Mit Cassava gegen den Vitamin A-Mangel

Cassava oder Maniok ist in vielen Entwicklungsländern ein Grundnahrungsmittel, enthält aber zu wenig Mikronährstoffe wie Vitamine. Um Mangelerscheinungen vorzubeugen, versuchen Wissenschaftler schon seit längerem, Cassavapflanzen zu züchten, deren Wurzelknollen mehr Nährstoffe, insbesondere Provitamin A, enthalten. Dabei kommen sowohl konventionelle als auch gentechnische Züchtungsverfahren zum Einsatz – beide mit Erfolg.

Cassava (auch Maniok) ist vor allem in Westafrika ein traditionelles Grundnahrungsmittel. Die Wurzeln sind reich an Stärke und werden in verschiedenen, oft fermentierten Verarbeitungsformen als Lebensmittel verzehrt.

Foto: cassava.ch

Zwei Wege: Cassava mit mehr Vitamin A

(1) Moderne Züchtung (HarvestPlus)
Verfahren: Einkreuzen südamerikanischer Sorten mit hohem Vitamin A-Gehalt in lokal angepasste afrikanische Sorten
Vitamin A-Gehalt: Neue Sorten decken ein Viertel des Tagesbedarfs (bei Ernährung mit Cassava); weitere Sorten in Entwicklung mit höherem Vitamin A-Gehalt
Stand: Anbau in Nigeria

(2) Gentechnik (BioCassavaPlus)
Verfahren: Einführen von Genen (aus Bakterium und Ackerschmalwand)
Vitamin A-Gehalt soll nahezu den gesamten Tagesbedarf decken, zusätzlich Anreicherung mit weiteren Nährstoffen
Stand: Tests im Gewächshaus, noch keine Zulassung

Titelfoto: Neil Palmer/CIAT

Der Cassavastrauch stammt ursprünglich aus Südamerika, wird aber heute in vielen tropischen und subtropischen Ländern angebaut. Seine stärkehaltigen Wurzelknollen sind Grundnahrungsmittel für mehr als eine Milliarde Menschen vor allem in Zentral- und Südafrika sowie in Asien. Diese können einen großen Teil des täglichen Kalorienbedarfs eines Menschen decken, enthalten aber wenig Proteine und wenig Mikronährstoffe wie Vitamine und Spurenelemente.

Viele Menschen in den betreffenden Ländern können es sich nicht leisten, zusätzlich ausreichend Gemüse und Obst zu konsumieren. Das führt zu Mangelerscheinungen mit ernsthaften gesundheitlichen Folgen. Eine weit verbreitete und besonders schwerwiegende Mangelerscheinung ist der chronische Vitamin A-Mangel, der im fortgeschrittenen Stadium zur Erblindung führt und außerdem die Infektionsanfälligkeit und Sterblichkeit erhöht. Seit rund zehn Jahren versucht man, Cassavapflanzen zu züchten, deren Wurzelknollen einen deutlich erhöhten Provitamin A-Gehalt aufweisen.

Cassava wird in der Regel vegetativ, d. h. ungeschlechtlich, vermehrt: Aus den Zweigen des Strauches werden Stecklinge gewonnen. Die Tochterpflanzen sind dann genetisch identisch mit der Mutterpflanze. Die Züchtung neuer Cassava-Sorten mit neuen Eigenschaften ist dagegen schwierig und aufwändig. Das „klassische“ Kreuzen, also die geschlechtliche Fortpflanzung, wird dadurch erschwert, dass die Sorten, die von Landwirten bevorzugt werden, selten blühen und dass verschiedene Sorten zu unterschiedlichen Zeitpunkten blühen. Außerdem ist die genetische Variabilität bei Cassava sehr hoch, das bedeutet, wenn man eine lokale Sorte mit einer anderen kreuzt, um eine neue Eigenschaft einzubringen, gehen gleichzeitig viele gewünschte Eigenschaften verloren. Bei der Anwendung gentechnischer Methoden können diese Probleme umgangen werden.

Seit 2000 arbeiten das nigerianische National Root Crops Research Institute und zwei internationale Agrarforschungsinstitute in Nigeria und Kolumbien an der konventionellen Züchtung Provitamin A-reicher Cassava. Lokal angepasste afrikanische Cassava-Linien wurden mit südamerikanischen Linien gekreuzt, welche natürlicherweise einen hohen Provitamin A-Gehalt aufweisen. Im Dezember 2011 ließ die nigerianische Regierung drei neue Cassava-Linien zu, mit denen 2012 rund 25 000 Haushalte versorgt wurden. Mit den Wurzelknollen konnten die Menschen ein Viertel ihres Tagesbedarfs an Provitamin A decken. Bereits 2014 wurden neue, verbesserte Linien zugelassen, die den täglichen Provitamin A-Bedarf zu 40 Prozent decken. Im gleichen Jahr bauten 500 000 Haushalte Provitamin A-Cassava an.

Parallel dazu werden seit 2005 am Donald Danforth Plant Science Center in St. Louis, USA, gentechnische Methoden eingesetzt, um Provitamin A in einer afrikanischen Cassavasorte anzureichern. Im Rahmen des Projektes BioCassava Plus wurden ein bakterielles Gen und eines aus der Ackerschmalwand auf Cassava übertragen. Die beiden Gene sorgen dafür, dass mehr Ausgangsmoleküle für die Provitamin A-Synthese gebildet werden. Die Wurzelknollen dieser transgenen Pflanzen enthalten so viel Provitamin A, dass eine nahezu vollständige Deckung des menschlichen Tagesbedarfs realistisch erscheint. Zusätzlich konnten noch andere wichtige Nährstoffe in den Wurzeln angereichert werden. Bislang wurden die Pflanzen aber nur im Gewächshaus getestet. Sie befinden sich noch in der Entwicklung und sind nicht zugelassen.

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Letzte Aktualisierung: 04.09.2017