folia biologica et geologica 57/2, 57–64, ljubljana 2016 SELEN V RASTLINAH IN V OKOLJU V SLOVENIJI SELENIUM COMPOUNDS IN PLANTS AND IN BIOSPHERE IN SLOVENIA Vida Škrabanja1 Delo je prispelo 27. novembra 2016, sprejeto 31. decembra 2016. Received November 27, 2016; accepted December 31, 2016. iZVleČeK Selen v rastlinah in v okolju v Sloveniji V Sloveniji so tla s selenom revna in je možnost pomanj- kanja selena v prehrani nekaterih skupin prebivalstva (starejši, vegetarijanci) visoka. Gojenje rastlin, obogatenih s selenom, je učinkovit način dodajanja selena v vsakdanjo prehrano tistih, ki tega esencialnega elementa ne prejmejo v zadostnih količinah. S prehranskega vidika so s selenom obogatena živila, predvsem rastlinskega izvora, potencialni vir selena, ki se vnaša v organizme živali in ljudi preko preh- ranske verige in se s kompleksnimi pretvorbami na molekul- skem nivoju pretvarja iz anorganskih v bolj razpoložljive organske oblike. V prispevku so zbrani rezultati raziskovan- ja vsebnosti selena v posameznih rastlinskih vrstah ter različnih načinov sistematičnega dodajanja selena za dosego višje koncentracije le-tega v pridelku. V delu je poudarek na- menjen pregledu objavljenih del domačih strokovnjakov, ki so v Sloveniji raziskovali vsebnost selena in sposobnost nje- gove akumulacije v rastlinah, pri čemer so fiziološke last- nosti in pridelek rastlin dodatno narekovali spremenljivi okoljski dejavniki. Ključne besede: Slovenija, selen, rastlinski viri, prehran- ski vnos, dodatek selena, okolje 1 doc.dr., Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, Jamnikarjeva 101, 1000 Ljubljana; e-mail: vida.skrabanja@guest.arnes.si abStRact Selenium compounds in plants and in biosphere in Slove­ nia Selenium occurs ubiquitously in the environment and actively circulates in the biosphere. In Slovenian soil, low concentrations of selenium were detected, and the possibili- ty of selenium deficiency in the diet of certain groups of the population (elder people, vegetarians) is high. From a nutri- tional point of view, the selenium-enriched foods, including foods of plant origin, is a potential source of selenium for humans. Selenium is introduced into the organism of ani- mals and humans via the food chain, and the complex trans- formations at the molecular level translates selenium into more available organic forms. An effective way of adding selenium to the daily diet for those who do not receive this essential element in sufficient quantities is through culti- vated plants enriched with selenium. The article summariz- es the results of a systematic survey of selenium content in various plant species, including different ways of adding se- lenium to achieve a higher concentration of the same in the crops. In part, published works of Slovenian scientists who have studied the selenium content in Slovenian plant sam- ples are reviewed. The impact of various environmental pa- rameters, including selenium fertilization on bioaccumula- tion of the same in plants, on their physiological character- istics and yield is also discussed. Keywords: Slovenia, selenium, plant sources, dietary in- take, selenium supplementation, environment Vida Škrabanja: SELEn V raSTLinaH in V OkOLjU V SLOVEniji 58 folia biologica et geologica 57/2 – 2016 Selen je eden izmed približno 60 esencialnih hranil, potrebnih za človekovo zdravje (Hatfield s sod. 2012). V zadnjih 200 letih od njegova odkritja so stro- kovnjaki temeljito proučevali vlogo selena z biokemij- skega, molekulskega in genetskega zornega kota. Šte- vilne študije obravnavajo vpliv pomanjkanja ali pre- sežka selena v dietah na živalskih modelih ali s klinič- nimi študijami pri ljudeh. Identifikacija in koncentracija določene kemijske oblike, v kateri je selen prisoten, sta ključni za opis mo- lekulskih mehanizmov biološke aktivnosti tega ele- menta in upodobitev/karakterizacijo specifičnih pre- snovnih poti v celicah in tkivih. Omenjeni procesi so predmet medicinskih, fizioloških in prehranskih razi- skav predvsem z vidika: - kroženja in akumulacije selena v okolju, - akumulacije selena v vodnih in gojenih rastlinah, - vloge selena v zdravju in bolezni, - presnove in aktivnosti terapevtskih molekul in na- nodelcev, ki vsebujejo selen, - živil in krmil, obogatenih s selenom in/ali pridoblje- nih z biotehnološkimi postopki, - biološke uporabnosti in presnove selena v živilih, - onesnaženja okolja in zlasti vodotokov z ostanki pre- snove selena pri živalih in ljudeh. Primeren prehranski status je nujno potreben za človekovo zdravje, predvsem zaradi njegove vključe- nosti v celično presnovo preko pomembnih fizioloških procesov, kot je sinteza selenocisteina, koencima Q, glutation peroksidaze in tioredoksin reduktaze (Na- varro-Alarcon & Cabrera-Vique 2008, Rahman- to & Davies 2012). Velike koncentracije selena v oko- lju so lahko problematične, selen v prehrani pa je v velikih odmerkih lahko strupen za ljudi. 1 UVOD 2 POSLEDICE ODSTOPANJ OD PRIPOROčENIH VREDNOSTI DNEVNEGA VNOSA SELENA S HRANO Selen je esencialni element za mnogo živalskih vrst, tudi za človeka. Aktivnost je odvisna od kemijske obli- ke. Z vgradnjo v različne beljakovine vpliva na rast in razvoj organizma ter je vključen v zaščito tkiv pred oksidativnimi procesi in zaščito pred okužbami. Pre- malo zaužitega selena (manj kot 13 do 19 µg/dan) pri človeku sproži resne posledice in vodi v motnje in bo- lezni, kot so vrtoglavica, slabost, izguba apetita, srčno popuščanje, srčne aritmije in povečanje srca. Bolezen, ki prizadene predvsem otroke in nosečnice, so poime- novali Keshanova bolezen. Druga poznana bolezen, ki je povezana s premajhnim dnevnim vnosom selena, je Kashin Beckova bolezen. To je bolezen povečanih skle- pov oziroma vrsta revmatoidnega stanja-osteoartriti- sa. Posledice bolezni so šibkost udov, okornost, oteka- nje in bolečine v prstnih členkih, povečanje sklepov in atrofija nekaterih progastih mišic. Drugi znaki po- manjkanja selena pri ljudeh so poškodbe srčne mišice, trebušne slinavke, mišična distrofija, izguba lasnega in kožnega pigmenta (Reilly 2006, Hatfield s sod. 2012, Hatfield s sod. 2016). čeprav je v mikro količinah nujno potreben, lahko v visokih koncentracijah škoduje zdravju ljudi. Dolgo- trajna izpostavljenost visokim koncentracijam pri lju- deh (nad 1000 µg/dan) ima genotoksične in kanceroge- ne učinke, pri več kot 3200 µg/dan pa povzroča seleno- zo (Reilly 2006). Toksičnost se v hujših oblikah odra- ža v nenormalnem delovanju živčnega sistema in žlez z notranjim izločanjem (predvsem jetra), v moteni sinte- zi ščitničnih in rastnih hormonov kot tudi v porušeni presnovi inzulinu podobnega rastnega faktorja (Reil- ly 2006). 3 SELEN V OKOLJU V kemijskih lastnostih je selen podoben žveplu (Reil- ly 2006). V okolju je v anorganski obliki (elementarni selen: Se, selenid: Se-, selenit(IV): SeO3 2-, selenat(VI): SeO4 2-) in v organski obliki: predvsem kot metilirane selenove spojine, seleno-aminokisline in selenobelja- kovine v bioloških sistemih (Pyrzyńska 2002, Uden s sod. 2004). Shrift (1964) je predstavil obstoj kroženja selena v naravi, Frost (1972) pa dinamično ravnotežje in pretvarjanje med anorganskimi in organskimi obli- kami selena. Količine anorganskih oblik selena so v zemeljski skorji geografsko zelo neenakomerno razporejene in so v koncentracijah od skoraj nič do 1250 mg/kg (Hat- field s sod. 2016). Z izjemo območij, kjer sežigajo fo- Vida Škrabanja: SELEn V raSTLinaH in V OkOLjU V SLOVEniji 59folia biologica et geologica 57/2 – 2016 silna goriva, kjer je postavljena steklarska industrija ali obsežna proizvodnja kemikalij in elektronike, je vnos selena in s tem vpliv na človekovo zdravje preko inha- lacijskih poti neznaten (Wang & Gao 2001). Povprečna koncentracija selena v zemlji in v tleh je mnogo večja na območjih s sedimentnimi kamenina- mi v primerjavi s tistimi z vulkansko podlago. Podro- čja, kjer je koncentracija selena v tleh zelo visoka, so v delih Wyominga, Severne in Južne Dakote v Ameriki, v nekaterih predelih Kitajske, Rusije, Irske, Kolumbije in Venezuele. Johnson s sod. (2010) poroča o koncen- traciji preko 600 mg v kilogramu črnega skrilavca. Do- ločene rastline lahko iz s selenom zelo bogate podlage akumulirajo tudi do 3 mg tega elementa na gram ra- stline. Take rastline običajno niso okusne in so poten- cialno toksične za pašno živino (Combs 2001), v narav- nem okolju pa visoka koncentracija selena predstavlja zaščito rastlin pred herbivori (Mechora & Ugrino- vić 2015). Dodajanje natrijevega selenita mineralnim gnoji- lom ali živalski krmi je običajna praksa v državah, kjer so tla revna s selenom (Wang s sod. 1998, Watkinson 1983). To velja predvsem za severozahodni Oregon, Finsko, Novo Zelandijo, centralno Srbijo in velik del afriške celine (Ngo s sod. 1997). Pirc & Šajn (1997) navajata vsebnosti selena v tleh v Sloveniji. Po njunih podatkih le-ta znaša od manj kot 0,1 do 0,7 mg/kg, kar pomeni, da so tudi v Sloveniji tla revna s selenom. V isti državi, tak primer je npr. Kitajska ali Avstra- lija, pa se lahko koncentracije selena v tleh tudi regio- nalno zelo razlikujejo. Topne oblike selena v vodi so predvsem anorgan- ski selenat in selenitni ioni. Pitna voda z običajnimi količinami selena le malo doprinese k dnevnemu vnosu (Deveau 2010), pri čemer vrednosti variirajo od 0,12 do 0,44 µg/l (Cutter 1989). Izjeme so zabeležili v ruralnem okolju jugovzhodnega Kolorada zaradi izra- zite suše leta 1975 kot tudi v vodnih izvirih osrednje- -zahodnega dela Združenih držav Amerike, pri čemer so bile vrednosti med 50 in 300 µg/l (Hatfield s sod. 2012). Tudi Vincenti s sod. (2010) navaja, da so v se- verni Italiji leta 1990 ugotovili neobičajno visoke koli- čine selena v vodovodni vodi. V podtalnici ali površin- ski vodi so količine selena lahko zelo variabilne – geo- grafsko pogojene, in sicer od 0,06 do 400 µg/l, v neka- terih primerih celo do 6000 µg/l (Hatfield s sod. 2016). Ameriška regulativa oz. zvezni standardi v pitni vodi dopuščajo koncentracijo do 50 µg/l (Hatfield s sod. 2012, Hatfield s sod. 2016), ki je v primerjavi z Nemčijo (in drugimi evropskimi državami), kjer je zgornja meja v ustekleničeni vodi ali vodovodni vodi le do 10 µg/l, bistveno večja (Hatfield s sod. 2016). Sve- tovna zdravstvena organizacija (WHO) je za selen v pitni vodi določila priporočeno vrednost 10 µg/l, ki je izračunana na 10 % delež vnosa z vodo (NIJZ 2014). V slovenskem Pravilniku o pitni vodi je selen uvrščen v Prilogo I, del B, kjer je določena mejna vrednost v pitni vodi 10 µg/l (Anonymous 2004). Koncentracije v pitni vodi so različne in so geografsko pogojene; koncentra- cije so višje pri nizkem ali visokem pH zaradi večje topnosti v takem okolju (NIJZ 2014). Po objavljenih podatkih (Smrkolj s sod. 2006b) je selen v Ljubljani (odvzem na laboratorijskem polju Biotehniške fakulte- te) v vodovodni vodi pod mejo detekcije, ki je 0.5 µg/l. Posledica industrije in intenzivnega kmetijstva so odpadne vode, ki se stekajo neposredno ali posredno v močvirja, jezera in reke. Ker organizmi v vodnih siste- mih zlahka privzemajo selen, lahko koncentracije le- -tega hitro dosežejo vrednosti, ki so toksične za ribe ter prosto živeče živalske in rastlinske vrste. Pri ribah ve- like koncentracije selena povzročajo poškodbe tkiv, motnje pri razmnoževanju ali celo izumrtje celotne vrste (Lemly & Smith 1987). Zanimiva je študija Pen- glase s sod. (2014), ki so ugotovili, da lahko povečane količine selena v prehrani rib zmanjšajo škodljiv vpliv živega srebra na rast in preživetje odraslih rib, hkrati pa v kombinaciji z živim srebrom sinergistično nega- tivno vplivajo na njihovo razmnoževanje. Znanstveniki in regulatorne oblasti namenjajo ve- liko pozornost selenu kot enemu izmed onesnaževal- cev okolja. Stopnja mobilnosti oziroma hitrost krože- nja selena v ekosistemu v veliki meri določa, ali se bo toksičnost pojavila in koliko časa bo tveganje v okolju trajalo. Ko selen vstopi v ekosistem, ga organizmi zau- žijejo ali absorbirajo, lahko se veže ali kompleksira z drugimi snovmi ali pa ostane prosto raztopljen v vodi. Vodni organizmi so sposobni akumulirati selen v kon- centracijah, ki so bistveno večje kot v njihovem okolju ali hrani. Bioakumulacija v takem obsegu je možna predvsem zato, ker je selen kemijsko podoben žveplu in ker je esencialno mikrohranilo. Ta sposobnost je morda najpomembnejši dejavnik pri kroženju selena v vodnem okolju (Lemly 1997). Pomembnejše raziskave glede odziva različnih makrofitov oziroma vodnih or- ganizmov (navadni rogolist Ceratophyllum demersum, klasasti rmanec Myriophyllum spicatum, preraslolistni dristavec Potamogeton perfoliatus, vodni jetičnik Vero- nica anagallis-aquatica, vodni mah Fontinalis anti- pyretica, mala vodna leča Lemna minor L., ozkolistni koščec Berula erecta) so objavili v mnogih delih slo- venski avtorji (Mechora s sod. 2011, Mechora s sod. 2012b, Mechora & Vrhovšek 2012, Mechora s sod. 2013, Mechora s sod. 2014a, Mechora s sod. 2015, Mechora & Kanduč 2016, Mechora s sod. 2016). V morski vodi zasledimo selen v manjših količi- nah (od 0,09 do 0,11 µg/l). Živa bitja, vključno s proka- Vida Škrabanja: SELEn V raSTLinaH in V OkOLjU V SLOVEniji 60 folia biologica et geologica 57/2 – 2016 riontskimi celicami, z algami, morsko travo, nevreten- čarji in vretenčarji, so sposobni ta mineral akumulira- ti. Tako so tudi ti organizmi vir selena za človeka, ki ga človek vnese v telo preko prehranske verige (Hatfield s sod. 2012). 4 SELEN V GOJENIH RASTLINAH Absolutne vrednosti koncentracij selena so v rastlinah lahko zelo variabilne. Wolf & Goldschmidt (2007) sta raziskovala vsebnost selena v vzorcih pšenic. Ugo- tovila sta, da je prevladujoča oblika selena v pšenici selenometionin (okrog 55%), v znatnih količinah (do 20%) pa je tudi selenocisteina in selenita/selenata. Po- memben zaključek iz analiz je, da je skupna vrednost selena zaradi geografskih razlik ali načina gnojenja va- riirala kar za faktor 500, delež selenometionina pa je v vseh primerih ostajal konstanten, t.j. okrog 55% glede na skupno vrednost selena. Avtorja nakazujeta, da so v rastlinah mehanizmi, ki regulirajo tip in količino do- ločene kemijske oblike selena. Biološka uporabnost ali biorazpoložljivost pove, kolikšen delež hranila pride v krvni obtok. Biorazpolo- žljivost selena je v korelaciji z virom in kemijsko obli- ko, v kateri je ta prisoten v živilu (Finley 2006, Ree- ves s sod. 2005). Razmere v okolju in kmetijska praksa zelo vplivajo na vsebnost selena pri mnogih rastlinah. Gojenje rastlin, obogatenih s selenom, je učinkovit način dodajanja selena v vsakdanjo prehrano tistih, ki tega esencialnega elementa ne prejmejo v zadostnih količinah. Wang s sod. (1995) ugotavljajo, da se je za- radi rednega dodajanja natrijevega selenata gnojilu v koncentraciji 16 mg/kg za pridelavo žit in 6 mg/kg za pridelavo krme dnevni vnos selena pri Fincih povečal z 39 na 110 µg na dan. Pregled elementov v sledovih (Se, Zn, Fe, Co, Ni, Rb, Sb, Ag, Hg, Cr, Sn) in njihovo razporeditev v rastli- nah in mlevskih frakcijah navadne (Fagopyrum escu- lentum Moench) in tatarske ajde (Fagopyrum tatari- cum Gaertn.) so objavili Bonafaccia s sod. (2003). Številne raziskave o količini selena pri navadni in ta- tarski ajdi kažejo na sposobnost teh rastlin za akumu- lacijo selena kot tudi vpliv le-tega v kombinaciji z neka- terimi drugimi okoljskimi dejavniki na biokemijske procese v rastlini. O povišani vsebnosti selena v rastli- nah ajde, zraslih na tleh, ki so bila pognojena z različ- nimi koncentracijami vodnih raztopin natrijevega se- lenata, poročajo Golob s sod. (2015). Večji vpliv do- datka selena in možnost vzgoje ajde v smislu varnega funkcionalnega živila se je izkazal pri tatarski ajdi. Tudi z listnim škropljenjem oz. dodajanjem selena v obliki natrijevega selenata različnih koncentracij v času cvetenja se je koncentracija selena v različnih delih ajde povečala, v največji meri v zrnju (Vogrinčič s sod. 2009, Stibilj s sod. 2004, Golob s sod. 2016c), glede na vrsto pa v tatarski ajdi (Golob s sod. 2015). O večji koncentraciji selena v potomkah rastlin tatarske ajde, ki je bila v prvi generaciji škropljena z natrijevim selenatom, poročajo Golob s sod. (2016a). Listno škropljenje v času cvetenja ajde v kombina- ciji s posnemanjem sprememb različnih okoljskih de- javnikov, kot je pomanjkanje vode, obsevanje rastlin z UV-B žarki ali sočasno listno škropljenje z natrijevim sulfatom, je vplivalo tako na vsebnost selena v rastli- nah kot tudi na presnovne procese v rastlinah (Smr- kolj s sod. 2006b, Kreft s sod. 2013) in posledično na biomaso (Breznik s sod. 2005, Tadina s sod. 2007, Golob s sod. 2016b). Tretji način za obogatitev rastlin ajde s selenom, opisan v literaturi, je z namakanjem semen pred setvi- jo v različnih koncentracijah natrijevega selenata- -Se(VI), natrijevega selenita-Se(IV) in selenometioni- na-SeMet. Privzem selena je odvisen od kemijske obli- ke selena in koncentracije v raztopini. Glede na obliko selena si rezultati za privzem selena sledijo v vrstnem redu: Se(VI) > SeMet > Se(IV) (Ožbolt s sod. 2008, Cuderman s sod. 2010). Vpliv dodanega selena na fiziološke lastnosti in pridelek z vidika spremenjenih presnovnih procesov, kot so fotokemična učinkovitost fotosistema II in re- spiratorni potencial, so Germ s sod. (2014) raziskovali pri fižolu, Smrkolj s sod. (2006a) pri grahu, Germ s sod. (2007) pri radiču, Germ & Osvald (2007) v ruko- li, Germ s sod. (2007) pri krompirju, Stibilj s sod. (2004), Smrkolj s sod. (2005b) ter Germ s sod. (2005) pri bučah, Mechora s sod. (2011), Mechora s sod. (2012a) ter Mechora s sod. (2014b) pri rdečem zelju. S prehranskega vidika so vsa ta živila potencialni vir se- lena, ki se vnaša v organizem preko prehranske verige in se s kompleksnimi pretvorbami na molekulskem ni- voju pretvarja iz anorganskih v organske oblike. Enako, kot v že omenjeni študiji Wolfa & Gold- schmidta (2007), ki sta pri pšenici ugotovila, da je prevladujoča oblika selena selenometionin, potrjujejo tudi raziskave v različno tretiranih vzorcih ajde (93% - Smrkolj s sod. 2006b), buč (81% - Smrkolj s sod., 2005b), ječmena in rži (70-83% - Stadlober s sod. 2001). Vida Škrabanja: SELEn V raSTLinaH in V OkOLjU V SLOVEniji 61folia biologica et geologica 57/2 – 2016 Sadje in zelenjava, pridelana na podlagi z nizko vsebnostjo selena, vsebujeta le neznatne količine sele- na, npr. paradižnik vsebuje manj kot 0,1 µg/100 g tega elementa, šparglji 2,3 µg/100 g in limski fižol 7,2 µg/100 g. Nekatere rastline so sposobne akumulirati selen. Edmonds & Morita (2000) sta pri čebuli, divjem poru, česnu in brokoliju določila kar 50-kratno večjo vsebnost selena v rastlinah, gojenih na podlagi, oboga- teni s selenom. Fox s sod. (2005) poročajo o visokih koncentracijah selena v česnu, ki je po njihovih anali- zah znašala kar 1355 µg/100 g. Različni viri (Hatfield s sod. 2012) navajajo, da lahko prevladujočo obliko selena, ki je selenometionin, zamenja višja koncentracija selen-metilselenocisteina in γ-glutamil-selen-metilselenocisteina. Več kot 40% selen-metilselenocisteina zasledimo v brokoliju. Med rastlinskimi viri, ki lahko akumulirajo večje količine selena, so še različne vrste alg, križnice (družina Bras- sica) in brazilski oreščki. Ti vsebujejo kar 1470-1917 µg/100 g, pri čemer je večina v obliki selenometionina. Glive, kot so gobe in kvasovke, lahko selen akumulira- jo v večjih količinah in v več kot 20 različnih seleno- -spojinah, anorganskih ali organskih, kot so npr. sele- nocistein, selenometionin, selen-metilselenocistein in selen-adenozilselenohomocistein. Vsebnost selena v krmi in travi je odvisna od koli- čine selena v zemlji, ta pa v nadaljevanju določa razlike v koncentracijah selena v mesu živali. Selen, ki ga preko rastlinske krme zaužije živina, v veliki meri vpliva na rast, prirejo in zdravje živali. Dostopnost se- lena v zadostnih količinah v prehrani živine zagotavlja normalno delovanje njihovega imunskega sistema in reprodukcije. Večje vsebnosti selena v krmi posredno vplivajo tudi na večje koncentracije le-tega v mleku in mesu, ki ga zaužije človek (Mehdi & Dufrasne 2016). Vpliv dodanega selena v krmo na vsebnost selena v mesu so proučevali Smrkolj s sod. (2003). Krmni obrok je vseboval različne količine selena (0,4 mg Se/ dan oz. 4,4 mg Se/dan). Ob manjšem dodatku selena h krmi so določili od 3,3 do 3,9 µg selena in od 13 do 15 µg selena (v obeh primerih merjeno na 100 g svežega vzorca), ko je bila krma bogatejša s selenom. Smrkolj s sod. (2005a) so ugotavljali tudi vsebnost selena v ribah, kjer ga je 15,3-68,6 µg/100 g, v piščan- čjem mesu 9,7-15,4 µg/100 g in v puranjem mesu 9,9- 11,6 µg/100 g. Jajca v povprečju vsebujejo 26 µg selena v 100 g vzorca. Z dodatkom selena h krmni mešanici za koko- ši je možno vsebnost selenometionina in selenocisteina v jajcih močno povečati (Sun & Fen 2011). 5 POVZETEK Rezultati številnih raziskav potrjujejo, da je selen esen- cialni element v sledovih, ki je navzoč praktično pov- sod v okolju, vendar v različnih količinah glede na ge- ografsko območje. Znanstvene objave, vključene v tem pregledu, kažejo na velik napredek v znanju in razu- mevanju biološke vloge selena in njegove pomembno- sti v prehrani človeka. Selen vstopa v prehransko veri- go iz zemlje, posledično vpliva na rast rastlin ter s tem tudi na kakovost rastlinskih in živalskih pridelkov. Znanih je več načinov, kako učinkovito obogatiti pre- hranske vire s selenom, pri čemer je zaradi ozke meje med prenizkim in previsokim vnosom selena potrebna skrajna previdnost. 6 SUMMARy Selenium is considered as an essential trace element and has been found in different environmental com- partments. Geographically, it is unevenly distributed and concentrations of the selenium both within and between countries may vary significantly. Scientific publications reviewed in this paper indicate a conside- rable progress in the knowledge and understanding of the biological role of selenium in plants and its close relation with human health. Diet is the major source of selenium for humans and the intake of this essential element depends on its concentration in food and amount of food consumed. Selenium distribution and availability in plants, their growth and thereby also the quality of the crop and livestock products are directly affected by selenium levels in the soil. There are seve ral ways how to enrich the nutritional sources of seleni- um, whereby due to the narrow concentration range between essentiality and toxicity of selenium extreme caution is needed. Vida Škrabanja: SELEn V raSTLinaH in V OkOLjU V SLOVEniji 62 folia biologica et geologica 57/2 – 2016 7 LITERATURA - REFERENCES Anonymous, 2004: Pravilnik o pitni vodi. Uradni list RS 19/2004. Bonafaccia, G., L. Gambelli, N. Fabjan & I. Kreft, 2003: Trace elements in flour and bran from common and tartary buckwheat. Food Chemistry (Amsterdam) 83 (1): 1-5. Breznik, B., M. Germ, A. Gaberščik & I. Kreft, 2005: Combined effects of elevated UV-B radiation and the ad- dition of selenium on common (Fagopyrum esculentum Moench) and tartary [Fagopyrum tataricum (L.) Gaer- tn.] buckwheat. Photosynthetica (Praga) 43 (4): 583-589. Combs, G. F., 2001: Selenium in global food systems. British Journal of Nutrition (Cambridge) 85 (5): 517-547. Cuderman, P., L. Ožbolt, I. Kreft & V. Stibilj, 2010: Extraction of Se species in buckwheat sprouts grown from seeds soaked in various Se solutions. Food Chemistry (Amsterdam) 123 (3): 941-948. Cutter, G. A., 1989: Freshwater systems. V: Ihnat, M. (ur.): Occurrence and Distribution of Selenium. FL: CRC Press Inc. (Boca Raton): 243-262. Deveau, M., 2010: Contribution of drinking water to dietary requirements of essential metals. Journal of Toxicology and Environmental Health. Part A. (London) 73 (2): 235-241. Edmonds, J. S. & M. Morita, 2000: The identification of selenium species in biological samples. Applied Organo- metallic Chemistry (Berlin) 14 (3): 133-145. Finley, J. W., 2006: Bioavailability of selenium from foods. Nutrition Reviews (Oxford) 64 (3): 146-151. Fox, T. E., C. Atherton, J. R. Dainty, D. J. Lewis, N. J. Langford, M. J. Baxter, H. M. Crews & S. J. Fairwe- ather-Tait, 2005: Absorption of selenium from wheat, garlic, and cod intrinsically labeled with Se-77 and Se-82 stable isotopes. International Journal for Vitamin and Nutrition Research (Boston) 75 (3): 179-186. Frost, D. V., 1972: The two faces of selenium – can selenophobia be cured? CRC Critical Reviews in Toxicology (Berlin) 1 (4): 467-514. Germ, M., I. Kreft & J. Osvald, 2005: Influence of UV-B exclusion and selenium treatment on photochemical effi- ciency of photosystem II, yield and respiratory potential in pumpkins (Cucurbita pepo L.). Plant Physiology and Biochemistry (Amsterdam) 43: 445-448. Germ, M., I. Kreft, V. Stibilj & J. Osvald, 2014: The effect of selenium on yield and primary terminal electron transport system activity in two cultivars of bean plants Phaseolus vulgaris. Acta Biologica Slovenica (Ljubljana) 57 (2): 3-12. Germ, M., I. Kreft, V. Stibilj & O. Urbanc-Berčič, 2007: Combined effects of selenium and drought on photo- synthesis and mitochondrial respiration in potato. Plant Physiology and Biochemistry (Amsterdam) 45: 162- 167. Germ, M. & J. Osvald, 2005: Selenium treatment affected respiratory potential in Eruca sativa. Acta Agriculturae Slovenica (Ljubljana) 85 (2): 329-335. Germ, M., V. Stibilj, J. Osvald & I. Kreft, 2007: Effect of selenium foliar application on chicory (Cichorium inty- bus L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry (München) 55 (3): 795-798. Golob, A., M. Germ, I. Kreft, I. Zelnik, U. Kristan & V. Stibilj, 2016a: Selenium uptake and Se compounds in Se-treated buckwheat. Acta Botanica Croatica (Zagreb) 75 (1): 17-24. Golob, A., D. Gadžo, V. Stibilj, M. Djikić, T. Gavrić & M. Germ, 2016b: Addition of Se affected concentration of Se in the second generation of tartary buckwheat plants. Folia Biologica et Geologica (Ljubljana) 57 (1): 87-92. Golob, A., D. Gadžo, V. Stibilj, M. Djikić, T. Gavrić, I. Kreft & M. Germ, 2016c: Sulphur interferes with sele- nium accumulation in tartary buckwheat plants. Plant Physiology and Biochemistry (Amsterdam) 108: 32-36. Golob, A., V. Stibilj, I. Kreft & M. Germ, 2015: The feasibility of using tartary buckwheat as Se-containing food material. Journal of Chemistry (Hindawi) (Online): 1-4. Hatfield, D. L. (ur.), M. J. Berry (ur.) & N. V. Gladyshev (ur.), 2012: Selenium: Its Molecular Biology and Role in Human Health. 3. izdaja. New york. Hatfield, D. L. (ur.), U. Schweizer (ur.), P. A. Tsuji (ur.) & N. V. Gladyshev (ur.), 2016: Selenium: Its Molecular Biology and Role in Human Health. 4. izdaja. New york. Johnson, C. C., F. M. Fordyce & M. P. Rayman, 2010: Symposium on »Geographical and geological influences on nutrition«: Factors controlling the distribution of selenium in the environment and their impact on health and nutrition. Proceedings of the Nutrition Society (Cambridge) 69 (1): 119-132. Kreft, I., Š. Mechora, M. Germ & V. Stibilj, 2013: Impact of selenium on mitochondrial activity in young tartary buckwheat plants. Plant Physiology and Biochemistry (Amsterdam) 63: 196-199. Vida Škrabanja: SELEn V raSTLinaH in V OkOLjU V SLOVEniji 63folia biologica et geologica 57/2 – 2016 Kroflič, A., M. Germ, Š. Mechora & V. Stibilj, 2016a: Selenium and its compounds in aquatic plant Veronica anagallis-aquatica. Chemosphere (Oxford) 151: 296-302. Lemly, A. D., 1997: Environmental implications of excessive selenium: A review. Biomedical and Environmental Sciences (Duluth) 10: 415-435. Lemly, A. D. & G. J. Smith, 1987: Aquatic cycling of selenium: Implications for fish and wildlife. Fish and Wildlife Leaflet (Washington) 12: 1-10. Mechora, Š., P. Cuderman, V. Stibilj & M. Germ, 2011: Distribution of Se and its species in Myriophyllum spica- tum and Ceratophyllum demersum growing in water containing Se (VI). Chemosphere (Amsterdam) 84 (11) 1636-1641. Mechora, Š., M. Germ & V. Stibilj, 2012a: Selenium compounds in selenium-enriched cabbage. Pure and Applied Chemistry (Durham) 84 (2) 259-268. Mechora, Š., M. Germ & V. Stibilj, 2012b: Selenium and its species in the aquatic moss Fontinalis antipyreti- ca. Science of the Total Environment (Amsterdam) 438: 122-126. Mechora, Š., M. Germ & V. Stibilj, 2014a: Monitoring of selenium in macrophytes : the case of Slovenia. Chemo- sphere (Amsterdam) 111: 464-470. Mechora, Š. & T. Kanduč, 2016: Environmental assessment of freshwater ecosystems of the Sava River watershed and Cerkniško Lake, Slovenia, using the bioindicator species Fontinalis antipyretica : insights from stable isoto- pes and selected elements. Isotopes in Environmental and Health Studies (London) 52 (3) 239-257. Mechora, Š., M. Sotler, A. Urbanek Krajnc & J. Ambrožič-Dolinšek, 2016: How selenium affects Berula erecta. Water, Air and Soil pollution (Dunaj) 227 (12): 1-12. Mechora, Š., V. Stibilj & M. Germ, 2013: The uptake and distribution of selenium in three aquatic plants grown in Se(IV) solution. Aquatic Toxicology (Amsterdam) 128/129: 53-59. Mechora, Š., V. Stibilj & M. Germ, 2015: Response of duckweed to various concentrations of selenite. Environ- mental science and pollution research international (Dunaj) 22 (4): 2416-2422. Mechora, Š., V. Stibilj, I. Kreft & M. Germ, 2014b: The physiology and biochemical tolerance of cabbage to Se (VI) addition to the soil and by foliar spraying. Journal of Plant Nutrition (London) 37 (13) 2157-2169. Mechora, Š., V. Stibilj, T. Radešček, A. Gaberščik & M. Germ, 2011: Impact of Se (VI) fertilization on Se con- centration in different parts of red cabbage plants. International Journal of Food, Agriculture & Environment – JFAE (Helsinki) 9 (2) 357-361. Mechora, Š. & K. Ugrinović, 2015: Can plant – herbivore interaction be affected by selenium? Austin Journal of Environmnental Toxicology (Jersey City) 1 (1) 1-5. Mechora, Š. & M. Vrhovšek, 2012: Response of two submersed macrophytes Ceratophyllum demersum and Myri- ophyllum spicatum to selenium in water = Odziv dveh potopljenih vrst makrofitov Ceratophyllum demersum in Myriophyllum spicatum na selen v vodi. Acta Biologica Slovenica (Ljubljana) 55 (1) 9-14. Mehdi, y. & I. Dufrasne, 2016: Selenium in cattle: A review. Molecules (Basel) 21 (4): 1-14. Navarro-Alarcon, M. & C. Cabrera-Vique, 2008: Selenium in food and the human body: A review. Science of the Total Environment (Amsterdam) 400 (1-3): 115-141. Ngo, D. B., L. Dikassa, W. Okitolonda, T. D. Kashala, C. Gervy, J. Dumont, N. Vanovervelt, B. Contem- pré, A. T. Diplock, S. Peach & J. Vanderpas, 1997: Selenium status in relation to iodine deficiency. Tropical Medicine and International Health (Chichester) 2 (6): 572-581. NIJZ. Opisi kemijskih parametrov, ki jih najdemo v pitni vodi, 2014: Nacionalni inštitut za javno zdravje. Ljubljana. Ožbolt, L., S. Kreft, I. Kreft, M. Germ & V. Stibilj, 2008: Distribution of selenium and phenolics in buckwheat plants grown from seeds soaked in Se solution and under different levels of UV-B radiation. Food Chemistry (Amsterdam) 110 (3): 691-696. Penglase, S., K. Hamre & S. Ellingsen, 2014: Selenium and mercury have a synergistic negative effect on fish re- production. Aquatic Toxicology (Amsterdam) 149: 16-24. Pirc, S. & R. Šajn, 1997: Vloga geokemije v ugotavljanju kemične obremenitve okolja. V: A. Lah (ur.), Kemizacija okolja in življenja - do katere meje? Projekt evropskega leta varstva narave 1995. Slovensko ekološko društvo (Ljubljana): 165-186. Pyrzyńska, K., 2002: Determination of selenium species in environmental samples. Microchimica Acta (Dunaj) 140 (1): 55-62. Rahmanto, A. S. & M. J. Davies, 2012: Selenium-containing amino acids as direct and indirect antioxidants. IUBMB Life (Hoboken) 64 (11): 863-871. Vida Škrabanja: SELEn V raSTLinaH in V OkOLjU V SLOVEniji 64 folia biologica et geologica 57/2 – 2016 Reeves, P. G., P. D. Leary, B. R. Gregoire, J. W. Finley, J. E. Lindlauf & L. K. Johnson, 2005: Selenium bioa- vailability from buckwheat bran in rats fed a modified AIN-93G torula yeast-based diet. The Journal of Nutri- tion (Rockville) 135 (11): 2627-2633. Reilly, C., 2006: Selenium in food and health. 2. izdaja. New york. Shrift, A., 1964: A selenium cycle in nature. Nature (London) 201 (492): 1304-1305. Smrkolj, P., L. Pograjc, C. Hlastan-Ribič & V. Stibilj, 2005: Selenium content in selected Slovenian foodstuffs and estimated daily intakes of selenium. Food Chemistry (Amsterdam) 90 (4): 691-697. Smrkolj, P., V. Stibilj, I. Kreft & M. Germ, 2006a: Selenium species in buckwheat cultivated with foliar addition of Se(VI) and various levels of UV-B radiation. Food Chemistry (Amsterdam) 96 (4): 675-681. Smrkolj, P., M. Germ, I. Kreft & V. Stibilj, 2006b: Respiratory potential and Se compounds in pea (Pisum sativum L.) plants grown from Se-enriched seeds. Journal of Experimental Botany (Oxford) 57 (14): 3595-3600. Smrkolj, P., V. Stibilj, I. Kreft & E. Kapolna, 2005: Selenium species determination in selenium-enriched pump- kin (Cucurbita pepo L.) seeds by HPLC-UV-HG-AFS. Analytical Sciences (Tokio) 21 (12): 1501-1504. Smrkolj, P., S. Žgur & V. Stibilj, 2003: Selen v govejem mesu izbranih pasem. Meso in mesnine (Slovenj Gradec) 4: 5-8. Stadlober, M., M. Sager & K. J. Irgolic, 2001: Effects of selenate supplemented fertilisation on the selenium level of cereals - identification and quantification of selenium compounds by HPLC-ICP-MS. Food Chemistry (Am- sterdam) 73 (3): 357-366. Stibilj, V., I. Kreft, P. Smrkolj & J. Osvald, 2004: Enhanced selenium content in buckwheat (Fagopyrum esculen- tum Moench) and pumpkin (Cucurbita pepo L.) seeds by foliar fertilisation. European Food Research and Tech- nology (Heidelberg) 219 (2): 142-144. Sun, H. & B. Feng, 2011: Speciation of organic and inorganic selenium in selenium-enriched eggs by hydride genera- tion atomic fluorescence spectrometry. Food Analytical Methods (New york) 4 (2): 240-244. Tadina, N., M. Germ, I. Kreft, B. Breznik & A. Gaberščik, 2005: Effect of water deficit and selenium on common buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) plants. Photosynthetica (Praga) 45 (3): 472-476. Uden, P. C., H. T. Boakye, C. Kahakachchi & J. F. Tyson, 2004: Selective detection and identification of Se con- taining compounds - review and recent developments. Journal of Chromatography (Amsterdam) 1050 (1): 85-93. Vincenti, M., F. Bonvicini, M. Bergomi & C. Malagoli, 2010: Possible involvement of overexposure to enviro- nmental selenium in the etiology of amyotrophic lateral sclerosis: a short review. Annali dell'Istituto Superiore di Sanità (Rim) 46: 279-283. Vogrinčič, M., P. Cuderman, I. Kreft & V. Stibilj, 2009: Selenium and its species distribution in above-ground plant parts of selenium enriched buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench). Analytical Sciences (Tokio) 25 (11): 1357-1363. Wang, Z. J. & y. X. Gao, 2001: Biogeochemical cycling of selenium in Chinese environments. Applied Geochemistry (Amsterdam) 16 (11-12): 1345-1351. Wang, W. C., A. L. Mäkelä, V. Näntö, P. Mäkelä & H. Lagström, 1998: The serum selenium concentrations in children and young adults: a long-term study during the Finnish selenium fertilization programme. European Jornal of Clinical Nutrition (London) 52 (7): 529-535. Wang, W. C., V. Näntö, A. L. Mäkelä & P. Mäkelä, 1995: Effect of nationwide selenium supplementation in Finland on selenium status in children with juvenile rheumatoid arthritis. A ten-year follow-up study. Analyst (London) 120 (3): 955-958. Watkinson, J. H., 1983: Prevention of selenium deficiency in grazing animals by annual topdressing of pasture with sodium selenate. The New Zealand Veterinary Journal (Wellington) 31 (5): 78-85. Wolf, W. R. & R. J. Goldschmidt, 2007: Updated estimates of the selenomethionine content of NIST wheat referen- ce materials by GC-IDMS. Analytical and Bioanalytical Chemistry (Dunaj) 387 (7): 2449-2452.