Antworten eines triple Mutanten, der in drei eisenmangelinduzierten BASIC HELIX-LOOP-HELIX Genen der Untergruppe Ib(2) defekt ist, auf Eisenmangel und Salicylsäure

Pflanzen sind sessile Organismen, die sich an externe Stressfaktoren anpassen, indem sie molekulare und physiologische Reaktionen hervorrufen, die dazu dienen, besser mit den ungünstigen Wachstumsbedingungen umzugehen. Bei geringer Versorgung mit dem Mikronährstoff Eisen erhöhen Pflanzen aktiv die Aufnahme von Bodenfe- und mobilisieren diesen aus internen Speichern. Die Gene der Untergruppe Ib(2) BHLH fungieren als Regulatoren in dieser Reaktion, ihre konkreten Funktionen sind jedoch nicht vollständig verstanden. Hier haben wir einen triple loss of function-Mutanten von BHLH39, BHLH100 und BHLH101 (3xbhlh-Mutante) analysiert. Wir fanden heraus, dass dieser Mutant keinen Eisenaufnahme-Phänotyp aufwies, wenn Eisen vorhanden war. Unter Eisenmangel zeigte der Mutant jedoch eine schwerere Blattchlorose als der Wildtyp. Eine mikroarray-basierte Transkriptomanalyse ergab, dass dieser Mutantenphänotyp in der Fehlregulation von 198 Genen resultierte, von denen nur 15% mit der Eisenmangelregulation selbst in Verbindung standen. Eine detaillierte Analyse enthüllte potenzielle Ziele der bHLH-Transkriptionsfaktoren sowie Gene, die ein übertriebenes Eisenmangelreaktionsphänotyp widerspiegeln. Da die BHLH-Gene dieser Untergruppe in den Kontext des Pflanzenhormons Salicylsäure gebracht wurden, untersuchten wir, ob die 3xbhlh-Mutante möglicherweise von diesem pflanzlichen Signalmolekül betroffen war. Obwohl eine sehr hohe Anzahl von Genen auf SA reagierte, auch in unterschiedlicher Weise zwischen Mutante und Wildtyp, fanden wir keine Hinweise auf eine Assoziation der BHLH-Genfunktionen bei SA-Reaktionen unter Eisenmangel. Zusammenfassend deutet unsere Studie darauf hin, dass die bHLH-Transkriptionsfaktoren der Untergruppe Ib(2) nicht nur bei der Eisenaufnahme in Wurzeln, sondern auch in anderen Aspekten der Anpassung an Eisenmangel in Wurzeln und Blättern wirken.