Correlative aging and transport of P³² in corn leaves under the influence of kinetin

Summary

• 1. The course of senescence in leaves of corn seedlings, as measured by the loss of chlorophyll, is shown to be controlled by two correlative influences: a) In the isolated leaf, the base tends to enhance yellowing of the tip region. b) In the leaf attached to the intact plant, correlative aging is delayed by interactions with other parts of the plant.

• 2. Transport of P³² in the isolated leaf is directed from tip to base. It is promoted under conditions enhancing senescence of the tip (application of kinetin to the base). Conditions delaying senescence (leaf attached to intact plant) defer the basipetal P³²-transport. This suggests that the pattern of correlative aging in detached leaves is caused by a shift of materials from tip to base (“directed transport” or “mobilization”).

• 3. Kinetin-induced directed transport of P³² was used as a test system to study mobilization. Localized application of kinetin to a leaf causes a) an accumulation of translocated P³² in the treated area, b) an acceleration of P³²-transport directed towards the kinetin center.

• 4. The rate of kinetin-induced P³²-transport is shown to be mainly determined by the activity of the mobilizing center; but the dissipation of phosphates out of the source region, being a separate variable, may also influence the rate of P³²-transport.

• 5. The attracting activity of mobilizing centers is shown to be enhanced by increasing amounts of materials already accumulated. Thus, mobilization is a self-amplifying process. This is also reflected in the sigmoid shape of the time curves of P³²-mobilization.

Zusammenfassung

• 1. Der Verlauf des Alterns in Maisblättern, gemessen am Verlust des Chlorophylls, wird durch zwei Korrelationen geregelt: a) Im isolierten Blatt hat die Basis die Tendenz, den Verfall in der Spitzenzone zu beschleunigen und sich dadurch die eigene Vitalität zu erhalten. b) Bleibt das Blatt in Verbindung mit der Pflanze, so wird dieses korrelative Altern verzögert.

• 2. ³²P wird im isolierten Blatt von der Spitze zur Basis transportiert. Wird das Altern der Spitzenzone durch Behandlung der Basis mit Kinetin beschleunigt, so zeigt sich auch der ³²P-Transport zur Blattbasis hin gefördert. Er wird aufgehalten, wenn der Verfall des Blattes durch den Anschluß an die Pflanze verhindert wird. Dies spricht dafür, daß eine Verlagerung von Material von der Blattspitze zur Basis hin (“gerichteter Transport”, “Mobilisation”) den Verlauf des korrelativen Alterns bestimmt.

• 3. Am Modellsystem des kinetin-induzierten gerichteten ³²P-Transports lassen sich unterscheiden: a) eine Akkumulierung transportierter radioaktiver Phosphate am Kinetinort, b) eine Beschleunigung des dorthin gerichteten Transports um ca. 50%.

• 4. Der gerichtete Transport wird vom mobilisierenden Zentrum induziert und aufrechterhalten. Die Mobilisation kann aber auch vom Lieferbereich beeinflußt werden, besonders in späteren Stadien des Alterns.

• 5. Es wurde gezeigt, daß die Aktivität eines Mobilisationszentrums um so mehr ansteigt, je mehr Material dort bereits akkumuliert ist. Im Verlauf der Stoffverlagerungen verstärkt sich also die Mobilisation selbst. Der autokatalytische Charakter dieses Vorgangs zeigt sich auch in der Zeitkurve des gerichteten Transports von ³²P.