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研究表明温度升高会增加大米中的砷含量

2019-12-06 10:12:30   来源: 生物帮 

世界各地的人们都在日常饮食中食用大米。但是,大米除了营养和热量外,还可以含有少量的砷,砷是大剂量的毒素,与多种健康状况和饮食相关的癌症有关。

现在,华盛顿大学的研究人员发现,大多数气候变化预测所预期的较高温度会导致稻米中砷的浓度升高。该小组将于12月10日在美国地球物理联盟的秋季会议上介绍这些发现。

威斯康星大学土木与环境工程学副教授丽贝卡·诺伊曼(Rebecca Neumann)说:“我们知道在较高温度下土壤中会释放出更多的砷。在这里,我们看到了土壤温度的这种反应会影响稻米中的砷含量。”“我们正在研究砷含量相对较低的土壤,但温度升高仍导致我们开始关注健康的谷物中砷的浓度增加。如果这些结果能代表我们对田间种植的期望水稻,那么气候变化可能会加剧受砷污染的水稻问题。”

砷自然存在于土壤中,尽管在历史上曾经使用过砷基除草剂或灌溉用水中含有砷的地区,砷的浓度较高。当农民在洪水泛滥的情况下种植水稻等农作物时,砷会从土壤中抽入水中。

“总的来说,这种植物就像一根大管子或一根稻草,因为它从根部吸水到叶子。大米自然吸收砷,因为砷模仿了这些植物优先从土壤中抽出的其他分子。”主要作者Yasmine Farhat,威斯康星大学土木与环境工程专业的博士生。“这是浓缩砷的完美风暴。”

为了确定水稻在温暖的条件下是否会吸收更多的砷,研究小组从加利福尼亚州戴维斯市的稻田中收集了土壤。回到西雅图,研究人员在温度受控的生长室中的这种土壤中种植水稻。

他们比较了四种不同温度条件下的砷吸收。在加利福尼亚州的部分地区,一些植物在正常条件下生长:白天平均温度为华氏77度(25摄氏度)。其他一些则在逐渐升高的温度下生长,反映出到本世纪末该地区潜在的变暖水平:82 F(28 C),87 F(30.5 C)和91 F(33 C)。所有植物的夜间温度都比白天低3.6 F(2 C)。

随着温度升高,研究人员发现研究人员研究的植物的各个部分(包括米粒)对砷的吸收均增加。

“对于茎和叶,随着温度的升高,砷的浓度明显增加。” Farhat说。“对于谷物,最高温度使植物承受压力,以至于它们根本不产生任何谷物。但是,这另外两个对温度升高的预测表明,稻米中砷的含量也相似。谷物中砷的含量增加了两倍多在低温和高温处理之间。”

砷也是水稻植物的毒素,它们具有保护自身免受高水平砷污染的机制。一种方法包括打开一种螯合植物特定细胞和组织中砷的蛋白质。但是,当研究人员在高温下测量这种蛋白质在植物中的表达水平时,与在当今相对较低的温度下生长的植物相比,他们没有发现任何差异。

法哈特说:“也许我们土壤中的砷含量很低,以至于植物没有'意识到'它需要打开其防御机制。”“我们对这些低砷系统没有那么担心,但是我们的数据表明,随着温度开始升高,即使在低砷土壤中种植的水稻也可能面临谷物中砷含量较高的风险。”

某些形式的砷比其他形式更具毒性。该团队目前正在与UW塔科马大学的研究人员合作,开发一种方法,使他们能够查看植物不同部位的砷形式。这样,他们可以更好地了解人们的任何潜在健康风险。

法哈特说:“各种形式的砷对我们都有害,对植物也有害。”“增加砷会降低农作物的产量。这对水稻种植者在经济上不利。我希望人们记住,即使他们不吃大量的水稻,很多人仍然严重依赖这种作物。在规划未来时,我们需要记住,水稻感动了很多人,我们应该为此共同努力。”

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