Cassava

Biofortification: Gegen den versteckten Hunger

In Entwicklungsländern - dort wo stärkehaltige Pflanzen wie Reis, Cassava (Maniok) oder Hirse Grundnahrungsmittel sind - nehmen die Menschen zu wenig Mikronährstoffe wie Vitamin A, Eisen oder Zink auf. Dieser „versteckte Hunger“ ist die Ursache für Millionen von Krankheits- und Todesfällen. In den betroffenen Regionen werden deshalb Nährstoffpräparate und industriell angereicherte Lebensmittel verteilt. Ein neues Konzept ist es, Mikronährstoffe in Grundnahrungspflanzen anzureichern. Schon seit längerem arbeiten Pflanzenzüchter und Forschungseinrichtungen daran. Dabei kommen auch - aber nicht allein - gentechnische Methoden zum Einsatz.

Cassava

Cassava oder Maniok. Die Wurzeln sind in Teilen Afrikas das wichtigste Grundnahrungsmittel. Mit konventionellen und gentechnischer Methoden sollen sie mit Provitamin A, Vitamin E, Eisen und Zink angereichert werden.

Foto: cassava.ch / Großes Foto oben: IFDC-Photography

Süßkartoffel

Orange Süßkartoffeln: Mit konventionellen Züchtungsmethoden ist es Wissenschaftlern am International Potato Center (CIP) gelungen, eine orangefarbene Süßkartoffel mit erhöhtem Vitamin A-Gehalt zu entwickeln. Sie wurde in zehn afrikanischen Ländern an zwei Millionen Kleinlandwirte verteilt. Die Mangelernährung konnte dadurch gesenkt werden.

Mohrenhirse

Hirse oder Sorghum ist ebenfalls ein Grundnahrungsmittel in weiten Teilen Afrikas. Hirse, die mit verschiedenen Mikronährstoffen angereichert ist, soll 2017/18 als Saatgut erhältlich sein.

Hunger bedeutet nicht ausschließlich mangelnde Kalorienzufuhr. In vielen Teilen der Welt, vor allem in Entwicklungsländern, leiden die Menschen an zum Teil schweren Gesundheitsschäden, die durch einen Mangel an so genannten Mikronährstoffen verursacht werden.

Mikronährstoffe sind Substanzen, die der menschliche Organismus benötigt, aber nicht selber produzieren kann. Dazu gehören Vitamine, Spurenelemente und bestimmte Aminosäuren. Um ausreichend mit Mikronährstoffen versorgt zu sein, muss man Obst und Gemüse konsumieren.

Viele Menschen in Entwicklungsländern können sich das jedoch nicht leisten. Dort basiert die Ernährung meistens auf einer einzigen Grundnahrungspflanze, etwa Reis in Asien, Maniok (Cassava), Bananen, Hirse oder Süßkartoffeln in Teilen Afrikas. Dabei werden in der Regel die Speicherorgane gegessen, die hauptsächlich Stärke enthalten. Die Folgen einer solchen einseitigen Ernährung sind unter anderem Wachstums- und Entwicklungsstörungen, eine erhöhte Infektanfälligkeit und damit eine erhöhte Sterblichkeit oder – im Fall von Vitamin A-Mangel – Erblindung.

In den letzten Jahrzehnten wurden in vielen Entwicklungs- und Schwellenländern industriell angereicherte Nahrungsmittel und Nahrungsergänzungspräparate verteilt, die wichtige Mikronährstoffe enthalten. Trotz beachtlicher Erfolge gab und gibt es dabei eine Reihe von Problemen.

So ist es oftmals schwierig, die Produkte in entlegene ländliche Gegenden zu transportieren oder die Betroffenen davon zu überzeugen, dass sie diese Nahrungsmittel und Präparate tatsächlich und regelmäßig zu sich nehmen. Zudem müssen die Produkte fortlaufend hergestellt und verteilt werden, was erhebliche Kosten verursacht.

Seit den 1990er Jahren arbeiten Wissenschaftler daran, Mikronährstoffe in lokalen Nahrungspflanzen anzureichern. Sollte das gelingen, würden solche Pflanzen die fehlenden Nährstoffe Jahr für Jahr selbst produzieren. Sie würden mit der täglichen Nahrung aufgenommen, aufwändige Programme zur Verteilung wären nicht mehr notwendig.

Weder angereicherte Nahrungsmittel noch Ergänzungspräparate können oder sollen jemals eine ausgewogene und vielseitige Ernährung ersetzen. Dennoch setzen Organisationen wie die WHO und die FAO auf diese Maßnahmen, denn das Problem, dass viele Menschen zu arm sind, um sich eine ausgewogene Ernährung zu leisten, ist auch mittelfristig kaum lösbar.

Biologische Anreicherung mit konventioneller Züchtung

2004 startete die Consultative Group for International Agricultural Research (CGIAR) das Programm HarvestPlus, an dem inzwischen weltweit über zweihundert Wissenschaftler verschiedener Forschungsinstitute beteiligt sind. Mit konventionellen Züchtungsmethoden wird Eisen in Bohnen und Perlhirse angereichert, Zink in Reis und Weizen sowie Provitamin A in Mais, Süßkartoffeln und Cassava. Dabei arbeiten die Wissenschaftler mit Sorten, die in Entwicklungsländern angebaut und konsumiert werden.

Biofortification - mit oder ohne Gentechnik?

Eine Anreicherung mit Mikronährstoffen ist mit konventionellen Züchtungsmethoden möglich,

-wenn es verwandte Pflanzen oder Sorten gibt, die etwa einen hohen Vitamin-Gehalt haben und die in Kultursorten eingekreuzt werden können.

Gentechnisch Verfahren sind notwendig,

-wenn nährstoffreiche Pflanzen im Genpool einer Art nicht vorhanden sind. Das ist etwa bei Reis in Bezug auf Vitamin A der Fall.

-wenn die mit konventionellen Züchtungsmethoden erzielbare Anreicherung zu gering ist. So weist eine gentechnisch angereicherte Cassava einen zwei- bis vierfachen höheren Vitamin A-Gehalt auf als eine, die mit konventionellen Verfahren angereichert wurde.

Im Rahmen von HarvestPlus wurden die ersten mit Mikronährstoffen angereicherten Nahrungspflanzen entwickelt, die auf dem Markt sind: Eine afrikanische Süßkartoffelsorte und eine afrikanische Cassavasorte, beide mit erhöhtem Provitamin A-Gehalt, außerdem Bohnen und Perlhirse für Ruanda bzw. Indien, die mit Eisen angereichert sind.

Biologische Anreicherung mit gentechnischen Methoden

Im Rahmen der Grand Challenges in Global Health Initiative, die 2003 von der Gates Foundation ins Leben gerufen wurde, werden mit Hilfe gentechnischer Methoden verschiedene Mikronährstoffe in Reis, Cassava, Sorghum (Hirse) und Bananen angereichert. Auch hier sind Wissenschaftler von verschiedenen Instituten aus der ganzen Welt beteiligt. Das bekannteste Projekt ist der Goldene Reis, an dem bereits seit den 1990er Jahren gearbeitet wird. Im Gegensatz zu konventionellem Reis enthält er Provitamin A. Darüber hinaus arbeiten die beteiligten Wissenschaftler daran, ihn auch mit Eisen, Zink, Vitamin E und Proteinen anzureichern.

Das Projekt BioCassava Plus hat die Anreicherung von Provitamin A, Vitamin E, Eisen und Zink in den essbaren Wurzeln von Cassava (Maniok) zum Ziel. Gleichzeitig soll der Proteingehalt erhöht und der Gehalt an giftigem Cyanid verringert werden. Weitere Ziele sind eine erhöhte Haltbarkeit und die Resistenz gegenüber dem Cassava-Mosaikvirus.

In dem Projekt Africa Biofortified Sorghum wird daran gearbeitet, Hirse mit Provitamin A, Vitamin E, Eisen, Zink und Aminosäuren anzureichern. In einem weiteren Projekt werden Bananen mit Provitamin A, Vitamin E und Eisen angereichert.

Die im Rahmen der Grand Challenges-Initiative entwickelten Pflanzen sollen in lokale Sorte eingekreuzt werden und für Kleinbauern in Entwicklungsländern ohne Lizenzgebühren zugänglich sein.