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Photocontrol of anthocyanin formation in turnip seedlings

I. Demonstration of phytochrome action

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Summary

The participation of the red/far-red reversible reaction of phytochrome in the control of anthocyanin formation in turnip seedlings has been demonstrated. A brief exposure to red light following a preliminary irradiation period in blue, increased anthocyanin content compared with blue alone; this effect was reversed by a subsequent short exposure to far-red. The sensitivity to red light was largely restricted to 24 hours old seedlings when grown in water at 25°C. Sensitivity was restored in older seedlings when they were grown in phenylalanine and kept in high temperature (35°C) for several hours before light was given; under these conditions, the phytochrome effect was greater in 48 hours old than in 24 hours old seedlings. In the youngest seedlings the largest increase occurred when red followed a preliminary blue exposure of at least 12 hours; in older seedlings the maximum response to red was almost attained after only 4 hours of blue light. Hypocotyl elongation was shown to be hardly affected by the reversible reaction of phytochrome. Possible reasons for these changes in sensitivity to phytochrome are discussed.

Zusammenfassung

Die Beteiligung des reversiblen Hellrot-Dunkelrot-Pigmentsystems Phytochrom wurde bei der Kontrolle der Anthocyansynthese in Keimlingen von Brassica rapa nachgewiesen. Durch kurze Hellrotbestrahlung wird der Anthocyangehalt gegenüber dem der vorausgehenden Bestrahlung mit Blaulicht erhöht. Dieser Effekt wird durch eine nachfolgende kurze Bestrahlung mit Dunkelrot wieder mehr oder weniger aufgehoben. Die Empfindlichkeit gegen Rotlicht ist weitgehend auf 24 Std alte, in Wasser gewachsene Keimlinge beschränkt. Die Empfindlichkeit konnte in älteren Keimlingen wieder hergestellt werden, wenn diese in Phenylalanin aufgezogen und mehrere Stunden vor der Bestrahlung bei hoher Temperatur (35°C) gehalten wurden. Unter diesen Bedingungen war der Phytochrom-Effekt in 48 Std alten Keimlingen größer als in 24 Std alten Keimlingen. In den jüngsten Keimpflanzen wurde die größte Zunahme durch Hellrot erzielt, wenn wenigstens 12 Std mit Blaulicht vorbestrahlt worden war. In älteren Keimlingen wurde die maximale Hellrotwirkung schon nach etwa vierstündiger Vorbelichtung erreicht. Das Hypokotylwachstum war durch das Phytochromsystem kaum beeinflußbar. Mögliche Gründe für die Veränderungen in der Phytochrom-Empfindlichkeit werden diskutiert.

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Grill, R. Photocontrol of anthocyanin formation in turnip seedlings. Planta 66, 293–300 (1965). https://doi.org/10.1007/BF00387529

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Keywords

  • Blue Light
  • Reversible Reaction
  • Anthocyanin Content
  • Young Seedling
  • Hypocotyl Elongation