Selenyumun Bitki Metabolizması ve Tarımsal Kullanımı

Year 2021, , 87 - 99, 30.06.2021

Ayşe Topuz , Nurdoğan Topal

https://doi.org/10.47137/usufedbid.854811

Abstract

Ana kaynağı toprak olan selenyum 1817 yılında keşfinden bu yana araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Farklı yük ve formlarda bulunan selenyum toprak killerinde ve suyunda inorganik formda bulunurken bitkiler, bitkiler ile beslenen hayvanlar, bazı deniz ürünleri ve insanlarda organik formda bulunmaktadır. İnsanlar ve hayvanlar için temel bir mikro besin elementi olan ve aşırı miktarda alındığında toksiditeye neden olan selenyumun ana selenyum kaynağı bitkilerdir. Selenyumun kanser, kardiyovasküler hastalıklar ve viral enfeksiyonların yanı sıra tiroid ve bağışıklık sistemi fonksiyonları, doğurganlık ve yaşlanmanın önlenmesindeki önemini çeşitli araştırmalar göstermiştir. Bitkiler, Selenyumun topraktan besin zincirine geri dönüştürülmesinde ve taşınmasında benzersiz bir rol oynar. Tarımsal ürünlerde Se konsantrasyonu, topraktaki Se içeriğine ve biyoyararlanımına bağlıdır. Değişen çevre ve iklim şartlarında gıda güvenliği sorunu daha da artış gösterecektir. Söz konusu bu koşullarda pratikte çok uygulanmayan bir uygulama olan mikro element uygulamalarının etkisi daha da bariz bir şekilde görülecektir. Tarımsal açıdan selenyum kullanımı, artı ve eksi getirililerin bilinmesi selenyum ile ilgili yapılacak çalışmalar için önemlidir. Bu derleme, insan sağlığı açısından önemli olan selenyumun bitkilerdeki metabollik davranışlarını ve özellikle mutlak alınması gerekli bir element olmamasına rağmen stres fizyolojisindeki önemini ortaya koymak amacıyla yapılmıştır.

Keywords

Selenyum, Selenat, Bitki selenyum alımı, Tarımda selenyum kullanımı

Supporting Institution

Çalışma herhangi bir kurum tarafından desteklenmemiştir.

Selenium Metabolism in Plants and Using in Agriculture

Abstract

Selenium, whose main source is soil, has attracted the attention of researchers since its discovery in 1817. Selenium, which is found in different charge and forms, is found in inorganic form in soil clays and water, while it is found in organic form in plants, animals fed with plants, some seafood and humans. The main source of selenium, which is an essential micronutrient element for humans and animals and causes toxicity when consumed in excess, is plants. Various studies have shown the importance of selenium in preventing cancer, cardiovascular diseases and viral infections, as well as thyroid and immune system functions, fertility and aging. Plants play a unique role in recycling and transporting Selenium from the soil to the food chain. The Se concentration in agricultural products depends on the Se content and bioavailability in the soil. Food security problem will increase even more in changing environment and climate conditions. In these conditions, the effect of micro element applications, which is an application that is not applied much in practice, will be seen more clearly. Agricultural selenium use, and knowing the positive and negative returns are important for studies on selenium. This review was conducted to reveal the metabolic behavior of selenium, which is important for human health, in plants and its importance in stress physiology, although it is not an essential element to be taken.

Keywords

Selenium, Selenate, Plant Selenium intake, Selenium use in agriculture

References

• Duntas LH, Benvenga S. Selenium: an element for life. Endocrine, 48(3), 756-775. 2015
• Rosenfeld I, Beath OA. Selenium: geobotany, biochemistry, toxicity, and nutrition. Academic Press. Library of congress catalog card number: 64-21674.2013
• Terry N, Zayed AM, De Souza MP, Tarun AS. Selenium in higher plants. Annual review of plant biology, 51(1), 401-432. 2000
• Elrashidi MA, Adriano DC, Lindsay WL. Solubility, speciation, and transformations of selenium in soils. Selenium in Agriculture and the Environment, 23, 51-63. 1989
• Elrashidi MA, Adriano DC, Workman SM. Lindsay WL. Chemical equilibria of selenium in soils: a theoretical development1. Soil Science, 144(2), 141-152. 1987
• Germ M, Stibilj V, Kreft I. Metabolic importance of selenium for plants. The European Journal of Plant Science and Biotechnology, 1(1), 91-97. 2007
• Gupta M, Gupta S. An overview of selenium uptake, metabolism, and toxicity in plants. Frontiers in Plant Science, 7, 2074. 2017
• Mirza H, Hossain MA, Fujita M. Selenium in higher plants: physiological role, antioxidant metabolism and abiotic stress tolerance. Journal of Plant Sciences, 5(4), 354-375. 2010
• Li HF, McGrath SP, Zhao FJ. Selenium uptake, translocation and speciation in wheat supplied with selenate or selenite. New Phytologist, 178(1), 92-102. 2008
• Rayman MP. The importance of selenium to human health. The lancet, 356(9225), 233-241. 2000
• Läuchli A. Selenium in plants: uptake, functions, and environmental toxicity. Botanica Acta, 106(6), 455-468. 1993
• Sors TG, Ellis DR, Salt DE. Selenium uptake, translocation, assimilation and metabolic fate in plants. Photosynthesis research, 86(3), 373-389. 2005
• Pilon-Smits EA, Quinn CF. Selenium metabolism in plants. In Cell biology of metals and nutrients (pp. 225-241). Springer, Berlin, Heidelberg. 2010
• White P J. Selenium metabolism in plants. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-General Subjects, 1862(11), 2333-2342. 2018
• Guignardi Z, Schiavon M. Biochemistry of plant selenium uptake and metabolism. In Selenium in plants (pp. 21-34). Springer, Cham. 2017
• Wang Y, Böck A, Neuhierl B. Acquisition of selenium tolerance by a selenium non‐accumulating Astragalus species via selection. Biofactors 9.1 (1999): 3-10.
• Kaur N, Sharma S, Kaur S, Nayyar H. Selenium in agriculture: a nutrient or contaminant for crops?. Archives of Agronomy and Soil Science, 60(12), 1593-1624. 2014
• Sager M. Selenium in agriculture, food, and nutrition. Pure and applied chemistry, 78(1), 111-133. 2006
• Olson OE, Novacek EJ, Whitehead EI, Palmer IS. Investigations on selenium in wheat. Phytochemistry, 9(6), 1181-1188. 1970
• Shrift A, Ulrich JM. Transport of selenate and selenite into Astragalus roots. Plant physiology, 44(6), 893-896. 1969
• Cartes P, Gianfreda L, Mora ML. Uptake of selenium and its antioxidant activity in ryegrass when applied as selenate and selenite forms. Plant and Soil, 276(1-2), 359-367. 2005
• de Souza MP, Lytle CM, Mulholland MM, Otte ML, Terry N. Selenium assimilation and volatilization from dimethylselenoniopropionate by Indian mustard. Plant physiology, 122(4), 1281-1288. 2000
• White PJ, Bowen HC, Parmaguru P, Fritz M, Spracklen WP, Spiby RE, Smith BM. Interactions between selenium and sulphur nutrition in Arabidopsis thaliana. Journal of Experimental Botany, 55(404), 1927-1937. 2004
• Arvy MP. Selenate and selenite uptake and translocation in bean plants (Phaseolus vulgaris). Journal of experimental botany, 44(6), 1083-1087. 1993
• Rani N, Dhillon KS, Dhillon SK. Critical levels of selenium in different crops grown in an alkaline silty loam soil treated with selenite-Se. Plant and soil, 277(1-2), 367-374. 2005
• Škarpa P, Hajátková I. Účinek aplikace vybraných forem selenu na výnos a kvalitu máku (Papaver sommiferum L). 2011
• Çetinsoy MF. Daşgan HY. Hıyar Yetiştiriciliğinde Selenyum ve Silisyum Yaprak Gübrelerinin Etkileri. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5, 243-252. 2016
• Turan MA, Taban S, Sezer SM, Türkmen N. Selenyumca zenginleştirilmiş sarımsak üretimi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 27(1), 19-26. 2013
• Hartikainen H, Xue T, Piironen V. Selenium as an anti-oxidant and pro-oxidant in ryegrass. Plant and soil, 225(1-2), 193-200. 2000
• Xue T, Hartikainen H, Piironen V. Antioxidative and growth-promoting effect of selenium on senescing lettuce, Plant and Soil, 237, 55–61. 2001
• Khattab H. Metabolic and oxidative responses associated with exposure of Eruca sativa (Rocket) plants to different levels of selenium. Int J Agric Biol, 6, 1101-1106. 2004
• Djanaguiraman M, Devi DD, Shanker AK, Sheeba A, Bangarusamy U. Selenium-an antioxidative protectant in soybean during senescence. Plant Soil.272: 77–86.2005
• Ramos SJ, Faquin V, Guilherme LRG, Castro EM, Ávila FW, Carvalho GS, Oliveira C. Selenium biofortification and antioxidant activity in lettuce plants fed with selenate and selenite. Plant, Soil and Environment, 56(12), 584-588. 2010
• Yılmaz S. Selenyum uygulamalarının arpada (Hordeum vulgare L.) selenyum, kükürt ve azot alımına ve aminoasit içeriğine etkisi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalı Yüksek Lisans. 2006
• Çakır S. Selenyum Toksisitesinin İki Arpa (Hordeum vulgare L.) Çeşitinde (TARM 92, BÜLBÜL 89) Antioksidan Enzim Aktivitesine Etkisi. 2007
• Özdemir Ö. Accumulation of selenium in different wheat genotypes and its protective role against various abiotic stress factors (Doctoral dissertation). 2008
• Molnárová M, Fargašová A. Se (IV) phytotoxicity for monocotyledonae cereals (Hordeum vulgare L., Triticum aestivum L.) and dicotyledonae crops (Sinapis alba L., Brassica napus L.). Journal of hazardous materials, 172(2-3), 854-861. 2009
• Harmankaya M. Orta Anadolu bölgesinde toprakların ve buğdayın selenyum düzeyinin belirlenmesi ve selenyum gübrelemesine farklı buğday genotiplerinin tepkisinin araştırılması (Doctoral dissertation, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü). 200
• Yao X, Chu J, Wang G. Effects of selenium on wheat seedlings under drought stress. Biological Trace Element Research, 130(3), 283-290. 2009
• Hawrylak-Nowak B, Matraszek R, Szymańska M. Selenium modifies the effect of short-term chilling stress on cucumber plants. Biological trace element research, 138(1-3), 307-315. 2010
• Gökbulut T. Bazı buğday çeşitlerinde selenyum birikimi ve selenyum toksisitesinin antioksidan enzim aktivitesine etkisi (Doctoral dissertation, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi, Kayseri). 2010
• Saffar Y A, Lahoutı M, Ganjealı A. The effects of dıfferent selenıum concentratıons on some morpho-physıologıcal characterıstıcs of spınach (spınacıa oleracea l.). 2012
• Irmak S, Semercioğlu T. Çukurova Bölgesi’nde yetiştirilen bazı buğday (Triticum Spp.) çeşitlerinde toprak-bitki selenyum içeriği arasındaki ilişki. International Journal of Agricultural and Natural Sciences, 5(2), 19-23. 2012
• Abbas SM. Low levels of selenium application attenuate low temperature stress in sorghum [Sorghum bicolor L. Moench] seedlings. Pakistan Journal of Botany, 45(5), 1597-1604. 2013