Masterarbeit

Low Si accumulation in husk and flag leaf might result in higher dimethylarsenate translocation into grains of red rice from Camargue

Robin Heimes (11/2015-04/2017)

Betreuer: Jörg Schaller, Britta Planer-Friedrich

Reis ist eine der wichtigsten weltweit angebauten Getreidepflanzen und das Grundnahrungsmittel für die Hälfte der Weltbevölkerung, zeigt allerdings eine erhöhte Tendenz zur Aufnahme von Arsen (As). Es ist bekannt, dass As akut und chronisch toxisch ist und karzinogen wirkt. Gewöhnlich erfolgt der Anbau von Reis unter gefluteten, anoxischen Bedingungen, wobei As als sehr mobiles Arsenit vorliegt und über die Silizium-Transporter aufgenommen wird. Eine Reissorte, die hohe Arsenkonzentrationen zeigt, ist der rote Reis der Camargue in Frankreich (bis zu 421 μg kg-1). Um die Gründe dafür zu untersuchen, haben wir roten Reis (TamTam) und braunen Reis (Arelate) aus der Camargue unter unterschiedlichen Si-Düngungen in Klimakammern angebaut. Der rote Reis akkumulierte hierbei 19.4 % mehr As im Korn als der braune Reis. Mit steigender Si-Verfügbarkeit im Porenwasser während der reproduktiven Phase reduzierten sich die As-Konzentrationen im Korn und in den vegetativen Pflanzenteilen signifikant für beide Reissorten. Die As-Spezies-Analyse des Korns zeigte eine höhere Konzentration von Dimethylarsenat (DMA) in Körnern des roten Reises, was den Unterschied zwischen den As-Gesamtgehalten (als Summe der Spezies) der Reissorten erklärt. Eine Hauptkomponentenanalyse zeigte einen negativen Zusammenhang zwischen den husk und flag leaf Si-Konzentrationen und den As- und DMA-Konzentrationen im Korn des braunen Reises, aber nicht des roten Reises, wobei brauner Reis signifikant mehr Si in den vegetativen Pflanzenteilen akkumulierte. Wir nehmen daher an, das Si-Ausfällungen DMA bei höheren Si-Konzentrationen binden können und somit eine weitere Translokation ins Korn verhindern.