Über die Stoffwechselaktivität von Humusbestandteilen
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Zusammenfassung
Bei der Einwirkung der Huminstoffe auf die Pflanze wird zwischen einem direkten und einem indirekten Effekt unterschieden. Ein direkter Effekt wird durch die Aufnahme von organischen Substanzen aus dem Humus über die Wurzel durch die Pflanze bewirkt. Als stoffwechselaktive Verbindungen im Boden werden Phenole angesehen, die durch den Abbau des Lignins und mikrobielle Synthese entstehen können.
Um derartige Versuche quantitativ durchzuführen, ist es erforderlich, mit markierten Verbindungen zu arbeiten. Es wird über Aufnahme von Bestandteilen der Huminstofffraktionen berichtet. Im Falle von definierten Verbindungen, wie carboxyl-markierten Phenolcarbonsäuren, ist es erforderlich, in sterilem Medium zu arbeiten. Durch die Markierung gelingt es, die Umwandlungen der aufgenommenen Phenolcarbonsäuren in der Pflanze festzustellen. Die Hauptmenge liegt in Form von Glukoseester, Glykosiden bzw. deren Glukoseester vor. Es wird die Frage diskutiert, inwieweit sich Decarboxylierungsprodukte der Phenolcarbonsäuren an den Stoffwechseländerungen beteiligen.
Verschiedene Möglichkeiten der Beeinflussung phenolischer Verbindungen auf den pflanzlichen Stoffwechsel werden besprochen. Dabei wird im Falle von aliphatisch substituierten Benzochinonen-1,4 auf Beziehungen zwischen physiologischer Aktivität und Elektronendichteverteilung hingewiesen.
About the activity of humus constituents on metabolism
Abstract
It is differentiated between a direct and indirect effect, when humic substances influence plant growth. A direct effect occurs by the uptake of humus by the roots of plants. Phenols are mentioned as physiologically active substances in soil. These are formed by degradation of lignin or microbial synthesis.
For quantitative investigations it is necessary to use labeled compounds. The uptake of constituents of fractions of humic substances in the case of defined compounds, such as carboxyl-labeled phenol carboxylic acids it is necessary to work in sterile medium. The alterations of the absorbed phenol carboxylic acids in the plants can be followed by labelling. The main part is transformed to glucose esters, glycosides or their glucose esters. The possibility is discussed, how far the decarboxylation products cause the alterations of the metabolism.
The different influence of phenolic compounds on plant metabolism is discussed. In this connection some relations are mentioned between physiological activity of aliphatic substituted benzoquinones—1,4 and electron density distribution.
Resume
Il faut distinguer, dans l'action des substances humiques sur les plantes, un effet direct et un effet indirect.
L'effet direct est constitué par le passage des substances de l'humus par les racines dans la plante. Les substances actives dans le sol sont des phénols, qui peuvent prendre naissance au cours de la dégradation de la lignin, ou au cours de synthèses bactériennes.
Pour réaliser des expériences quantitatives, il est nécessaire de travailler avec des substances marquées. Notre mémoire porte sur la pénétration de constituants des fractions des humines. Dans le cas de substances définies, comme les acides phénoliques marqués sur les carboxyles, il convient d'opérer en milieu stérile. Le marquage permet de suivre les transformations des acides phénoliques dans la plante. La majeure partie se trouve sous forme d'esters du glucose, ou de glucosides, ou de leurs esters du glucose. Nous discutons dans quelle mesure les produits de décarboxylation des acides phénolcarboniques prennent part aux modifications du métabolisme.
Diverses possibilités d'action des composés phénoliques sur le métabolisme végétal sont évoquées. Dans le cas des benzoquinones 1–4 à substituants aliphatiques, les rapports entre activité physiologique et répartition de la densité électronique sont indiqués.
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Literatur
- 1.Audus, L.J. (1966) The transport of growth regulators in plants. Trasporto delle molecole organiche nelle piante.Atti VI Simp. Int. Agrochim. Varenne, 5–10 Settembre 1966; 273–295.Google Scholar
- 2.Bielawski, J., T.E. Thompson & A.L. Lehninger. (1966) The effect of 2,4-dinitrophenol on the electrical resistance of phospholipid bilayer membranes.Biochim. biophysic. Res. Commun. 24:948–954.Google Scholar
- 3.Bolkart, K.H. & M.H. Zenk. (1968) Zur Biosynthese methoxylierter Phenole in höheren Pflanzen.Z. Pflanzenphysiol. 59:439–444.Google Scholar
- 4.Burges, N., H.M. Hurst, S.B. Walkden, F.M. Dean & M. Hirst. (1963) Nature of humic acids.Nature 199:696–697.Google Scholar
- 5.Christewa, .A. (1965) Über die Einheitlichkeit des Wirkungsmechanismus physiologisch aktiver Stoffe (russ.). Ministerium für Landwirtschaft oder UdSSR, Landwirtschaftliche Hochschule Dnjepropetrowsk, 6–9.Google Scholar
- 6.Christewa, L.A., K.I. Solocha, R.L. Dynkina, A.I. Gorovaya & V.E. Kovalenko. (1967) Effect of physiological active substances of soil humus and fertilizers on the transformation of nuclein acids, growth of plants and quality of the seeds. Studies about Humus.Trans. Int. Symp. “Humus and Planta IV” Prague, September 1967;272–276 (russ.).Google Scholar
- 7.Flaig, W. (1957) Einige Reaktionen der Benzochinone und ihre Absorptions-sprektren.Angew. Chem. 69:723.Google Scholar
- 8.Flaig, W. (1958) Die Chemie organischer Stoffe im Boden und deren physiologische Wirkung. Verhandlungen der II. und IV.Komm. Int. Bodenkundl. Gesellschaft,Hamburg 1958 Vol II.Google Scholar
- 9.Flaig, W. & G. Schmid (1962) Über den Wirkungsmechanismus stoffwechselaktiver Substanzen. In: Eigenschaften und Wirkungen der Gibbereline, Symposium der Oberhessischen Gesellschaft für Natur- und Heilkunde, Naturwissensch. Abt. zu Giessen vom 1.–3. Dez. 1960, 25–27 (Herausg. R. Knapp), Springer-Verlag Berlin-Göttingen-Heidelberg 1962.Google Scholar
- 10.Flaig, W. & K. Haider. (1961a) Reaktionen mit oxydierenden Enzymen aus Mikroorganismen. Planta med.,Z. Arzneipflanzen-forsch. 9:123–139.Google Scholar
- 11.Flaig, W. (1965) Effect of lignin degradation products on plant growth. Isotopes and radiation in soil-plant nutrition studies.Int. Atomic Energy Agency Vienna 1965; 3–19.Google Scholar
- 12.Flaig, W. & K. Haider. (1961b) Die Verwertung phenolische Verbindungen durch Weißfäulepilze.Arch. Mikrobiol. 40:212–223.Google Scholar
- 13.Flaig, W. & H. Söchtig. (1962) Einfluß organischer Stoffe auf die Aufnahme anorganischer Ionen.Agrochimica 6:251–264.Google Scholar
- 14a.Flaig, W., H. Beutelspacher, H. Riemer und E. Kälke (1968). Einfluß von Substituenten auf das Redoxpotential substituierter Benzochinone— (1,4).Liebigs Ann. Chem. 719:96–111.Google Scholar
- 14b.Führ, F. & D. Sauerbeck. (1965) Die räumliche und chemische Verteilung durch die Wurzel aufgenommener organischer Rotte-produkte beiDaucus carota. Landwirtsch. Forsch. 19.Sonderheft; 153–163.Google Scholar
- 15.Führ, F. & D. Sauerbeck. (1966) The uptake of straw decomposition products by plant roots. In: “The use of isotopes in soil organic matter studies” Report of the FAO/IAEA Technical Meeting. Pergamon Press Ltd. Oxford 1966, 73–83.Google Scholar
- 16.Führ. F. & D. Sauerbeck. (1967) The uptake of colloidal organic substances by plant roots as shown by experiments with 14C-labelled humus compounds. Isotopes in plant nutrition and physiology.Int. Atomic Energy Agency Vienna 1967;317–328.Google Scholar
- 17.Haider, K., S. Lim & W. Flaig. (1962) Untersuchungen über die Einwirkung von Mikroorganismen auf 14C-markierte phenolische Verbindungen.Landwirtsch. Forsch. 15:1–9.Google Scholar
- 18.Haider, K., S. Lim & W. Flaig (1964) Experimente und Theorien über den Ligninabbau bei der Weißfäule des Holzes und bei der Verrottung pflanzlicher Substanz im Boden.Holzforschung 18:81–88.Google Scholar
- 19.Haider, K. & J.P. Martin. (1967) Synthesis and transformation of phenolic compounds by Epicoccum nigrum in relation to humic acid formation.Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 31:766–772.Google Scholar
- 20.Haider, K. & J.P. Martin (1968) The role of microorganism in the formation of humic acids. In: Isotopes and radiation in soil organic matter studies. Proc. of the Symposium on the use of isotopes and radiation in soil organic matter studies.Int. Atomic Energy Agency, Vienna 1968;189–195.Google Scholar
- 21.Harms, H. (1967) Untersuchungen zur Aufnahme von phenolischen Ligninspaltstücken durch die Wurzeln von Weizenkeimpflanzen. Dissertation Justus Liebig-Universität Giessen.Google Scholar
- 22.Harms, H., H. Söchtig & K. Haider (1969a) Untersuchungen zur Aufnahme und Umwandlung 14C-markierter Phenolcarbonsäuren durch die Pflanze. I. Aufnahme von 14C-carboxylmarkierter p-Hydroxybenzoe-, Vanillin- und Syringasäure durch die Wurzel von Weizenkeimpflanzen und Verteilung der Aktivität über die Pflanze.Plant Soil 31:129–142.Google Scholar
- 23.Harms, H., H. Söchtig & K. Haider (1969b) Untersuchungen zur Aufnahme und Umwandlung 14C-markierter Phenolcarbonsäuren durch die Pflanze. II. Die Umwandlung von p-Hydroxybenzoesäure, Vanillinsäure sowie Syringasäure nach der Aufnahme durch die Wurzeln von Weizenkeimpflanzen.Plant Soil 31:257–272.Google Scholar
- 24.Henderson, M.E.K. (1961) The metabolism of aromatic compounds related to lignin by some hyphomycetes and yeast-like fungi of soil.J.gen.Microbiol. 26:155–165.Google Scholar
- 25.Hillmann, W.S. & A.W. Galston (1957) Inductive control of indolacetic acid oxidase activity by red and near infrared light.Plant Physiol. 32:129–135.Google Scholar
- 26.Kaur-Sawhney, E., M. Bara & A. W. Galson (1967) Analysis of labelling patterns in soluble RNA Proparations from green pea stem sections supplied with 14C-carboxyl-labelled indole acetic acid.Ann. New York Acad. Sci. 144:63–67. Art. 1.Google Scholar
- 27.Martin, J.P. & K. Haider (1969) Phenolic polymers ofStachybotrys atra, Stachybotrys chartarum andEpicoccum nigrum in relation to humic acid-for-mation.Soil Sci. 107:260–270.Google Scholar
- 28.Mitchel, P. (1965) Chemiosmotische Kopplung bei der oxydativen und photo-synthetischen Phosphorylierung.Bio. Rev. Cambridge pholos. Soc. 41: 445–502.Google Scholar
- 29.Moreland, D. (1967) Mechanisms of action of herbicides.Ann. Rev. Plant Physiol. 18:365–386.Google Scholar
- 30.Morrison, R.I. (1963) Products of the alkaline nitrobenzene oxidation of soil organic matter.J. Soil Sci. 14:201–216.Google Scholar
- 31.Müller, H.H. (1967) Additionsverbindungen aus 3-Hydroxy-o-benzochinonen und alkyl-substituierten o-Benzochinonen sowie deren Umlagerungsprodukte. Dissertation der TH Braunschweig.Google Scholar
- 32.Müller, H.H. & J.Chr. Salfeld. (1970) Über die Oxydation von Pyrogallol und Pyrogallolderivaten. V. Mitt. Additionsverbindungen aus 3-Hydroxy-o-benzochinonen und 4,5-dimethyl-substituierten o-Benzochinonen sowie deren Umlagerungsprodukte. Chem. Ber. (im Druck).Google Scholar
- 33.Nitsch, J.P. & C. Nitsch. (1962) Phenolic compounds and plant growth.Ann. Physiol. végét. 4:211–225.Google Scholar
- 34.Peover, M.E. & J.D. Davies. (1963) Einfluß der Ionenassoziation auf die Polarographie der Chinone in Dimethylformamid.J. eletroanalyt. Chem. 6:46–53.Google Scholar
- 35.Pilet, P.E. & Th. Gaspar. (1965) Action des acides o-, m-et p-hydroxybenzoiques sur le catabolisme auxinique et la croissance.Ann. Physiol. végét. 7:147–155.Google Scholar
- 36.Reinhardt, G. (1961) Untersuchungen über die Einwirkung von Lignin und dessen Abbauprodukten auf das Wachstum und den Stoffwechsel von Pflanzen. Dissertation Universität Giessen.Google Scholar
- 37.Rücker, W. & C. Paupardin (1969). Action de quelques acides phénols sur la rhizogenése des tissus de tubercules de Topinambour (variété violet de Rennes) cultivés in vitro.C.R. Acad. Sci. Paris 268:1279–1281.Google Scholar
- 38.Salfeld, J.Chr. (1957) Zum Reaktionsmechanismus der Purpurogallinbildung.Angew. Chem. 69:723–724.Google Scholar
- 39.Salfeld, J.Chr. & E. Baume. (1964) Über die Oxydation von Pyrogallol und Pyrogallolderivaten. IV. Die Konstitution der Purpurogallincarbonsçure-(9).Chem. Ber. 97:307–311.Google Scholar
- 40.Schmid, G. & W. Flaig. (1962) Pflanzenstoffwechsel und Wirkstoffe.Landbauforsch. Völkenrode 12:51–56.Google Scholar
- 41.Söchtig, H. (1961) Inwieweit können Strohrotteprodukte das Pflanzenwachstum beeinflussen? Über Veränderungen von Lignin-abbauprodukten.Landbauforsch. Völkenrode 11:16–18.Google Scholar
- 42.Söchtig H., H. Harms & K. Haider. (1968) Uptake and transformation of 14C-labelled phenolic acids by wheat seedlings. In: Isotopes and radiation in soil organic matter studies. Proc. of the Symposium on the use of isotopes and radiation in soil organic matter studies.Int. Atomic Energy Agency 1968:531–540.Google Scholar
- 43.Sundman, V. & K. Haro. (1966) On the mechanis by which cyclolignanlytic agrobacteria migh cause humification.Finska Kemistsamfundets Medd. 75:111–118.Google Scholar
- 44.Whitehead, D.C. (1964) Identification of p-Hydroxybenzoic, vanillic, p-cumaric and ferulic acids in soils.Nature 202:417–418.Google Scholar
- 45.Winter, A.G. (1952) Untersuchungen über die Aufnahme von Penicillin und Streptomycin durch die Wurzeln von Lepidum sativum und ihre Beständigkeit in natürlichen Böden.Z. Bot. 40:153.Google Scholar
- 46.Winter, A.G., H. Preuss & F. Schönbeck. (1959) Untersuchungen über die Aufnahme organischer Substanzen durch die Wurzeln höherer Pflanzen. I. Phenolische Verbindungen.Naturwissenschaften 46:536–537.Google Scholar
- 47.Zenk, M.H. (1964) Einbau von p-Hydroxy-benzoesäure in die Hydrochinonkomponente des Arbutins inBergenia crassifolia. Z. Naturforsch. 19b:856–857.Google Scholar