Bioökonomie International 2017: Thio-As-Rice – Herausforderungen und Chancen der Entdeckung neuer Arsen Spezies in Reisböden für die Produktion von Arsen-sicherem Reis

Reis ist das wichtigste Grundnahrungsmittel weltweit, gleichzeitig aber auch eine signifikante Quelle an Arsen, das krebserregend für den Menschen ist. Bislang konzentrieren sich Studien auf die anorganischen Verbindungen Arsenit und Arsenat, für die es seit 2016 einen EU-Grenzwert im Reiskorn gibt, sowie Dimethylarsenat, das als unbedenklich eingestuft wird. Unsere Arbeitsgruppe hat vor kurzem entdeckt, dass in Reisböden eine weitere Gruppe von Arsen-Verbindungen eine wichtige Rolle zu spielen scheint, nämlich Schwefel-haltige Arsen-Spezies, sog. Thioarsenate. Nach unseren ersten Studien können Thioarsenate in Reis aufgenommen und aus der Wurzel in die oberirdische Biomasse verlagert werden. Diese Beobachtungen sind bedeutsam in Bezug auf die Sicherheit von Reis als Nahrungsmittel, denn bislang ist nur bekannt, dass Standard-Probenahme- und Analysenverfahren Thioarsenate aufgrund von Umwandlung und Ausfällung nicht erfassen. Grundlegendes Ziel des vorliegenden Projektes ist es, ein mechanistisches Verständnis zu erlangen, wie Thioarsenate im Boden abiotisch und mikrobiell gebildet werden, wie sie in die Pflanze aufgenommen und dort umgewandelt werden und was ihr Beitrag zum Arsengehalt im Reiskorn ist. Wichtig ist dabei auch zu untersuchen, ob Thioarsenate intakt bis ins Reiskorn gelangen. Das wäre besonders problematisch, da methylthiolierte Arsenate eine ähnliche Toxizität wie Arsenit besitzen, allerdings als unbedenkliches Methylarsenat erfasst würden. Auch Empfehlungen zur Verwendung von Sulfat-Düngern zur Reduktion der Methanemissionen aus Reisböden müssen vor dem Hintergrund eines Beitrags zur Erhöhung der Thiolierung kritisch evaluiert werden. Letztlich wird es mit dem Wissen aus dem vorliegenden Projekt möglich sein, Prognosen zu treffen, in welcher Kombination aus natürlichen Standortbedingungen, landwirtschaftlichem Management und angepflanzter Reisvarietät Thiolierung ein Risiko oder eine Chance für die Produktion von Arsen-sicherem Reis bedeutet.