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铁是植物生长发育所必需的微量元素。土壤中铁主要是以难溶性氧化物或氢氧化物的形式存在，生物可利用率低。高等植物进化过程中形成螯合和还原两种机制，从周围环境中获取铁营养。缺铁条件下，模式植物拟南芥利用还原机制高效吸收铁:通过增加根表皮细胞中FRO2（Fe3+-螯合物还原酶）和IRT1（Fe2+转运蛋白）两个缺铁反应关键蛋白的表达，促进对根际土壤中铁的吸收。FIT是调控植物缺铁反应关键的转录因子。研究表明AtbHLH38和AtbHLH39能够与FIT相互作用，形成异源二聚体调控IRT1和FRO2的表达。对拟南芥bHLH蛋白家族的分析发现，AtbHLH100、AtbHLH101与AtbHLH38和AtbHLH39高度同源，并共同组成IbbHLH亚家族。本研究通过对AtbHLH100和AtbHLH101表达谱分析证明两个基因的表达特异受缺铁诱导，并通过酵母双杂和荧光互补实验证明AtbHLH100和AtbHLH101能够与FIT互作。酵母转录激活系统检测结果表明AtbHLH100和AtbHLH101与FIT的互作能激活IRT1和FRO2启动子驱动的GUS报告基因表达，即在酵母中AtbHLH100和AtbHLH101与FIT的互作能够直接启动IRT1和FRO2的表达。同时，我们构建了拟南芥过量表达株系并分析其缺铁反应。结果表明过量表达AtbHLH101或同时过量AtbHLH101和FIT显著提高植株根部Fe3+-螯合物还原酶活性及IRT1蛋白水平，促进植株地上部铁的积累，并使得根部IRT1和FRO2的表达谱转变为组成性表达;而过量表达AtbHLH100及双过量表达AtbHLH100和FIT没有显著改变植株低铁耐受性。这些结果表明AtbHLH101与FIT的互作能够显著促进铁的吸收，而AtbHLH100的作用不显著。
另外，由于单敲除突变体没有显著的缺铁反应缺陷，我们进一步构建了多敲除突变体，对其缺铁反应进行了分析。结果表明:缺铁处理时，单敲除突变体根部IRT1及FRO2的转录水平显著降低，但地上部铁含量、根部还原酶活性以及IRT1蛋白水平等都没有显著变化;双敲除突变体k38k100、k38k101、k39k100及k39k101叶绿素含量显著降低，其中k39k101表现出严重黄化表型，其地上部铁含量、根部IRT1和FRO2的表达、Fe3+-螯合物还原酶活性以及IRT1蛋白水平等都显著降低;而三敲除突变体k38k100k101、k39k100k101黄化更加明显，其中k39k100k101表现出与fit1-2类似的严重黄化致死表型，其地上部铁含量，IRT1、FRO2、IRT2、IREG2等缺铁反应关键基因的表达，以及根部还原酶活性和IRT1的蛋白水平都极显著降低，并趋近于fit1-2的水平。这些结果表明bHLH亚家族蛋白是拟南芥缺铁反应所必需的。同时，敲除突变体缺铁反应的差异表明随敲除基因数的增加，植株缺铁反应缺陷趋于显著，说明AtbHLH38、AtbHLH39、AtbHLH100以及AtbHLH101之间存在功能冗余，并且其调控植株缺铁反应的重要性不同，可以将它们排序为AtbHLH39＞AtbHLH101≧AtbHLH38＞AtbHLH100。