Eisenmangel erhöht Eisen(III)-Reduktion und Protonenabscheidung

Signatur: 01.11.074
Ursprüngliche Signatur: Hh-11.05
Bildnachweis: Volker Römheld

Bildinhalt

Die Wurzeln von Weißer Lupine wurden in erwärmte flüssige Agar-Agar-Lösung, die infolge Abkühlung bald darauf erstarrte, eingebettet. Die Wurzeln stammten von ausreichend mit Eisen versorgten Pflanzen (+ Fe; linke Bildhälfte) und Eisenmangelpflanzen ( -Fe; rechte Bildhälfte). Zur Sichtbarmachung des Fe(III)-Reduktionsvermögens der Wurzeln enthielt die Agar-Agar-Lösung neben Fe(III) (in Form von Fe(III)EDTA) das Fe(II)-Reagens BPDS, das mit den bei der Reduktion von Fe(III) entstehenden Fe(II)-Ionen einen rotbraunen Komplex bildet (obere Bildhälfte). Zur Sichtbarmachung der Protonenabscheidung der Wurzel enthielt die Agar-Agar-Lösung den pH-Indikator Bromkresolrot, der pH-Erniedrigung durch Gelbfärbung anzeigt (untere Bildhälfte). Es ist ersichtlich, dass bei Eisenmangel viele Fe(II)-Ionen in der Rhizosphäre gebildet werden, hauptsächlich an den Proteoidwurzeln (Rotbraunfärbung; oben, rechts), während bei ausreichender Fe-Versorgung keine Fe(III)-Reduktion erfolgt und daher keine Fe(II)-Ionen nachgewiesen werden können (oben, links). Weiterhin ist ersichtlich, dass die Wurzeln (vornehmlich die Proteoidwurzeln) bei Eisenmangel Protonen ausscheiden (Gelbfärbung; unten, rechts), während bei ausreichender Fe-Versorgung keine Protonenabscheidung erfolgt (unten, links).

Erläuterung

Die Weiße Lupine ist hinsichtlich ihrer Reaktion auf Eisenmangel eine Strategie-I-Pflanze. Das bedeutet: Die Wurzeln der Weißen Lupine geben bei Eisenmangel verstärkt Protonen in den Wurzelapoplasten und in die Rhizosphäre ab. Da bei der Reduktion von Fe(III) (welches in Form von Fe(III)-EDTA vorliegt) Protonen verbraucht werden, erhöht Protonenabscheidung das Fe(III)-Reduktionsvermögen.