Blinder Passagier im Reis

FAU-Forscher klären, wie Arsen in die Körner gelangt

Reis ernährt die halbe Menschheit. Doch das Getreide ist nicht selten mit Arsen belastet. Biologen der FAU haben jetzt einen möglichen Ansatz gefunden, den Arsengehalt im Reis zu reduzieren.

Millionen Menschen auf der Erde nehmen täglich Reis zu sich, in dem sich Arsen angereichert hat. Schon kleine Mengen des Gifts im Korn sind ein Problem für diejenigen, die viel von dem Getreide essen – wie in Asien, wo Reis Grundnahrungsmittel ist.

Seinen Weg in die Pflanzen findet Arsen – meist in Form der besonders giftigen Arsen-Sauerstoff-Verbindung Arsenik – über verseuchten Boden oder das Grundwasser. Gerade in der Nähe von Minen oder Metallhütten sowie auf Äckern, die mit arsenhaltigen Pestiziden besprüht wurden, ist die Gefahr, dass Feldfrüchte vergiftet sind, besonders groß.

Pflanzen nehmen das Arsen über die Wurzeln auf und verteilen es über ein aderngleich verzweigtes Leitbündelsystem im gesamten Organismus. Mithilfe eines Teils dieser Leitbahnen versorgen sich die Pflanzen selbst mit Nährstoffen und schicken zum Beispiel Zucker, den die Blätter bei der Photosynthese bilden, in Wurzeln oder Samen. Über diese Adern gelangt jedoch auch ein großer Anteil des Arsens in die Reiskörner.

Eine Schlüsselfunktion übernehmen dabei sogenannte Transportproteine. Sie überwachen wie Pförtner den Zutritt in verschiedene Bereiche des Leitbahnsystems und schleusen die Nährstoffe durch die Zellmembranen. Die Wissenschaftler vom Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie der FAU und ihre Kooperationspartner vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig, dem Forschungszentrum für Eco-Environmental Sciences in Peking sowie der Florida International University haben nun zwei Transportproteine identifiziert, die eigentlich den Transport des zyklischen Zuckeralkohols Inosit regulieren. Doch die beiden Pförtner öffnen nicht nur Nährstoffen die Tür zu den Zellen, sondern auch den giftigen blinden Passagieren.

In einem nächsten Schritt wollen die Biologen versuchen, die beiden Transportproteine in Reispflanzen zu blockieren, und so verhindern, dass Arsen in die Körner gelangt – ohne das Wachstum der Pflanzen einzuschränken. In einer Modellpflanze, der hierzulande recht verbreiteten Ackerschmalwand, ist dies bereits gelungen. Nun sollen die neuen Erkenntnisse auf Reispflanzen angewendet werden. Am Ende der Versuchsreihen könnte eine Reissorte stehen, die auf verseuchten Böden gedeiht, ohne das Gift in die Nahrungskette einzuschleusen.

Die Ergebnisse haben die Forscher im Fachmagazin „Nature Plants“ veröffentlicht. DOI: 10.1038/NPLANTS.2015.202

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