Varmere temperaturer vil øge arsenniveauet i ris, viser undersøgelse

Folk over hele verden indtager ris i deres daglige kost. Men ud over dets nærings- og kalorieindhold, ris kan indeholde små mængder arsen, som i store doser er et toksin forbundet med flere sundhedstilstande og kostrelaterede kræftformer.

Nu har forskere ved University of Washington fundet ud af, at varmere temperaturer, på niveauer, der forventes under de fleste klimaforandringer, kan føre til højere koncentrationer af arsen i riskorn. Holdet vil præsentere disse resultater den 10. december ved American Geophysical Union's Fall Meeting i San Francisco.

"Vi ved, at der frigives mere arsen fra jorden ved højere temperaturer. Her så vi denne reaktion på temperaturen i jorden påvirke arsenindholdet i riskorn, " sagde seniorforfatter Rebecca Neumann, en UW lektor i civil- og miljøteknik. "Vi arbejdede med jord, der havde relativt lave arsenniveauer, men de varmere temperaturer førte stadig til øgede arsenkoncentrationer i kornene i områder, hvor vi begynder at have sundhedsproblemer. Hvis disse resultater er repræsentative for, hvad vi kan forvente for markdyrket ris, så kan klimaændringer forværre problemet med arsen-forurenet ris."

Arsen forekommer naturligt i jorden, selvom dets koncentration er højere i områder, der historisk har brugt arsen-baserede herbicider, eller hvor kunstvandingsvand indeholder arsen. Når landmænd dyrker afgrøder som ris under oversvømmede forhold, arsen trækkes ud af jorden og ned i vandet.

"Generelt, planten er som et stort rør eller et sugerør, når den trækker vand op fra rødderne til bladene. Og ris optager naturligt arsen, fordi arsenet efterligner andre molekyler, som disse planter fortrinsvis trækker ud af jorden, " sagde hovedforfatter Yasmine Farhat, en UW doktorand i civil- og miljøteknik. "Det er en perfekt storm til at koncentrere arsen."

For at afgøre, om ris ville trække mere arsen under varmere forhold, holdet samlede jord fra en rismark i Davis, Californien. Tilbage i Seattle, forskerne dyrkede ris i denne jord i temperaturkontrollerede vækstkamre.

De sammenlignede arsenoptagelse under fire forskellige temperaturforhold. Nogle planter blev dyrket under normale forhold for den del af Californien:77 grader Fahrenheit (25 C) i gennemsnit i løbet af dagen. Andre blev dyrket ved gradvist varmere temperaturer, hvilket afspejler forskellige potentielle opvarmningsniveauer for den pågældende region ved udgangen af ​​dette århundrede:82 F (28 C), 87 F (30,5 C), og 91 F (33 C). Nattetemperaturer var 3,6 F (2 C) køligere end dagtimerne for alle planter.

Efterhånden som temperaturen steg, holdet oplevede øget optagelse af arsen til alle dele af planten, som forskerne kiggede på - inklusive riskornene.

"For stilken og bladene, det er et klart skridt op i arsenkoncentrationen, når vi øger temperaturen, " sagde Farhat. "For kornene, den højeste temperatur gjorde planterne så stressede, at de ikke producerede korn. Men disse to andre prognoser om stigende temperatur viser en lignende stigning af arsen i riskornene. Arsenkoncentrationerne i kornet er mere end tredoblet mellem lav- og højtemperaturbehandlingerne."

Arsen er også et giftstof for risplanter, og de har mekanismer til at beskytte sig selv mod højere niveauer af det. En metode omfatter at tænde for et protein, der binder arsen i specifikke celler og plantevæv. Men da forskerne målte ekspressionsniveauer af dette protein i deres planter ved højere temperaturer, de så ingen forskel i forhold til de planter, der dyrkes ved nutidens relativt lave temperaturer.

"Måske var arsenkoncentrationen så lav i vores jord, at planten ikke var 'bevidst' om, at den skulle tænde sin forsvarsmekanisme, " sagde Farhat. "Vi har ikke været så bekymrede over disse lav-arsensystemer, men vores data tyder på, at når temperaturerne begynder at blive varmere, selv ris dyrket i jord med lavt arsenindhold kan være i fare for at have højere niveauer af arsen i kornene."

Nogle former for arsen er mere giftige end andre. Holdet samarbejder nu med forskere ved UW Tacoma for at udvikle en metode, der vil give dem mulighed for at se, hvilke former for arsen der er i de forskellige dele af planten. Den vej, de kan få et bedre billede af eventuelle potentielle sundhedsrisici for mennesker.

"Arsen i alle former er dårligt for os, og det er også dårligt for planterne, " sagde Farhat. "At øge arsen kan reducere afgrødeudbyttet. Det kan være økonomisk dårligt for risbønder. Jeg vil have folk til at huske, selvom de ikke spiser en masse ris, mange mennesker er stærkt afhængige af denne afgrøde. Når vi tænker og planlægger for fremtiden, vi skal huske, at ris berører mange mennesker, og det bør vi arbejde sammen om."