Plant Iron Uptake Physiology by Nonsiderophore Systems

Welkie, George W.; Miller, Gene W.

doi:10.1016/b978-0-12-079870-4.50021-1

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“…As 1965;Welkie and Miller, 1993). Also, the increase observed in total amino acid concentration (1.4-fold) in the apoplast of iron-deficient leaves suggests that part of the CO 2 fixed by phosphoenolpyruvate carboxylase could be incorporated into amino acids.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 95%

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Effects of Iron Deficiency on the Composition of the Leaf Apoplastic Fluid and Xylem Sap in Sugar Beet. Implications for Iron and Carbon Transport

et al. 2000

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The effects of iron deficiency on the composition of the xylem sap and leaf apoplastic fluid have been characterized in sugar beet (Beta vulgaris Monohil hybrid). pH was estimated from direct measurements in apoplastic fluid and xylem sap obtained by centrifugation and by fluorescence of leaves incubated with 5-carboxyfluorescein and fluorescein isothiocyanate-dextran. Iron deficiency caused a slight decrease in the pH of the leaf apoplast (from 6.3 down to 5.9) and xylem sap (from 6.0 down to 5.7) of sugar beet. Major organic acids found in leaf apoplastic fluid and xylem sap were malate and citrate. Total organic acid concentration in control plants was 4.3 mm in apoplastic fluid and 9.4 mm in xylem sap and increased to 12.2 and 50.4 mm, respectively, in iron-deficient plants. Inorganic cation and anion concentrations also changed with iron deficiency both in apoplastic fluid and xylem sap. Iron decreased with iron deficiency from 5.5 to 2.5 m in apoplastic fluid and xylem sap. Major predicted iron species in both compartments were [FeCitOH] Ϫ1 in the controls and [FeCit 2 ] Ϫ3 in the iron-deficient plants. Data suggest the existence of an influx of organic acids from the roots to the leaves via xylem, probably associated to an anaplerotic carbon dioxide fixation by roots.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 95%

“…ficiency on bulk concentrations of organic acids and cations in plant shoots (for review, see Welkie and Miller, 1993;Alhendawi et al, 1997). Sugar and amino acid concentrations are also affected by iron deficiency.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Effects of Iron Deficiency on the Composition of the Leaf Apoplastic Fluid and Xylem Sap in Sugar Beet. Implications for Iron and Carbon Transport

et al. 2000

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“…Dicotyledonous plant species have the so-called strategy I (Marschner, 1995), that includes, among other mechanisms, the development of an increased capacity to reduce Fe. Strategy I also includes morphological changes, such as the development of root hairs and transfer cells and increased rates of excretion of protons, phenolic compounds, and flavins (Marschner et al, 1986;Welkie and Miller, 1993;Marschner and Rö mheld, 1994).…”

mentioning

confidence: 99%

Iron Deficiency Decreases the Fe(III)-Chelate Reducing Activity of Leaf Protoplasts

et al. 2000

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The ferric-chelate reductase (FC-R) activity of mesophyll protoplasts isolated from Fe-sufficient (control) and Fe-deficient sugar beet (Beta vulgaris L.) leaves has been characterized. Measurements were made in an ionic environment similar to that in the apoplastic space of the sugar beet mesophyll cells. The FC-R activity of Fesufficient and Fe-deficient protoplasts was dependent on light. Fe deficiency decreased markedly the FC-R activity per protoplast surface unit. The optimal pH for the activity of the FC-R in mesophyll protoplasts was in the range 5.5 to 6.0, typical of the apoplastic space. Beyond pH 6.0, the activity of the FC-R in mesophyll protoplasts decreased markedly in both Fe-sufficient and Fedeficient protoplasts. These data suggest that both the intrinsic decrease in FC-R activity per protoplast surface and a possible shift in the pH of the apoplastic space could lead to the accumulation of physiologically inactive Fe pools in chlorotic leaves.

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“…1.5.1.1 Acidificación de la rizosfera Uno de los mecanismos fisiológicos que se estimula en las plantas que desarrollan la estrategia I en condiciones de deficiencia de Fe es la capacidad de acidificación de la rizosfera (Rabotti y Zocchi, 2006;Rabotti et al, 1995;Dell'Orto et al, 2000b;Ksouri et al, 2006). Las raíces de estas plantas producen un descenso del pH de la solución en la que crecen debido a la activación de una bomba de protones dependiente de ATP, denominada protón-ATPasa (Welkie y Miller, 1993;Susín et al, 1996), situada en la membrana plasmática de las células subapicales de la raíz (Toulon et al, 1992). Se han observando valores de inducción de este enzima en plantas deficientes en hierro que oscilan del 18% al 100% según la especie (Rabotti y Zochi, 2006;Valenti et al, 1991;Susín et al, 1996;Schmidt et al, 1997 (Römheld y Marschner, 1986).…”

Section: Estrategia Iunclassified

“…La capacidad de las raíces para reducir el Fe 3+ del medio aumenta en condiciones de deficiencia de Fe y puede llegar a ser 10-20 veces superior a los valores control (Moog y Brüggemann, 1994;Susín et al, 1996). Además, como se ha dicho anteriormente, la ausencia de Fe favorece el engrosamiento de los ápices y la aparición de pelos radiculares, de manera que aumenta la superficie radicular y por tanto de las zonas reductoras (Kramer et al, 1980;Römheld y Marschner, 1983;Welkie y Miller, 1993;Moog y Brüggemann, 1994).…”

Section: Inducción De La Capacidad Reductoraunclassified

Respuestas Del Sistema De Absorción De Hierro en Las Raíces De Los Cítricos Ante Diferentes Condiciones Clorosantes Del Medio

Cuenca¹,

Rus²

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INFORMAN que,Dª Mary-Rus Martínez Cuenca, Ingeniera Agrónoma, ha realizado bajo nuestra dirección el trabajo que, con el título "Respuestas del sistema de absorción de hierro en las raíces de los cítricos ante diferentes condiciones clorosantes del medio", presenta para optar al grado de Doctora Ingeniera Agrónoma.Para que así conste a los efectos oportunos, firman el presente documento en Moncada a 28 de septiembre de 2012. Fdo. D. Francisco Legaz ParedesFdo. D. Eduardo Primo Millo RESUMENLa clorosis férrica es uno de los estreses abióticos más importantes para las plantas, y como tal, resulta un problema agrícola muy extendido especialmente para aquellos cultivos que se desarrollan en terrenos calizos, como es el caso de los cítricos en la Comunidad Valenciana.El objetivo de este trabajo fue caracterizar el sistema de absorción de hierro en los cítricos y su respuesta ante distintas situaciones clorosantes que comprometen la disponibilidad del elemento, provocando la deficiencia deFe en la planta. Los componentes del sistema de absorción del Feacidificación del medio, reducción del Fe(III), transporte a través de la membrana y alteración de la síntesis de ácidos orgánicos-, se analizaron a nivel fisiológico, bioquímico y molecular, en condiciones de ausencia de Fe externo, presencia de bicarbonato (HCO 3 -) y de otros micronutrientes como zinc (Zn) y manganeso (Mn). A més a més, s'aprecia que totes les respostes a la deficiència de Fe dels arrels estan metabòlicament relacionades les unes amb les altres i collaboren en l'absorció d'este element per la planta mitjançant la solubilització del Fe amb l'acidificació de la rizosfera, la reducció del ió Fe 3+ a Fe 2+ (més absorbible per la planta), i l'activació dels transportadors de ferro de la membrana plàsmica del a rrel. El nivell de tolerància dels cítrics a la clorosi fèrrica està determinat pel grau de resposta dels components del sistema d'absorció de Fe davant d'una situació clorosant, on el paper de l'enzim FC-R és especialment important. ABSTRACTIron chlorosis is one of the main abiotic stress factors in plants, and as such, is a widespread agricultural problem especially affecting those crops grown on calcareous soils, as in the case of citrus in the Valencia region.The aim of this study was to characterize the iron uptake system in

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Plant Iron Uptake Physiology by Nonsiderophore Systems

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Effects of Iron Deficiency on the Composition of the Leaf Apoplastic Fluid and Xylem Sap in Sugar Beet. Implications for Iron and Carbon Transport

Effects of Iron Deficiency on the Composition of the Leaf Apoplastic Fluid and Xylem Sap in Sugar Beet. Implications for Iron and Carbon Transport

Iron Deficiency Decreases the Fe(III)-Chelate Reducing Activity of Leaf Protoplasts

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