Abstrakt

Mögliche Verbesserung der Eisenaufnahme von Pflanzen durch mikrobiell induzierte Wurzelexsudation von Phenolverbindungen

Cheng Zhou, Zhongyou Ma, Xin Xiao, Yue Xie, Jian Zhu und Jianfei Wang

Eisenmangel (Fe) bei Nutzpflanzen ist heutzutage weltweit ein landwirtschaftliches Problem. Obwohl mehrere Strategien entwickelt wurden, um die Fe-Aufnahme zu verbessern, können manche Pflanzenarten, insbesondere Dikotyledonen und nicht-gramartige Monokotyledonen (Pflanzen der Strategie I), den Fe-Mangel in Böden mit geringer Fe-Verfügbarkeit nicht vermeiden. Es ist hinreichend dokumentiert, dass Gräser (Pflanzen der Strategie II) die Fe-Aufnahme auf Chelatisierung basierend machen, während Pflanzen der Strategie I die reduktionsbasierte Strategie zur Fe-Aufnahme nutzen. Interessanterweise hat man kürzlich herausgefunden, dass Pflanzen der Strategie I bei Fe-Mangel Fe durch die Exsudation von Phenolverbindungen aufnehmen, um Fe zu mobilisieren, was dem chelatbasierten Mechanismus der Pflanzen der Strategie II sehr ähnlich ist. Bislang deuten immer mehr Hinweise darauf hin, dass Bodenmikroben eine kooperative Rolle bei der Fe-Aufnahme von Pflanzen spielen. Es wurde festgestellt, dass mehrere nützliche Rhizobakterien die Fe-Akkumulation von Pflanzen durch Aktivierung der reduktionsbasierten Strategie erhöhen. Darüber hinaus kann die mikrobiell induzierte Wurzelexsudation von Phenolverbindungen auch die Eisenaufnahme der Pflanze durch effiziente Mobilisierung von Eisen fördern, was die biologische Eisenverfügbarkeit in kalkhaltigen Böden erhöht. Hier geben wir kurz einen Überblick über die jüngsten Fortschritte bei den Eisenassimilationsstrategien von Pflanzen der Strategie I und II und diskutieren weiter die möglichen Mechanismen, die der Verbesserung der Eisenaufnahme durch Pflanzen durch Bodenmikroben zugrunde liegen.