Jeremy Astier, Olivier Lamotte, Frédéric Gaymard, Emmanuel Koen, Jossia Boucherez, Angélique Besson-Bard, David Wendehenne, Pierre Richaud, Céline Duc, Antoine Gravot, Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Amélioration des Plantes et Biotechnologies Végétales (APBV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST, Bioénergie et Microalgues (EBM), Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Agence Nationale de la Recherche [BLAN07-2_184783], University of Burgundy (BQR project), Burgundy State (PARI AGRALE 8 project), French Ministry of Agriculture, Ministere de l'Education Nationale, de la Recherche et de la Technologie, Region Languedoc-Roussillon, Institut National de la Recherche Agronomique, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST, Environnement, Bioénergie, Microalgues et Plantes (EBMP), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université de Montpellier (UM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AGROCAMPUS OUEST-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes ( BPMP ), Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ) -Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ), Amélioration des Plantes et Biotechnologies Végétales ( APBV ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -AGROCAMPUS OUEST, Laboratoire de Bioénergétique et Biotechnologie des Bactéries et Microalgues ( L3BM ), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA )
International audience; The nicotianamine synthase (NAS) enzymes catalyze the formation of nicotianamine (NA), a non-proteinogenic amino acid involved in iron homeostasis. We undertook the functional characterization of AtNAS4, the fourth member of the Arabidopsis thaliana NAS gene family. A mutant carrying a T-DNA insertion in AtNAS4 (atnas4), as well as lines overexpressing AtNAS4 both in the atnas4 and the wild-type genetic backgrounds, were used to decipher the role of AtNAS4 in NA synthesis, iron homeostasis and the plant response to iron deficiency or cadmium supply. We showed that AtNAS4 is an important source for NA. Whereas atnas4 had normal growth in iron-sufficient medium, it displayed a reduced accumulation of ferritins and exhibited a hypersensitivity to iron deficiency. This phenotype was rescued in the complemented lines. Under iron deficiency, atnas4 displayed a lower expression of the iron uptake-related genes IRT1 and FRO2 as well as a reduced ferric reductase activity. Atnas4 plants also showed an enhanced sensitivity to cadmium while the transgenic plants overexpressing AtNAS4 were more tolerant. Collectively, our data, together with recent studies, support the hypothesis that AtNAS4 displays an important role in iron distribution and is required for proper response to iron deficiency and to cadmium supply.