z mraků, stoupá rtuť teploměru ke třicítce a připadáme si jako v prádelně. Agronomové sledují vysoké teploty a vysokou vlhkost vzduchu s obavami. Právě v takových podmínkách útočí na polích cizopasné houby z rodu Fusarium.

Mikroskopické spory srpkovitého tvaru přistanou na pšenici, ječmeni, kukuřici či jiné plodině. Rostlina je proti nim chráněna tuhým povrchem. Její Achillovou patou jsou měkká pletiva květů, popřípadě průduchy listů. Doslova otevřenou bránou jsou pro spory místa, kde rostlinu poškodili hmyzí škůdci, například stonky či klasy kukuřice „navrtané“ housenkami motýla zavíječe kukuřičného. Na příhodném podkladu spora rychle vyklíčí v dlouhé vlákno, které si pak razí cestu nitrem rostliny. Agronom si záhy povšimne světlejších skvrn na rostlinách. Stonky, listy i klasy vypadají jako „prašivé“.

Fusaria páchají obrovské škody na úrodě po celém světě. To nejhorší ale zůstává našemu zraku skryto. Tyto houby produkují celou řadu škodlivých látek označovaných souborně jako mykotoxiny. K těm nejdůležitějším patří deoxynivalenol, označovaný také zkratkou DON, a zearalenon. DON dráždí i v nízkých dávkách trávicí systém lidí i zvířat a vysloužil si proto přezdívku „vomitoxin“ (latinské vomitus znamená „zvracení“). Zearalenon je zrádný v tom, že dokáže v těle zvířete nebo člověka napodobit účinky pohlavních hormonů a může narušit plodnost. Zvláště nevypočitatelný je v souhře s dalšími podobnými látkami, kterými je znečištěno životní prostředí.

Sládci mají starosti Mykotoxiny se mohou dostat do lidského organismu přímo s potravinami vyrobenými z rostlin napadených houbou. S rostlinami používanými jako krmiva se také dostanou do těl hospodářských zvířat a pak se mohou vyskytovat v mase, mléce nebo vejcích. Mykotoxiny neztrácejí na síle ani během přípravy pokrmů. Starosti s mykotoxiny trápí i výrobce piva. Proto pečlivě hlídají obsah „vomitoxinu“, zearalenonu a dalších mykotoxinů v úrodě sladovnických ječmenů. Do svízelné situace natlačila například americké a kanadské pivovary rychle rostoucí poptávka po „místních“ pivech vyráběných v místních pivovarech z ryze místních surovin. Tyto pivovary používají při vaření piva slad z ječmene vypěstovaného v blízkém okolí. Zákazník si však žádá „místní“ pivo i v oblastech, kde je pěstování sladovnických ječmenů velmi rizikové právě kvůli napadení porostů cizopasnými houbami rodu Fusarium.

Boj s houbou vedou zemědělci na mnoha frontách. Šíření nákazy brzdí správným hospodařením na polích, například důkladným zaoráváním zbytků po předchozí sklizni, protože ty mohou sloužit houbě jako útočiště. Pomáhají také chemické postřiky. Šíření houby lze omezit i volbou vhodných odrůd. Způsobů, jak obrnit plodiny proti cizopasným houbám, se nabízí hned několik. Mnozí spoléhají na klasické šlechtění. Není ale jednoduché skloubit v nové odrůdě vysokou kvalitu s rezistencí k houbě. O ječmen z některých odolnějších odrůd sladovny nestojí a naopak, ječmen požadovaných odrůd nedokážou místní zemědělci vypěstovat.

Pomoci může molekulární genetika. Vědci už přečetli kompletní dědičnou informaci celé řady cizopasných hub rodu Fusarium a odhalili tak mechanismy, jakými houba zdolává přirozenou obranu rostlin. S arzenálem těchto vědomostí lze i tradiční metody šlechtění plodin zaměřit na přesně vybrané znaky a celý proces zrychlit a zefektivnit.

Ještě více dokážou ze znalostí genomu houby vytěžit genoví inženýři. Tým Phila Begitzera, který pracuje pro americké ministerstvo zemědělství, například zkouší obrnit plodiny pomocí tzv. RNA interference. Rostliny jsou metodami genového inženýrství vybaveny sadou genů, podle kterých se vyrábějí krátké řetězce ribonukleové kyseliny (RNA).

Houba si vyrábí své vlastní molekuly RNA. Když napadne modifikovanou rostlinu, navážou se krátké RNA rostliny na „houbové“ RNA a spustí tak jejich destrukci. Houba se bez svých RNA neobejde a hyne. Konzumenti piva ale zatím nejsou ochotni pít pěnivý mok z geneticky modifikovaného ječmene, i když by to znamenalo, že jsou méně ohroženi „vomitoxinem“.

Nepřímá ochrana Geneticky modifikované plodiny mohou omezit výskyt mykotoxinů i nepřímo. Například kukuřice, která díky cizímu genu vzdoruje housenkám zavíječe kukuřičného, je méně poškozena. Houby ji proto napadají mnohem méně než tradiční kukuřice pěstované na stejné lokalitě.

Před několika roky provedli italští vědci na polích v Lombardii rozsáhlé srovnání geneticky modifikované a tradiční kukuřice. Rozdíl byl markantní. Zavíječ páchal na tradiční kukuřici velké škody a sklizeň byla asi o pětinu nižší než u geneticky modifikované kukuřice. Obsah mykotoxinů byl v geneticky modifikované kukuřici 130krát nižší.

Mnohé testy, při kterých byla hospodářská zvířata krmena geneticky modifikovanou kukuřicí odolnou proti hmyzím škůdcům, ukázaly, že zvířata konzumující modifikovanou kukuřici byla zdravější. V mnoha případech byl rozdíl způsoben právě tím, že tradiční kukuřice byla více napadána houbami a obsahovala mnohem víc mykotoxinů.

***

Vlhké a teplé počasí přeje cizopasným houbám rodu Fusarium, které napadají obilí a další plodiny. Nejsnáze se dostanou do rostlin napadených rostlinnými škůdci. Houby rodu Fusarium produkují tzv. mykotoxiny, které způsobují žaludeční nevolnost nebo narušují plodnost.