Dlaczego właśnie len? Co to są mykotoksyny i metabolity roślinne? O tematyce swoich badań opowiada dr Justyna Mierziak-Derecka z Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Wrocławskiego.
Na projekt „Czy metabolity roślinne mogą skutecznie zmniejszać zawartość mykotoksyn w lnie?” otrzymała niemal dwa miliony zł w ramach konkursu Narodowego Centrum Nauki SONATA 18.
Zacznijmy od lnu. To jedna z najstarszych roślin uprawnych. Uzyskuje się z niego dwa cenne produkty – nasiona i włókno. W przeszłości uznawany był za cenniejszy od złota, gdyż dostarczał odzienia, pożywienia, paszy dla zwierząt, a także leków. Z nasion tłoczony jest olej, który zawiera cenne dla zdrowia człowieka wielonienasycone kwasy tłuszczowe. Ponadto nasiona są bogate w wiele związków o właściwościach prozdrowotnych. Są więc dobrym źródłem nutraceutyków.
Olej lniany, podobnie jak same nasiona, polecany jest w profilaktyce i terapii wielu chorób cywilizacyjnych, takich jak hipercholesterolemia i miażdżyca, choroby serca i nowotwory.
Siemię lniane cenione jest również za właściwości ochronne w chorobach układu pokarmowego i oddechowego oraz wysoką zawartość błonnika.
Natomiast włókno lniane, to dobrej jakości włókno tradycyjnie stosowane do produkcji tekstyliów. Posiada również szereg związków bioaktywnych, dzięki czemu może być ważnym surowcem do produkcji m. in. opatrunków na rany, implantów czy biokompozytów.
Olej i włókna lniane znajdują zastosowanie w wielu gałęziach gospodarki. Len jest rośliną bezodpadową, ponieważ produkty uznawane za odpady w produkcji oleju i włókna (makuchy, paździerze,) mogą być wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu (np. dodatek do pasz, surowiec płyt budowlanych).
Aktualnie duży problem dla upraw lnu stanowią infekcje grzybicze, powodujące spore straty w plonach, a także zanieczyszczenie surowców lnianych mykotoksynami.
Mykotoksyny to niebezpieczne substancje produkowane przez niektóre rodzaje grzybów, głównie pleśnie. Wykazują one działanie toksyczne dla człowieka, zwierząt, roślin i innych mikroorganizmów. W przypadku ludzi, mykotoksyny dostają się do organizmu głównie przez przewód pokarmowy, wraz z zanieczyszczonym pożywieniem, wpływając dalej na komórki, tkanki i całe narządy, uszkadzając szczególnie nerki i wątrobę. Powodują choroby układu krwionośnego i nerwowego, a także problemy z układem oddechowym w tym obrzęki płuc, zakłócają gospodarkę hormonalną i przemianę materii oraz obniżają odporność. Mogą prowadzić do zatruć, w tym zatruć ostrych, prowadzących nawet do śmierci po jednorazowym przyjęciu dużej dawki toksyny.
Natomiast największym zagrożeniem zatruć przewlekłych są udowodnione właściwości kancerogenne. Zanieczyszczanie żywności pochodzenia roślinnego mykotoksynami zachodzi podczas uprawy roślin, gdy zostaną one zaatakowane przez patogen grzybowy. Mykotoksyny mogą także powstawać później podczas niewłaściwego przechowywania i transportu surowców. Ich obecność w pożywieniu stanowi zagrożenie dla konsumenta. Są one niewidoczne, mogą się znajdować w produkcie, w którym nie widać już infekcji grzybowej, dodatkowo są niezwykle odporne na obróbkę cieplną, nie można się ich pozbyć, gotując czy piekąc.
Mykotoksyny wpływają na różne organizmy, w tym rośliny. Te toksyny jak i sama infekcja grzybicza bardzo negatywnie wpływają na rozwój, wzrost i produktywność zaatakowanej rośliny.
Najpopularniejszą metodą ochrony roślin przed chorobami grzybowymi jest stosowanie fungicydów. Metoda ta ma jednak swoje wady, wpływa na zanieczyszczenie środowiska, mikroorganizmy patogenne mogą nabywać odporność na stosowane środki, istnieją również doniesienia o potencjalnej szkodliwości fungicydów dla zdrowia ludzi i zwierząt. Dodatkowo coraz więcej konsumentów chce wybierać produkty gospodarstw ekologicznych wolne od tego typu środków.
Kolejną metodą jest uprawa roślin odpornych na infekcje grzybicze. Istnieje tutaj zagrożenie powstawania tzw. mykotoksyn zamaskowanych. Dzięki procesom zachodzącym w roślinach, mykotoksyny przekształcane są w związki, które nie wykazują toksycznych właściwości względem nich, ale są szkodliwe dla zwierząt i ludzi. Dobrą alternatywną dla tych metod może być zastosowanie metabolitów roślinnych. Odkryto, że wiele z nich hamuje wzrost grzybów, co może przekładać się na mniejszą zawartość mykotoksyn w surowcach roślinnych. Istnieje również możliwość, że związki te wpływają bezpośrednio na zmniejszenie produkcji mykotoksyn przez grzyby.
Na koniec metabolity roślinne. Są to produkty metabolizmu, stanowiące związki organiczne i nieorganiczne produkowane przez komórki. Dzieli się je na dwie główne grupy: metabolity pierwotne- niezbędne do prawidłowego przebiegu podstawowych procesów życiowych oraz metabolity wtórne, które nie są bezpośrednio niezbędne do wzrostu i rozwoju rośliny. Roślinne metabolity wtórne stanowią liczną grupę związków i pełnią m. in. ważne rolę w oddziaływaniach roślin ze środowiskiem, w tym funkcje w odporności na infekcje grzybicze.
Jak dotąd nie ma zbyt wielu informacji na temat ilościowej i jakościowej charakterystyki mykotoksyn w lnie. Nie zbadano również wpływu metabolitów roślinnych na ograniczenie zawartości mykotoksyn w lnie. Rezultaty badań planowanych do realizacji w ramach projektu poszerzą wiedzę dotyczącą mykotoksyn w lnie, a także przyczynią się do opracowania skutecznej metody ochrony lnu. Będzie to miało przełożenie na bezpieczne stosowanie surowców lnianych w celach spożywczych, kosmetycznych i medycznych.
– Zainteresowałam się tą tematyką, ponieważ len jest cenną i szeroko spotykaną rośliną – nazywaną polskim złotem – a jednocześnie jego uprawy i surowce są w dużym stopniu zagrożone infekcjami grzybiczymi. Len i poprawa jego właściwości są od wielu lat tematyką badań Zakładu Biochemii Genetycznej, w skład którego wchodzą wspaniali ludzie na których pomoc podczas realizacji prac badawczych można zawsze liczyć – podkreśla dr Justyna Mierziak-Derecka.
Badaczki i badacze z Uniwersytetu Wrocławskiego otrzymają niemal 25 mln zł na realizację swoich projektów z Narodowego Centrum Nauki w ramach konkursów OPUS 24 i SONATA 18.
Źródło: Opr. Katarzyna Górowicz-Maćkiewicz/Uniwersytet Wrocławski
