乙烯参与钾对拟南芥缺铁响应的调控

为了解乙烯是否作为信号分子参与钾对植物耐缺铁响应的调控,以拟南芥为研究材料,分析钾在调控植物缺铁响应过程中根中乙烯含量与缺铁响应的变化及其相互关系.结果表明:(1)与缺铁正常供钾(-Fe+K)相比,缺铁同时缺钾(-Fe-K)显著增加根中和根系质外体铁含量,降低植株地上部铁含量,加剧植株地上部缺铁,从而进一步增强根中铁还原酶活性,促进铁吸收相关基因表达.(2)在缺铁同时缺钾(-Fe-K)下添加不同浓度的钾则显著促进根系质外体铁的再利用,降低根中铁和根系质外体铁的含量,增加地上部铁含量,改善植株地上部铁营养状况,从而抑制根系铁还原酶活性.(3)与缺铁正常供钾(-Fe+K)相比,缺铁和缺钾共同胁迫(-Fe-K)显著增加根中乙烯含量,在-Fe+K和-Fe-K条件下外源添加乙烯合成前体均能进一步增加根中乙烯含量并增强铁还原酶活性,而外源添加乙烯合成抑制剂则进一步降低根中乙烯含量并抑制铁还原酶活性.(4)与对照相比,缺铁和缺钾共同胁迫(-Fe-K)下乙烯合成基因ACS4、ACS6和ACS7显著上调.本研究表明钾对拟南芥缺铁响应具有重要调控作用,ACS6、ACS4和ACS7基因介导合成的乙烯作为信号分子参与钾对拟南芥耐缺铁响应的调控.(图5表1参43)

拟南芥bHLH Ib转录因子调控FIT的转录

FIT是调控拟南芥铁稳态的一个关键调控因子,它在转录水平上受到缺铁诱导,但其背后的调控机制还不甚清楚。该研究以拟南芥bHLH38和FIT的单、双过表达植物及bHLH Ib四突变体植物为材料,采用缺铁(-Fe)处理实验和定量RT-PCR的方法从RNA角度分析了FIT转录水平的变化。结果表明:(1)在铁充足时,bHLH38过表达植物中FIT的转录水平显著高于其在野生型中的水平。(2)在bHLH Ib四突变体植物中FIT的转录水平不受缺铁诱导。(3)FIT单过表达不能激活内源FIT的转录,而在加铁(+Fe)条件下bHLH38和FIT的双过表达则可以激活内源FIT的转录。(4)在缺铁条件下,所有植物中FIT的转录水平均与野生型中的FIT水平无明显差异。基于以上结果认为,bHLH Ib转录因子是缺铁诱导FIT转录的必要条件,而非充分条件。该研究结果为深入了解植物通过多种途径共同维持铁稳态提供了新的见解。