Mik azok a mikotoxinok? Gombák erősen mérgező másodlagos anyagcseretermékei, gyakorlatilag minden gabonafélében megtalálhatóak, olyannyira, hogy egészségügyi határértékeket is megállapítottak, aminél több mikotoxint nem tartalmazhat az emberi vagy állati fogyasztásra szánt élelmiszer, és ezeket a boldogabb országokban folyamatosan ellenőrzik is. Általában mérgezőek és rákkeltőek, de mivel a táplálékunk csak keveset tartalmaz belőlük nálunk a mikotoxinok fogyasztása utáni halálozás elég ritka, de Afrikában elég komoly egészségügyi kockázatot jelent.

A négy, a kukoricában gazdaságilag legfontosabb mikotoxin az aflatoxin, a fumoizin, a deoxinivalenol és a zearalenon. A fumonizineket a Fusarium gombák termelik, egymástól függetlenül kétszer is fölfedezték, Dél-Afrikában a gyakori nyelőcsőrák okaként, az USÁ -ban pedig a szokatlanul magas ló- és sertéshalálozás kiváltójaként. Növeli a nyelőcsőrák kialakulásának a kockázatát, növel a velőcsőzáródási rendellenességek gyakoriságát. Lovakban és sertésekben igazán komoly mérgezéseket okoz. Az aflatoxinokat Aspergillus fajok állítják elő és a természetben ismert legerősebb májrákot okozó mérgek, ezen kívül fejlődési rendellenességeket is okoznak. Csirkékben és marhákban is ismert az aflatoxin káros hatása, ráadásul arra is akadnak adatok, hogy az állatállomány pusztításával növeli a parasztok nyomorát is. A deoxinivalenol vagy DON a mérsékelt égövön leggyakrabban előforduló mikotoxin, Fusarium fajok termelik, mivel az USÁban és Európában gyakori, inkább gazdasági kárt okoz, mivel a gabonafelvásárlók egyszerűen nem veszik meg a fertőzött területekről származó gabonát. A zearalenont a Fusarium graminearum termeli, mivel az ösztrogénhez hasonló hatású, felborítja a hormonháztartást is, sertésekben méhgyulladást okoz, ráadásul a tejjel együtt a malacokba is átjut, őket is megbetegíti. Emberekben akadnak adatok arra, hogy a korai pubertás összefügghet a zearalenon fogyasztással. Mivel a mikotoxinokat a termést fertőző gombák termelik, kérdés, hogy mi köze van ennek a GM-terményekhez, ha már ez a bejegyzés címe?

A rovarok által rágott lyukakon könnyedén bejutnak a gombaspórák is és a növény belsejében már szabadon fertőzhetnek, sőt maguk a rovarok is terjesztik a gombaspórákat. Kézenfekvő módon a Bacillus thuringiensis eredetű Bt toxinokat termelő növények kevesebb mikotoxint tartalmaznak, mint a hagyományos társaik, egyszerűen azért, mert a rovarkártétel csökkenésével a gombák számára is kevesebb fertőzési kapu nyílik. Felicia Wu 2007 -ben összefoglalta az ezzel kapcsolatos irodalmat. Az USÁban végzett vizsgálatok szerint a Bt-toxint termelő kukorica fumonizintartalma a betakarításkor 1,8-15 -ször alacsonyabb volt, mint a nem-GM kukoricáé. A különbség mértéke évről-évre változik, nyilván a rovarfertőzöttebb években a különbség nagyobb, viszonylag gyérebb lepkepopulációk esetén kisebb. Európában összesen 288 kísérletben Franciaországban, Olaszországban, Németországban és Törökországban is kimutatták, hogy a Bt-toxint termelő kukoricatörzsek fumonizintartalma szignifikánsan alacsonyabb. Ugyanezt tapasztalták Argentínában és a Fülöp-szigeteken is.

A kukorica aflatoxin tartalma kevésbé függ a rovarkártételtől, így itt nem is találtak olyan jelentős különbségeket. Néhány kísérletben az USÁ -ban jelentősen kevesebb aflatoxint találtak a GM-kukoricában, mint a Bt-toxint nem termelő változatokban, általában olyan években, amikor a kukorica aflatoxintartalma eleve a szokásosnál magasabb volt, az alacsonyabb aflatoxintartalmú években ilyen különbség általában nem látszott. Több vizsgálatban egyáltalán nem találtak különbséget, valószínűleg azért, mert az Aspergillus flavus nevű gomba is termel aflatoxint, ami rovarkártétel nélkül is meg tudja fertőzni a kukoricát. Hasonlót tapasztaltak a DON tartalom esetén, az erős rovarkártételű években a Bt-toxint temelő kukorica DON tartalma jelentősen alacsonyabbnak bizonyult, gyengébb lepketermés esetén a különbség eltűnt. A kukorica zearalenon tartalmát összesen két tárgyalt közleményben vizsgálták, mindkét esetben kevesebb mikotoxint találtak a GM-kukoricában.

Xiquan Gao és munkatársai 2007 -ben egészen más oldalról közelítették meg a kérdést. Az oxidált zsírsavak fontos elemei a növények immunvédekezésének, többek között a kórokozók támadásakor beinduló jelátviteli folyamatokban is részt vesznek. A lipoxigenáz (LOX) enzimek megfelelő aktivitása beindítja a programozott sejthalált is, ezt különböző kórokozók is kihasználják, például több gombánál kimutatták, hogy a növény által a fertőzéskor termelt LOX enzimek termékei indítják be a spóraképzést, magyarán a gomba ezen anyagok jelenlétéből tudja, hogy ő most megfertőzött egy növényt. Régóta gyanítják, hogy a mikotoxinot termelését is a LOX enzimek termékei serkentik, nyilván ezekre csak akkor van szüksége a gombának, ha már megfertőzött egy növényt, gazdaszervezet nélkül teljesen fölöslegesek. Ha viszont a LOX enzim működése segíti a gombák fertőzését, akkor kézenfekvő az ötlet, hogyan viselkednek a gombák a LOX enzim hiányában? A szerzők egy Mu ugráló genetikai elem beépüléssel tették működésképtelenné a ZmLOX3 gént, ami a kukorica egyik lipoxigenáz enzimjét kódolja, ezt a mutánst nevezték el lox3-4 -nek neveztek el. Ezek után Fusarium verticilloides gombával fertőzték a mutáns kukoricájukat és azt tapasztalták, hogy a mutáns kukoricán 38% -kal kevesebb mikrokonídium nőtt (A ábra), a fumonizin mikotoxinból pedig kétszázszor kevesebbet termelt a gomba, mint a kontroll kukoricán (B ábra). Érdekes módon a gombafonalak növekedését nem akadályozta a mutáció, ugyanannyi gomba nőtt mindegyik mintán (D ábra).

Ezek után a kukoricanövényeket Colletotrichum graminicola és Cochliobolus heterostophus gombákkal fertőzték, azt tapasztalták, hogy a mutáns ellenálló mindkét gombafertőzésre, a leveleken kisebb lyukakat képezett a gomba, és kevesebb spórát termelt, miközben körülbelül azonos tömegű gomba fertőzte a növényeket. A C. graminicola fertőzés látható a harmadik képen, az A a levelek fényképe, a B a gomba által képezett lyukak összehasonlítása, a C a termelt gombaspórák mennyiségét mutatja, a D a gomba tömegét. A negyedik képen a C. heterostophus fertőzött kukorica látható, itt is ugyanazt tapasztalták, hogy a gombabetegség jóval enyhébb következményekkel járt.

Azt is megvizsgálták, hogyan hat az F. verticilloides (A és B ábra) és C. graminicola (C és D ábra) fertőzés a kukorica szárára, nem meglepő módon azt tapasztalták, hogy a mutáns kukorica szárát is gyengébben fertőzi a két gomba.

Minden általunk fogyasztott gabona tartalmaz mikotoxinokat, amelyek súlyos egészségkárosító hatásúak, boldogabb országokban figyelnek erre és a közösen megállapított határértéknél több mikotoxint tartalmazó élelmiszereket megsemmisítik. Nem meglepő módon a rovarkártétel csökkenésével a mikotoxinok mennyisége is csökkenthető a táplálékunkban, a Bt-toxin termelő növényekben ezekből a mikotoxinokból is kevesebbet találni, ez egy széles körben teljesen ismeretlen, de előnyös mellékhatása a Bt-toxin termelésnek. Ugyanígy ha valamennyire ismerjük a gombák fertőzésekor lejátszódó folyamatokat, egyszerűen megzavarhatjuk ezeket, így csökkenthetjük a táplálékunkban található ránk is veszélyes mérgek mennyiségét. Ja, természetesen mindkét beavatkozás génmódosításnak minősül, mint ilyen a világ jelentős részén tilos.

Wu, F. (2007). Bt corn and impact on mycotoxins. CAB Rev.: Perspect. Agric. Vet. Sci. Nutr. Nat. Resour, 2(8).

Gao, X., Shim, W. B., Göbel, C., Kunze, S., Feussner, I., Meeley, R., ... & Kolomiets, M. (2007). Disruption of a maize 9-lipoxygenase results in increased resistance to fungal pathogens and reduced levels of contamination with mycotoxin fumonisin. Molecular plant-microbe interactions, 20(8), 922-933.