Im Sommer letzten Jahres warnte das Bundesinstitut für Risikobewertung vor hohen Arsengehalten in Reis und Reisprodukten. Da Reis zugleich Grundnahrungsmittel für Millionen von Menschen ist, besteht großes Interesse an der Entwicklung von Methoden, mit denen sein Arsengehalt reduziert werden kann. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt verfolgen Wissenschaftler verschiedener nationaler und internationaler Forschungsinstitutionen einen vielversprechenden Ansatz.
Es ist bekannt, dass Arsen über kontaminierte Böden (beispielsweise in der Nähe von Metallhütten und Minen) oder das Grundwasser von Reispflanzen aufgenommen wird. Eine weitere Eintragquelle sind arsenhaltige Pestizide. In der Pflanze wird Arsen aus den Wurzeln über die Leitbündel, das pflanzliche Versorgungssystem, verteilt und schließlich größtenteils in die Reiskörner eingelagert. Der Nährstofftransport in die verschiedenen Bereiche der Pflanzen wird dabei durch spezielle Transportproteine überwacht. Sie arbeiten gewissermaßen als Pförtner des Leitbahnsystems, indem sie Nährstoffe durch Zellmembranen schleusen.
Die Schlüsselfunktion der Transportproteine weckte das Interesse von Biologen am Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie der Friedrich-Alexander Universität (Erlangen-Nürnberg) und ihren Kooperationspartnern aus dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (Leipzig), dem Forschungszentrum für Eco-Environmental Sciences (Peking) sowie der Florida International University. Ihr Plan ist, bestimmte Transportproteine in Reispflanzen so zu blockieren, dass das von den Pflanzen aufgenommene Arsen nicht in den Reiskörnern eingelagert wird, und zwar ohne das Wachstum der Reispflanze zu beeinträchtigen.
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Bei ihrem Forschungsvorhaben können die Wissenschaftler bereits erste Erfolge verbuchen: Sie identifizierten zwei Transportproteine, die neben dem Zuckeralkohol Inosit auch das giftige Arsen in die pflanzlichen Zellen transportieren. Außerdem ist es ihnen gelungen, beide Transportproteine in einer hierzulande ziemlich verbreiteten Modellpflanze, der Acker-Schmalwand, zu blockieren. Als nächsten Schritt möchten die Wissenschaftler ihre neuen Erkenntnisse direkt auf Reispflanzen anwenden. Sollten ihre Anstrengungen weiterhin erfolgreich sein, gibt es möglicherweise in Zukunft eine neue Reissorte, die auf mit Arsen verseuchten Böden mit gutem Ertrag wächst, ohne das krebserregende, gefäß- und nervenschädigende Gift in die Nahrungskette einzutragen.
Quellen einblenden
- Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (2016): Blinder Passagier im Reis. FAU-Forscher klären, wie Arsen in die Körner gelangt. Pressemitteilung vom 22.01.2016
- G. Duan, Y. Hu, S. Schneider, J. McDermott, J. Chen, N. Sauer, B. P. Rosen, B. Daus, Z. Liu, Y. Zhu (2015): Inositol transporters AtINT2 and AtINT4 regulate arsenic accumulation in Arabidopsis seeds. Nature Plants 2, Artikelnummer 15202, Online-Vorabveröffentlichung
