Sobre o método onOptionsItemSelected

É possível usá-lo em um fragment? Tentei mas não aconteceu nada

É possível usar o onOptionsItemSelected dentro de um Fragment, sim. Basta fazer o seguinte código:

Na sua Activity, dentro do onOptionsItemSelected dela você precisará retornar false para todos os eventos que serão tratados pelo fragment, por exemplo:

public class MinhaActivity extends Activity {

    public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {
        if(item == R.id.tratar_na_activity) {
            // código para tratar esse clique...
            return true;
        }
        else if(item == R.id.tratar_no_fragment) {
            //nada a fazer aqui, então só devolvo false.
            return false;
        }
    }
}

Agora, no fragment só precisamos fazer o onOptionsItemSelected e dizer que ele deverá tratar o clique no menu também:

public class MeuFragment extends Fragment {

    public void onCreate(Bundle bundle) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setHasOptionsMenu(true);
    }

    public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {
        if(item == R.id.tratar_na_activity) {
            // esse clique foi tratado na Activity
            return false;
        }
        else if(item == R.id.tratar_no_fragment) {
            // Agora aqui tenho que tratar o clique deste item...
            return true;
        }        
    }
}