2016_02: Reis und Selen

Selen ist mindestens genauso geheimnisvoll wie die griechische Mondgöttin, von der es seinen Namen hat. Es ist aber für die menschliche Ernährung sehr wichtig. Wir untersuchen daher, wie es in Reis, der wichtigsten Nahrungspflanze, aufgenommen wird.

Worum geht es?

Selen ist der geheimnisvolle Bruder des Schwefels. So richtig weiß man eigentlich nicht, wofür der Organismus es braucht, aber in Spuren ist es notwendig. Selenmangel betrifft ganze Landstriche - etwa den Westen Chinas oder Finnland. In anderen Weltgegenden, wie dem indischen Punjab, gibt es dagegen Probleme mit Selenüberschuß. Der Übergang von Mangel zu Vergiftung ist wie bei vielen anderen Spurenelementen (wie etwa dem Zink) sehr eng. Eine Düngung von Nutzpflanzen mit Selen wäre zwar eine Lösung für Selenmangel, aber man muss dafür sehr genau wissen, wieviel aufgenommen wird und wie das aufgenommene Selen in der Pflanze verteilt wird.  Reis als wichtigste Nahrungspflanze dieses Planeten ist hier natürlich von besonderem Interesse. In einer interdisziplinären Zusammenarbeit von Botanik und Geochemie wurde daher die Aufnahme von Selen in Reis untersucht. Zunächst musste ein experimentelles System entwickelt werden, womit man die Aufnahme standardisiert unter kontrollierten Bedingungen untersuchen kann. Das war alles andere als einfach, aber schließlich gelang es, ein geschlossenes Containersystem für Reiskeimlinge zu entwickeln, das zu qualitativ hochwertigen Daten führte. Damit konnten wir dann zeigen, dass die Aufnahme und Wanderung in der Pflanze stark davon abhängt, in welcher Form dieses mysteriöse Element vorliegt - als Selenit oder als Selenat. Weiterhin kam heraus, dass die Effizienz der Aufnahme durch Konkurrenz mit anderen Nährstoffen stark verändert wird - die bei hohen Seleniumkonzentrationen auftretenden Schädigungen der Reispflanzen waren eigentlich nicht durch das Selen selbst verursacht, sondern durch den Mangel an anderen Elementen, die durch das Selen von den Aufnahmetransportern verdrängt wurden. In künftigen Zusammenarbeiten wird es nun darum gehen, diese Transporter besser zu verstehen, um damit auch über molekulare Züchtung die Aufnahme von Selen in Reis zu verbessern.

 

Veröffentlichung

123. Nothstein AK, Eiche E, Riemann M, Nick P, Winkel LHE, Göttlicher J, Steininger R, Brendel R, v Brasch M, Conrad G, Neumann T. Tracking Se Assimilation and Speciation through the Rice Plant - Nutrient Competition, Toxicity and Distribution. PloS ONE PLoS ONE 11, e0152081 - pdf