Przejdź do sekcji głównej Przejdź do głównego menu Przejdź do stopki
  • Zarejestruj
  • Zaloguj
  • Język
    • English
    • Język Polski
  • Menu
  • Strona domowa
  • Aktualny numer
  • Archiwum
  • O czasopiśmie
    • O czasopiśmie
    • Przesyłanie tekstów
    • Zespół redakcyjny
    • Polityka prywatności
    • Kontakt
  • Zarejestruj
  • Zaloguj
  • Język:
  • English
  • Język Polski

KOSMOS

Metody biofortyfikacji służące do wzbogacania upraw żywnościowych w mikroelementy: przegląd ogólny
  • Strona domowa
  • /
  • Metody biofortyfikacji służące do wzbogacania upraw żywnościowych w mikroelementy: przegląd ogólny
  1. Strona domowa /
  2. Archiwum /
  3. Tom 75 Nr 1 (349) (2026): Varia /
  4. Artykuły

Metody biofortyfikacji służące do wzbogacania upraw żywnościowych w mikroelementy: przegląd ogólny

Autor

  • Roksana Łosak Zakład Chemii Analitycznej i Geochemii Środowiska, Instytut Chemii, Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach https://orcid.org/0009-0001-8583-9010

DOI:

https://doi.org/10.12775/KOSMOS.2026.002

Słowa kluczowe

biofortyfikacja, ukryty głód, hodowla konwencjonalna, praktyki agronomiczne, inżynieria genetyczna, pożyteczne mikroorganizmy

Abstrakt

Biofortyfikacja to forma biotechnologii, która zajmuje się problemem ukrytego głodu, stanowiącego szczególny problem w krajach rozwijających się. Głównym celem tego procesu jest wzbogacenie roślin jadalnych typowych dla danego regionu poprzez zwiększenie stężenia niezbędnych składników odżywczych w postaci przyswajalnej, których niedobór może powodować problemy zdrowotne. Niniejszy artykuł przedstawia kompleksowy przegląd głównych strategii stosowanych w biofortyfikacji roślin w celu zwiększenia stężenia i przyswajalności pierwiastków śladowych w roślinach uprawnych. Szczególną uwagę poświęcono hodowli konwencjonalnej, podejściom agronomicznym, inżynierii genetycznej oraz wykorzystaniu pożytecznych mikroorganizmów, omawiając ich mechanizmy działania, zalety i ograniczenia. Nowatorski charakter niniejszej pracy polega na zintegrowanym porównaniu tych podejść oraz zidentyfikowaniu kluczowych wyzwań i przyszłych kierunków badań w celu skutecznego wdrożenia biofortyfikacji jako strategii zwalczania globalnych niedoborów mikroelementów.

Bibliografia

Akhtar, N., Ilyas, N., Meraj, T.A., Pour-Aboughadareh, A., Sayyed, R.Z., et al., 2022. Improvement of plant responses by nanobiofertilizer: a step towards sustainable agriculture. Nanomaterials 12, 965. https://doi.org/10.3390/nano12060965

Balyan, H., Sharma, S., Kumar, R., 2020. Biofortification and bioavailability of Zn, Fe and Se in wheat: present status and future prospects. Theoretical and Applied Genetics 134, 1–35. https://doi.org/10.1007/s00122-020-03709-7

Banerjee, S., Roy, P., Nandi, S., Roy, S., 2023. Advanced biotechnological strategies towards the development of crops with enhanced micronutrient content. Plant Growth Regulation, 100(2), 355-371. https://doi.org/10.1007/s10725-023-00968-4

Bouis, H., Foley, J., Lividini, K., Jumrani, J., Reinke, R., et al., 2024. Biofortification: future challenges for a newly emerging technology to improve nutrition security sustainably. Current Developments in Nutrition 8, 104478. https://doi.org/10.1016/j.cdnut.2024.104478

Cakmak, I., Kutman, U., 2018. Agronomic biofortification of cereals with zinc: a review. European Journal of Soil Science 69, 172-180. https://doi.org/10.1111/ejss.12437

Das, P., Singh, K., Nagpure, G., Mansoori, A., Singh, R., et al., 2022. Plant–soil–microbes: a tripartite interaction for nutrient acquisition and better plant growth for sustainable agricultural practices. Environmental Research 214, 113821. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.113821

Debnath, S., Saha, S., Adhikary, S., 2026. Agronomic biofortification in crops with Zn: the zinc-iron interaction dilemma. Frontiers in Plant Science 17, 1–15. https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1780147

Dhaliwal, S.S., Sharma, V., Shukla, A.K., Verma, V., Kaur, M., et al., 2022. Biofortification—A frontier novel approach to enrich micronutrients in field crops to encounter nutritional security. Molecules 27, 1340. https://doi.org/10.3390/molecules27041340

El-Ramady, H., Abdalla, N., Elbasiouny, H., Elbehiry, F., Elsakhawy, T., et al., 2021. Nano-biofortification of different crops to immune against COVID-19: A review. Ecotoxicology and Environmental Safety 222, 112500. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.112500

Garg, M., Sharma, N., Sharma, S., Kapoor, P., Kumar, A., et al., 2018. Biofortified crops generated by breeding, agronomy, and transgenic approaches are improving lives of millions of people around the world. Frontiers in Nutrition 5, 12. https://doi.org/10.3389/fnut.2018.00012

Gupta, O., Singh, A., Pandey, V., Sendhil, R., Khan, M., et al., 2024. Critical assessment of wheat biofortification for iron and zinc: a comprehensive review of conceptualization, trends, approaches, bioavailability, health impact, and policy framework. Frontiers in Nutrition 10, 1310020. https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1310020

Hong, J., Wang, C., Wagner, D.C., Gardea-Torresdey, J.L., He, F., et al., 2021. Foliar application of nanoparticles: mechanism of absorption, transfer, and multiple impacts. Environmental Science: Nano 8, 1196–1210. https://doi.org/10.1039/D0EN01129K

Huey, S.L., Krisher, J.T., Bhargava, A., Friesen, V.M., Konieczynski, E.M., et al., 2022. Review of the impact pathways of biofortified foods and food products. Nutrients 14, 1200. https://doi.org/10.3390/nu14061200

Ibrahim, S., Saleem, B., Naeem, M. K., Arain, S. M., Khan, M. R., 2021. Next-generation technologies for iron and zinc biofortification and bioavailability in cereal grains. Crop & Pasture Science, 73(2), 77-92; https://doi.org/10.1071/CP20498

Jalal, A., Da Silva Oliveira, C., Gato, I., Moreira, V., De Lima, B., et al., 2025. Interaction of mineral nutrients and plant growth-promoting microbes for biofortification of different cropping systems. Journal of Plant Growth Regulation 44, 6785–6801. https://doi.org/10.1007/s00344-024-11380-1

Kaiser, N., Douches, D., Dhingra, A., Glenn, K.C., Herzig, P.R., et al., 2020. The role of conventional plant breeding in ensuring safe levels of naturally occurring toxins in food crops. Trends in Food Science & Technology 100, 51–66. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.03.042

Karaduman, Y., Savaşlı, E., Önder, O., Akın, A., Tetik, S., et al., 2026. Zinc, selenium, and iodine biofortification of hard-dough biscuits using agronomically biofortified whole wheat flour: mineral retention, physicochemical properties, and sensory acceptability. Journal of AOAC International 109, qsag051. https://doi.org/10.1093/jaoacint/qsag051

Kontoghiorghes, G.J., 2024. The importance and essentiality of natural and synthetic chelators in medicine: increased prospects for the effective treatment of iron overload and iron deficiency. International Journal of Molecular Sciences 25, 4654. https://doi.org/10.3390/ijms25094654

Kuai, L., Li, H., Liu, J., Tang, S., 2023. Application and development trends of spectral analysis in draft of non-ferrous metal standards in china. American Journal of Analytical Chemistry 14, 255–271. https://doi.org/10.4236/ajac.2023.146014

Kurdekar, A.K., Banu, A.M., Das, H., Rani, K.S., Rana, S., et al., 2023. A promising approach for addressing micronutrient deficiencies and enhancing nutritional quality in food crops through biofortification. International Journal of Plant & Soil Science 35, 2127–2134. https://doi.org/10.9734/ijpss/2023/v35i183503

Liberal, A., Pinela, J., Vívar-Quintana, A.M., Ferreira, I.C.F., Barros, L., 2020. Fighting iron-deficiency anemia: innovations in food fortificants and biofortification strategies. Foods 9, 1871. https://doi.org/10.3390/foods9121871

Lowe, N.M., 2021. The global challenge of hidden hunger: perspectives from the field. Proceedings of the Nutrition Society 80, 283–289. https://doi.org/10.1017/S0029665121000902

Ludwig, Y., Dueñas, C. Jr, Arcillas, E., Macalalad-Cabral, R.J., Kohli, A., et al., 2024. CRISPR-mediated promoter editing of a cis-regulatory element of OsNAS2 increases Zn uptake/translocation and plant yield in rice. Frontiers in Genome Editing 5, 1308228. https://doi.org/10.3389/fgeed.2023.1308228

Majumder, S., Datta, K., Datta, S., 2019. Rice biofortification: high iron, zinc, and vitamin A to fight against hidden hunger. Agronomy 9, 803. https://doi.org/10.3390/agronomy9120803

Mandial, A., Sood, S., Chaudhary, D.R., Jhorar, P., Rana, R.S., 2023. Biofortification: an approach to eradicate micronutrient deficiency. Frontiers in Nutrition 10, 1233070. https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1233070

Masuda, H., Aung, M.S., Nishizawa, N.K., 2013. Iron biofortification of rice using different transgenic approaches. Rice 6, 40. https://doi.org/10.1186/1939-8433-6-40

Minello, L.V.P., Kuntzler, S.G., Berghahn, E., Dorneles, L.T., Ricachenevsky, F.K., et al., 2025. Unraveling the iron-immunity crosstalk in plants: how can we achieve high-iron crops with high pathogen resistance? Journal of Nanobiotechnology 23, 669. https://doi.org/10.1186/s12951-025-03746-8

Mouli, P., Thriveni, V., Niharika, M., Upadhyay, D.K., Kiro, D., et al., 2024. A review on biofortification of crops: a nutritional strategy for combating malnutrition. European Journal of Nutrition & Food Safety 16, 63–77. https://doi.org/10.9734/ejnfs/2024/v16i111577

Mushtaq, Z., Nazir, A., 2021. Biofortification: way forward toward micronutrient deficiency. EQA - International Journal of Environmental Quality 42, 36–41. https://doi.org/10.6092/issn.2281-4485/11598

Nath, D., Biradar, S., Sow, S., 2026. Harnessing the anti- and pro-oxidant potential of selenium. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology 95, 127620 https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2026.127827

Ofori, K.F., Antoniello, S., English, M.M., Aryee, A., 2022. Improving nutrition through biofortification-a systematic review. Frontiers in Nutrition 9, 1043655. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.1043655

Ojha, R., Supriya, Sunitha, N.H., Vijayan, R., Kumari, D., et al., 2023. Biofortification: a promising solution for combating micronutrient deficiencies and enhancing human health. Asian Journal of Research in Agriculture and Forestry 9, 200–207. https://doi.org/10.9734/ajraf/2023/v9i3224

Palanog, A.D., Nha, C.T., Descalsota-Empleo, G.I.L., Calayugan, M.I., Swe, Z.M., et al., 2023. Molecular dissection of connected rice populations revealed important genomic regions for agronomic and biofortification traits. Frontiers in Plant Science 14, 1157507. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1157507

Prom-U-Thai, C., Rashid, A., Ram, H., Zou, C., Guilherme, L., et al., 2020. Simultaneous biofortification of rice with zinc, iodine, iron and selenium through foliar treatment of a micronutrient cocktail in five countries. Frontiers in Plant Science, 11. https://doi.org/ 10.3389/fpls.2020.589835

Qureshi, M., Sönmez, İ., Güden, B., 2026. Treatment-induced metabolic shifts of soybean seeds through amino acid-zinc biofortification enhances oil quality and micronutrient density. BMC Plant Biology 26, 1-15. https://doi.org/10.1186/s12870-026-08751-z

Rai, D., Chaudhary, C., Khatak, A., Banyal, S., 2024. A sustainable approach to combat micronutrient deficiencies and ensure global food security through biofortification. European Journal of Nutrition & Food Safety 16, 15-30. https://doi.org/10.9734/ejnfs/2024/v16i41404

Reshma, Z., Meenal, K., 2022. Foliar application of biosynthesised zinc nanoparticles as a strategy for ferti-fortification by improving yield, zinc content and zinc use efficiency in amaranth. Heliyon 8, e10912. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e10912

Sab, S., Lokesha, R., Mannur, D.M., Somasekhar, Jadhav, K., et al., 2020. Genome-wide SNP discovery and mapping QTLs for seed iron and zinc concentrations in chickpea (Cicer arietinum L.). Frontiers in Nutrition 7, 559120. https://doi.org/10.3389/fnut.2020.559120

Sarmah, B.K., Gohain, M., Borah, B.K., Acharjee, S., 2021. Cisgenesis: engineering plant genome by harnessing compatible gene pools. In: Sarmah, B.K., Borah, B.K. (Eds.), Genome engineering for crop improvement. Springer, Cham, pp. 193–216. https://doi.org/10.1007/978-3-030-63372-1_8

Semenova, N., Burmistrov, D. E., Shumeyko, S., Gudkov, S., 2024. Fertilizers based on nanoparticles as sources of macro- and microelements for plant crop growth: a review. Agronomy. https://doi.org/10.3390/agronomy14081646

Shariatipour, N., Heidari, B., Tahmasebi, A., Richards, C., 2021. Comparative genomic analysis of quantitative trait loci associated with micronutrient contents, grain quality, and agronomic traits in wheat (Triticum aestivum L.). Frontiers in Plant Science 12, 709817. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.709817

Shi, W., Zhang, X., Sun, A., Zheng, J., Zhuang, K., et al., 2025. A powerful and highly efficient PAI-mediated transgenesis approach in Drosophila. Nucleic Acids Research 53. https://doi.org/10.1093/nar/gkaf317

Shohael, A., Kelly, J., Venkataraman, S., Hefferon, K., 2025. Unlocking opportunities and overcoming challenges in genetically engineered biofortification. Nutrients 17, 518. https://doi.org/10.3390/nu17030518

Simkin, A., 2019. Genetic engineering for global food security: photosynthesis and biofortification. Plants 8, 586. https://doi.org/10.3390/plants8120586

Singh, A., Bol, R., Lovynska, V., Singh, R.K., Sousa, J.R., et al., 2025. Application of nanoparticles for salinity stress management and biofortification in wheat: a review of dual approaches and insights. Frontiers in Plant Science 16, 1592866. https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1592866

Skalny, A., Aschner, M., Tinkov, A., 2021. Zinc. Advances in Food and Nutrition Research 96, 251–310. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2021.01.003

Soares, E., 2022. Perspective on the biotechnological production of bacterial siderophores and their use. Applied Microbiology and Biotechnology 106, 3985–4004. https://doi.org/10.1007/s00253-022-11995-y

Talsma, E.F., Melse-Boonstra, A., Brouwer, I.D., 2017. Acceptance and adoption of biofortified crops in low- and middle-income countries: a systematic review. Nutrition Reviews 75, 798–829. https://doi.org/10.1093/nutrit/nux037

Terzano, R., Crecchio, C., Tomasi, N., Pii, Y., Mimmo, T., et al., 2015. Microbial interactions in the rhizosphere: beneficial influences of plant growth-promoting rhizobacteria on nutrient acquisition process. Biology and Fertility of Soils 51, 403-415. https://doi.org/10.1007/s00374-015-0996-1

Timofeeva, A., Galyamova, M. R., Sedykh, S., 2022. Bacterial siderophores: classification, biosynthesis, perspectives of use in agriculture. Plants, 11. doi: 10.3390/plants11223065.

Tong, L., Zhou, Y., Guo, Y., Ding, H., Ji, D., 2021. Quantitative trait locus mapping analysis of multiple traits when using genotype data with potential errors. PeerJ 9, e12187. https://doi.org/10.7717/peerj.12187

Toor, M.D., Adnan, M., Javed, M.S., Habibah, U.E., Arshad, A., et al., 2020. Foliar application of Zn: best way to mitigate drought stress in plants. International Journal of Applied Research 6, 16–20.

Wahab, A., Muhammad, M., Munir, A., Abdi, G., Zaman, W., et al., 2023. Role of arbuscular mycorrhizal fungi in regulating growth, enhancing productivity, and potentially influencing ecosystems under abiotic and biotic stresses. Plants 12, 3102. https://doi.org/10.3390/plants12173102

Wu, Y., Zheng, Z., Thibaut, L., Goddard, M.E., Wray, N.R., et al., 2025. Genome-wide fine-mapping improves identification of causal variants. Research Square. https://doi.org/10.1101/2024.07.18.24310667

Yasin, M., El-Mehdawi, A. F., Anwar, A., Pilon-Smits, E. A. H., Faisal, M., 2015. Microbial-enhanced selenium and iron biofortification of wheat (triticum aestivum l.) - applications in phytoremediation and biofortification. International Journal of Phytoremediation, 17(4), 341–347. https://doi.org/10.1080/15226514.2014.922920

Zhao, Z., 2007. The Africa Biofortified Sorghum Project – applying biotechnology to develop nutritionally improved sorghum for Africa. In: Xu, Z., Li, J., Xue, Y., Yang, W. (Eds.), Biotechnology and sustainable agriculture 2006 and beyond. Springer, Dordrecht, pp. 273–277. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-6635-1_41

Zhou, B., Cao, H., Wu, Q., 2023. Agronomic and genetic strategies to enhance selenium accumulation in crops and their influence on quality. Foods 12, 4172. https://doi.org/10.3390/foods12244442

KOSMOS

Pobrania

  • PDF

Opublikowane

2026-03-30

Numer

Tom 75 Nr 1 (349) (2026): Varia

Dział

Artykuły

Licencja

Prawa autorskie (c) 2026 KOSMOS

Creative Commons License

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.

Statystyki

Liczba wyświetleń i pobrań: 4
Liczba cytowań: 0

W górę

Akademicka Platforma Czasopism

Najlepsze czasopisma naukowe i akademickie w jednym miejscu

apcz.umk.pl

Partnerzy platformy czasopism

  • Akademia Ignatianum w Krakowie
  • Akademickie Towarzystwo Andragogiczne
  • Fundacja Copernicus na rzecz Rozwoju Badań Naukowych
  • Instytut Historii im. Tadeusza Manteuffla Polskiej Akademii Nauk
  • Instytut Kultur Śródziemnomorskich i Orientalnych PAN
  • Instytut Tomistyczny
  • Karmelitański Instytut Duchowości w Krakowie
  • Ministerstwo Kultury i Dziedzictwa Narodowego
  • Państwowa Akademia Nauk Stosowanych w Krośnie
  • Państwowa Akademia Nauk Stosowanych we Włocławku
  • Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Pigonia w Krośnie
  • Polska Fundacja Przemysłu Kosmicznego
  • Polskie Towarzystwo Ekonomiczne
  • Polskie Towarzystwo Ludoznawcze
  • Towarzystwo Miłośników Torunia
  • Towarzystwo Naukowe w Toruniu
  • Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
  • Uniwersytet Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie
  • Uniwersytet Mikołaja Kopernika
  • Uniwersytet w Białymstoku
  • Uniwersytet Warszawski
  • Wojewódzka Biblioteka Publiczna - Książnica Kopernikańska
  • Wyższe Seminarium Duchowne w Pelplinie / Wydawnictwo Diecezjalne „Bernardinum" w Pelplinie

© 2021- Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Deklaracja dostępności Sklep wydawnictwa