Een tekort aan selenium treft wereldwijd volgens schattingen van de Wereldgezondheidsorganisatie 500 miljoen tot zo’n één miljard mensen. Onderzoekers van Wageningen University & Research maakten een kaart die laat zien hoe planten selenium opnemen en verwerken. Die kennis kan helpen bij het ontwikkelen van gewassen die meer selenium bevatten.
Selenium is een element dat mensen, dieren en planten in kleine hoeveelheden nodig hebben. Maar zodra de concentratie iets hoger wordt, kan het giftig zijn. De meeste planten hebben selenium niet nodig en bevatten er van nature weinig van. Daardoor krijgen mensen via voedsel ook maar kleine hoeveelheden binnen.
Een mogelijke oplossing is biofortificatie: voedselgewassen zo ontwikkelen dat ze meer selenium bevatten. Daarvoor moeten onderzoekers eerst beter begrijpen hoe planten selenium opnemen, vervoeren en opslaan.
Planten die veel selenium kunnen verdragen
Er zijn maar een paar, vaak zeldzame, plantensoorten die opvallend hoge concentraties selenium bevatten zonder dat dit schadelijk voor ze is. Deze zogenoemde hyperaccumulatoren staan centraal in het onderzoek. De onderzoekers bekijken hoe deze planten functioneren en welke genen daarbij een rol spelen. Zo proberen ze te begrijpen waarom sommige soorten bepaalde elementen zo gemakkelijk verzamelen.
De onderzoekers keken in dit verband onder andere naar Neptunia amplexicaulis. Deze plant groeit in de woestijn van Queensland, waar van nature meer selenium in de bodem zit. De soort neemt opvallend veel selenium op en slaat het op zonder vergiftigd te raken. Juist dat maakt de plant interessant, ze hopen te ontdekken welk mechanisme daarachter zit.
Eerste uitgebreide model van seleniummetabolisme
De onderzoekers brachten bestaande kennis over selenium in planten samen in een reviewartikel, gepubliceerd in vakblad New Phytologist. Daarin presenteren ze voor het eerst een uitgebreide metabole kaart van de seleniumstofwisseling in planten. Omdat de stof chemisch gezien erg op zwavel lijkt, laten ze ook zien hoe de seleniumstofwisseling vereven is met die van zwavel.
“Dit model brengt in kaart hoe selenium in planten wordt opgenomen en verwerkt. Daarbij bundelt het ook wat bekend is over seleniumverbindingen in planten, betrokken enzymen en genen die opname en tolerantie beïnvloeden,” vertelt onderzoeker Antony van der Ent. “Daarmee biedt het een basis om beter te begrijpen hoe hyperaccumulatorplanten functioneren.”
Basis voor verder onderzoek
Volgens Van der Ent kan deze kennis helpen om vervolgonderzoek naar seleniumrijke gewassen gerichter op te zetten. En dat is belangrijk, zulke gewassen kunnen later helpen om seleniumtekorten in voeding te verminderen en daarmee de gezondheid te ondersteunen.
De nieuwe kennis maakt het mogelijk om gerichter te zoeken naar sleutelgenen die betrokken zijn bij seleniumopslag in Neptunia amplexicaulis. Een belangrijke volgende stap is onderzoeken welke transporteiwitten de plant gebruikt om selenium vanuit de wortels naar jonge scheuten en bloemen te verplaatsen.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
