Beneficial elements may stimulate plant growth by favoring the availability of essential nutrients for metabolic processes. This study addresses the still unexplored question whether the beneficial action of selenium (Se) on plants can be due to its interaction with iron (Fe). Oilseed rape (Brassica napus) plants were grown hydroponically without (–Se) or with 10 μM Na2SeO4 (+Se) and exposed to either Fe adequate (+Fe) or starvation (–Fe) treatments. Selenium enhanced leaf chlorophyll concentration, photochemical parameters and CO2 fixation. Although Se did not significantly increase total leaf Fe concentration, the concentration of cytoplasmic FeII pool was enhanced under –Fe + Se conditions. However, the most conspicuous Se effects occurred in Fe-deficient roots. Selenium upregulated both the root expression levels of genes encoding FERRIC-REDUCTION OXIDASE (FRO1) and the activity of FRO and exacerbated the stimulatory effect of –Fe on the exudation rate of organic acids and phenolic compounds. Both –Se and + Se plants used FeIIIEDTA in similar way, while only +Se plants were able to take advantage of the sparingly soluble Fe(OH)3. In order to explore the mechanism of Se action, we recorded higher endogenous level of NO and upregulation of ETHYLENE RESPONSE FACTOR 2 (ERF2) by Se irrespective of Fe conditions. Our results show that Se augments root machinery for Fe acquisition mainly through activation of Fe signaling components.

中文翻译：

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硒激活油菜根中铁获取机制的成分

有益元素可以通过促进代谢过程中必需营养素的可用性来刺激植物生长。这项研究解决了尚未探索的问题，硒 (Se) 对植物的有益作用是否可能是由于它与铁 (Fe) 的相互作用。油菜 (Brassica napus) 植物在没有 (-Se) 或 10 μM Na2SeO4 (+Se) 的情况下进行水培生长，并暴露于 Fe 充足 (+Fe) 或饥饿 (-Fe) 处理。硒增强了叶绿素浓度、光化学参数和 CO2 固定。尽管Se 没有显着增加总叶Fe 浓度，但在-Fe + Se 条件下细胞质FeII 库的浓度增加。然而，最显着的硒效应发生在缺铁的根系中。硒上调了编码铁还原氧化酶 (FRO1) 基因的根表达水平和 FRO 的活性，并加剧了 -Fe 对有机酸和酚类化合物渗出率的刺激作用。–Se 和 +Se 植物都以类似的方式使用 FeIIIEDTA，而只有 +Se 植物能够利用微溶性 Fe(OH)3。为了探索硒作用的机制，我们记录了较高的内源性 NO 水平和硒对乙烯响应因子 2 (ERF2) 的上调，而与 Fe 条件无关。我们的结果表明，Se 主要通过激活 Fe 信号成分来增强 Fe 获取的根机械。–Se 和 +Se 植物都以类似的方式使用 FeIIIEDTA，而只有 +Se 植物能够利用微溶性 Fe(OH)3。为了探索硒作用的机制，我们记录了较高的内源性 NO 水平和硒对乙烯响应因子 2 (ERF2) 的上调，而与 Fe 条件无关。我们的结果表明，Se 主要通过激活 Fe 信号成分来增强 Fe 获取的根机械。–Se 和 +Se 植物都以类似的方式使用 FeIIIEDTA，而只有 +Se 植物能够利用微溶性 Fe(OH)3。为了探索硒作用的机制，我们记录了较高的内源性 NO 水平和硒对乙烯响应因子 2 (ERF2) 的上调，而与 Fe 条件无关。我们的结果表明，Se 主要通过激活 Fe 信号成分来增强 Fe 获取的根机械。