Summary
-
1.
Kinetin-induced transport of P32 in detached corn leaves is shown to be limited to the axial direction of the leaves, i.e. along the axis of the vascular bundles. It is not apparently dependent on the water flow in the xylem, and it can be blocked by steam-killed zones or by metabolic inhibitors. It is concluded that kinetin-induced redistribution of phosphates in isolated corn leaves takes place in the phloem.
-
2.
The movement of P32 is preferentially toward the base of the excised leaf, indicating a natural mobilization center at the leaf base.
-
3.
Kinetin treated parts of leaves attract and accumulate P32. They do not accumulate the radioisotopes Na22, Rb86, Cl36 and I131; but the transport of Na22 directed towards kinetin centers is enhanced.
-
4.
Two “mobilizing centers” established by kinetin application along the leaf axis do not attract P32 from intermediate tissue at the same time in opposite directions. They compete with each other for the transport system: both the direction and the velocity of movement are determined by the difference of the “mobilizing forces”. Thus, mobilization is either to one or to the other mobilizing center.
-
5.
Under conditions of enhanced transport (i.e. in presence of kinetin centers), the distribution curves of P32 and Na22 are flattened. This change would be expected for the mass-flow type of transport.
-
6.
It is concluded that “mobilizing centers” in isolated corn leaves stimulate a mass-flow transport in the phloem. Evidence is presented that they act as suction pumps. Some general aspects of phloem transport are discussed.
Zusammenfassung
-
1.
Der kinetininduzierte Transport von 32P ist in isolierten Maisblättern an die Längsrichtung, d.h. an die Richtung der parallelen Leitbündel gebunden. Er ist nicht von Wasserbewegungen im Xylem abhängig und wird an abgetöteten oder hemmstoffbehandelten Stellen des Blattes blockiert. Dies deutet darauf hin, daß die kinetininduzierte Verlagerung von Phosphaten im Phloem stattfindet.
-
2.
Kinetinbehandelte Blattbereiche induzieren einen auf sie gerichteten Transport von 32P; die transportierten radioaktiven Phosphate akkumulieren sie. Im Gegensatz zu 32P werden die Isotope 22Na, 86Rb, 36Cl und 131J am Kinetinort nicht angereichert. Der Transport von 22Na wird jedoch auf Kinetinzentren zu gefördert.
-
3.
Stehen sich zwei “mobilisierende Zentren” in einem Blatt gegenüber, dann wird dazwischen aufgetragenes 32P nicht gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen transportiert. Die beiden Zentren konkurrieren miteinander um das Transportsystem: Richtung und Geschwindigkeit der Stoffbewegung hängen von der Differenz der “mobilisierenden Kräfte” ab.
-
4.
Wird der Transport von 32P und 22Na durch Kinetinzentren beschleunigt, so beobachtet man an den Verteilungskurven der Radioaktivität eine Abnahme der Steigung. Diese Veränderung ist zu erwarten, wenn die Stoffe im Phloem mit einer Massenströmung wandern.
-
5.
Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß “mobilisierende Zentren” in isolierten Maisblättern einen Massenstromtransport im Phloem auf sich lenken. Der Pumpmechanismus, der die Strömung unterhält, ist wahrscheinlich kein Druckstromsystem, sondern ein einfacher Sog. Einige allgemeine Aspekte des Phloemtransports werden diskutiert.
Similar content being viewed by others
References
Bauer, L.: Zur Frage der Stoffbewegungen in der Pflanze mit besonderer Berücksichtigung der Wanderung von Fluorochromen. Planta (Berl.) 42, 367–451 (1953).
Biddulph, O., and J. Markle: Translocation of phosphorus-32 in the phloem of the cotton plant. Amer. J. Bot. 31, 65–70 (1944).
Biddulph, S. F.: Visual indications of S35 and P32 translocation in the phloem. Amer. J. Bot. 43, 143–148 (1956).
Engelbrecht, L.: Beiträge zum Problem der Akkumulation von Aminosäuren in Blattzellen. Flora (Jena) 150, 73–86 (1961).
Gunning, B. E. S., and W. K. Barkley: Kinin-induced directed transport and senescence in detached oat leaves. Nature (Lond.) 199, 262–265 (1963).
Heytler, P. G., and W. W. Prichard: A new class of uncoupling agents-carbonylcyanide phenylhydrazones. Biochem. Biophys. Res. Commun. 7, 272–275 (1962).
Horwitz, L.: Some simplified mathematical treatments of translocation in plants. Plant Physiol. 33, 81–93 (1958).
Kennedy, J. S., and T. E. Mittler: A method of obtaining phloem sap via the mouth parts of aphids. Nature (Lond.) 171, 528 (1953).
Kuraishi, S., and F. S. Okumura: The effect of kinetin on leaf growth. Bot. Mag. (Tokyo) 69, 300–306 (1956).
Malpighi, M. (1686): Cited by K. Esau, Plants, viruses and insects. Cambridge, Mass. (U.S.A.): Harvard University Press 1961.
Mason, T. G., and E. Phillis: The migration of solutes. Bot. Rev. 3, 47–71 (1937).
Miller, C. O.: Kinetin and related compounds in plant growth. Ann. Rev. Plant Physiol. 12, 395–408 (1961).
Mothes, K.: Über das Altern von Blättern und die Möglichkeit ihrer Wiederverjüngung. Naturwissenschaften 47, 337–351 (1960).
: Der Beitrag der Kinetinforschung zum Verständnis pflanzlicher Korrelationen. Ber. dtsch. bot. Ges. 74, 24–42 (1961).
L. Engelbrecht u. O. Kulayeva: Über die Wirkung des Kinetins auf Stickstoffverteilung und Eiweißsynthese in isolierten Blättern Flora (Jena) 147, 445–464 (1959).
u H. R. Schütte: Über die Akkumulation von α-Aminoisobuttersäure im Blattgewebe unter dem Einfluß von Kinetin. Physiol. Plantarum 14, 72–75 (1961).
Müller, K.: Stofftransport und korrelatives Altern in Blättern von Zea mays L. unter dem Einfluß von Kinetin. Diss. München 1964.
, and A. C. Leopold: P32-transport and correlative aging in corn leaves under the influence of kinetin. Planta (Berl.) 68, 167–185 (1966).
Münch, E.: Versuche über den Saftkreislauf. Ber. dtsch. bot. Ges. 45, 340–356 (1927).
Peel, A., and P. E. Weatherley: Studies in sieve-tube exudation through aphid mouthparts. II: The effects of pressure gradients in the wood and metabolic inhibitors. Ann. Bot. 27 197–211 (1963).
Pringsheim, E.: Wasserbewegung und Turgorreaktion in der welkenden Pflanze. Jb. wiss. Bot. 43, 89–144 (1906).
Sachs, J.: Vorlesungen über Pflanzenphysiologie, 2. Aufl. Leipzig 1887.
Swanson, C. A.: Translocation of organic solutes. In: Plant physiology, ed. F. C. Steward, vol. 2, p. 481. New York: Academic Press 1959.
, and J. B. Whitney: Studies on the translocation of foliar-applied phosphorus-32 and other radioisotopes in bean plants. Amer. J. Bot. 40, 816–823 (1953).
Ziegler, H.: Untersuchungen über die Leitung und Sekretion der Assimilate. Planta (Berl.) 47, 447–500 (1956).
, u. G. H. Vieweg: Der experimentelle Nachweis einer Massenströmung im Phloem von Heracleum mantegazzianum Somm. et Lev. Planta (Berl.) 56, 402–408 (1961).
Zimmermann, M. H.: Movement of organic substances in trees. Science 133, 73–79 (1961).
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Müller, K., Leopold, A.C. The mechanism of kinetin-induced transport in corn leaves. Planta 68, 186–205 (1966). https://doi.org/10.1007/BF00385625
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00385625