Pflanzen haben zwei unterschiedliche Strategien der Eisenaufnahme hervor gebracht. Die nichtproteinogene Aminosäure Nicotianamin (NA) ist eine essentielle Komponente beider Strategien. Zwei NAS-Gene aus Gerste (NASHOR1 und NASHOR2) wurden isoliert und charakterisiert. NAS-Gene kodieren eine neue Klasse von Enzymen. Diese katalysiert die Synthese von NA aus drei Molekülen S-Adenosyl-Methionin sowie die Bildung eines Azetidin-Rings. Durch Datenbank-Analysen wurden im Arabidopsis-Genom zunächst zwei NAS-ähnliche Gene (NASARA1 und NASARA5) gefunden. Beide Gene wurden kloniert und für Gentransfer-Experimente eingesetzt. Frühere Beobachtungen führten zu der Vermutung, dass erhöhte interne NA-Konzentrationen zu einer Erhöhung der Eisenassimilation führen könnten. Um dies näher zu untersuchen, wurden die Gene NASHOR1, NASARA1 und NASARA5 in sense und antisense-Orientierung in Nicotiana tabaccum, Lycopersicon esculentum, Arabidopsis thaliana, Lolium perene und Triticum aestivum transformiert und zur Expression gebracht. Entsprechende Genkonstrukte unter Kontrolle des Ubiquitin-Genpromotors aus Mais wurden in tranformiert. Insgesamt wurden mehr 500 transgene Pflanzenlinien erzeugt und teilweise charakterisiert. Weiterführende Ergebnisse wurden mit dem NASARA5-Gen erhalten. In ausgewählten transgenen Tabaklinien wurden NA-Konzentrationen von bis zu 1300 nmol/g Frischgewicht gemessen. Dies sind die höchsten bisher in einer Pflanze gemessenen Werte. In den transgenen Pflanzen mit erhöhter NA-Konzentration wurde eine signifikant erhöhte Eisenkonzentration nachgewiesen. Weitere Beobachtungen erlauben die vorläufige Schlussfolgerung, dass die erhöhte NA-Konzentration als Folge der Überexpression des NASARA5-Gens auch zu einer erhöhten Toleranz gegenüber Nickel führt. Erste, auf einem array-Filter mit 1200 Transfaktor (TF)-Genen von Arabidopsis basierende Versuche zeigen, dass zwei TF-Gene der bHLH-Klasse unter Eisenmangel eine erhöhte Expression zeigen. Laufende Arbeiten sollen klären, ob es sich dabei um Regulatoren der Eisenassimilation handelt.
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