Identification and characterization of Arabidopsis genes involved in tolerance to Fe deficiency-mediated chlorosis

Abstract

Bisher ist es immer noch unklar wie nicht-graminäe Pflanzen auf Eisen in der Rhizosphäre zugreifen und die geringe Löslichkeit und erschwerte Reduzierbarkeit von Eisen in Böden mit hohem pH bewältigen. Daher war es Ziel dieser Arbeit molekulare Komponenten zu identifizieren, welche die Eisenaneignung in alkalischen Böden vermitteln. In einem Screening von 3500 T-DNA Insertionslinien von Arabidopsis thaliana konnten 2 Linien, myb72-1 and f6’h1-1, identifiziert werden. Die Charakterisierung dieser 2 T-DNA Insertionslinien und ihrer betroffenen Genfunktionen zeigte, dass Strategie I Pflanzen welche normalerweise eine Reduktions-basierte Strategie anwenden um Eisen anzueignen, F6’H1-abhängige fluoreszierende Coumarine abgeben, welche Fe(III)-chelatisierende und –reduzierende Eigenschaften haben, um die Eisenaneignung in Böden mit hohem pH zu unterstützen.

To date it still remains unclear how non-graminaceous plants access ferric Fe in the rhizosphere and overcome the problem of low Fe solubility and impeded Fe reducibility in high pH soils. Thus, the present study aimed at identifying molecular components that mediate Fe acquisition under alkaline soil conditions. In a screening of a collection of 3,500 T-DNA insertion lines of Arabidopsis thaliana, two T-DNA insertion lines, myb72-1 and f6’h1-1, were identified. The characterization of the two T-DNA insertion lines and their affected gene functions, including molecular, physiological and biochemical analyses, revealed that Strategy I plants, usually employing a reduction-based strategy to acquire Fe from soils, release F6’H1-dependent fluorescent coumarins that have Fe(III)-chelating and -reducing properties to assist Fe acquisition in high pH soils.