A szelén az emberi szervezet számára létfontosságú, magasabb rendű növényekben azonban nem bizonyított. E kérdéskörhöz kapcsolódva munkám során alapvetően a zöldségnövényekre fókuszáltam, mint humán egészségügyi szempontból kiemelkedő jelentőségű, szelénfelvételre alkalmas forrásokra. Ugyanakkor növényi szempontból is nagyon érdekesnek tűnt a különböző szelénformák biológiai, kémiai hatásvizsgálata, hiszen (különösen) in vitro vonatkozásban kevéssé kutatott terület. A szelén biológiai hatását vizsgálva egy, növényekben eddig nem vizsgált szelénformára, a vörös elemi nanoszelénre fókuszáltam szövettenyészetben. Az eredmények azt mutatták, hogy a vörös elemi nanoszelén partikulumok képesek bejutni és felhalmozódni dohány in vitro szövettenyészetben, főként a regenerálódó növény gyökérrészében. A nanoSe nagyobb koncentrációban (50 - 100 mg/l) serkentette kalluszon át indirekt organogenezissel képződő mikrohajtások fejlődését, valamint a gyökeresedést, ugyanakkor gátolta a vitrifikáció kialakulását. A nanoSe-nel ellentétben 50 - 100 mg/l szelenát gátolta a kallusz-, és gyökérképződést. Biokémiai szinten a szelenáthoz hasonlóan a nanoSe is stresszválaszt indukált, amelyet a trigonellin, nikotinsav, nikotinamid, koncentrációváltozásával lehetett nyomon követni. A két szelénforma által kiváltott stresszválaszt kalluszban mért klorofilltartalom csökkenések is igazoltak. In vitro nevelt zöldségcsírák vizsgálata megerősítette a szakirodalmi leírásokat, miszerint a szelénakkumuláló növények mellett a nem-szelénakkumuláló fajok (úgymint paprika) is alkalmasak szelénfelvételre, csak a toxikus tünetek alacsonyabb szelenát koncentrációnál jelentkeznek, mint a szelénakkumuláló fajoknál. Zárt, fortifikációs rendszerben, Makói bronz illetve Makói lila hagymákkal végzett fajta összehasonlító kísérlet során látható volt, hogy szelén toleranciát illetően egy fajon belül fajtánként is lényeges eltérések lehetnek morfológiai, és biokémiai szinten egyaránt. Kísérletemben a Makói bronz érzékenyebbnek bizonyult, mint a Makói lila fajta: 10 mg/l szelenát visszafogta a Makói bronz hossznövekedést, csakúgy, mint a vízoldékony antioxidánsok mennyiségét és a glutation-peroxidáz aktivitást. Ugyanakkor ez a koncentráció megnövelte a zsíroldékony antioxidánsok, valamint a klorofill A és B mennyiségét. Makói lila esetében azonban nem okozott eltérést az alkalmazott koncentrációk. Módosulatanalitikai vizsgálatok azt mutatták, hogy a Makói bronzban nagyobb mértékben alakul át a szelenát szerves formába, és olyan szelén forma is megjelenik benne, amely a Makói lilában nem. Selenium is an essential element for humans. However, nowadays the low selenium intake is serious problem in many countries which ensues from the changing dietary habits and/or the decreasing selenium content of food sources. One of the main sources is the plant although to date, there is no evidence that vascular plants need Se for survival. Based on these facts my purpose was dual. From plant aspect the aim was to study the biological effect of selenium (used by selenate and red elemental nanoselenium) in tobacco tissue culture and vegetable plants. From human aspect the main goal was to elaborate environmentally safety fortification system to produce selenium-enriched vegetables. The first part of the experimental work was focused the biological effect of red nano-size elemental selenium (nanoSe) which has not been tested in Higher plants so far. Our new achieved data indicated that red nanoSe could get into callus cultures as well as into rooted regenerated tobacco plantlets. NanoSe (50-100 mg l-1) stimulated the callus initiation and the growth of root system significantly while the selenate inhibited it in the same concentration range. The trigonelline, nicotinamide and nicotinic acid are signal molecules in oxidative stress response. Therefore the increasing amount of them in treated (both by nanoSe or selenate) tissue cultures referred the presence of stress phenomenon. Furthermore, the decreasing content of chlorophyll in callus proved the effect of stress in each applied selenium forms.
The in vitro examination of vegetable seedling confirmed the literature that both selenium accumulator and non-accumulator species are able to take in selenium, however the toxic symptoms appear at significantly lower concentration in non-accumulator than in case of selenium accumulator species. The comparative trials carried out with two onion cultivars in closed fortification system proved that there is difference in selenium tolerance. We observed that Makói bronz was more sensitive because 10 mg/l selenate inhibited the shoot elongation and thus ACW and glutathione-peroxidase activity decreased, but the ACL and chlorophyll content incerased. At the same time this concentration didn’t cause any toxic symptoms in Makói lila. The Se-speciation analytic measurements also showed differences between onion cultivars. The rate of organic selenium forms was higher in Makói bronz than in Makói lila. Moreover, there were two unknown selenium species only in Makói bronz. To utilize the experimental results in commercial purpose it was developed a diet supplement product the encapsulated Se-enriched onion raw material called “SelenAl”.