Abstract
We traced the liberation and biological effect of volatile substances released from the roots of cereals,i. e. barley, wheat, rye and oats, on seedlings of the same and other plant species. Experiments were carried out in a closed glass apparatus with a static or circulating atmosphere in which the CO2 and O2 were permanently absorbed and supplemented, respectively. In some experiments the air was bubbled through water or through solutions of boric acid, barium hydroxide and potassium permanganate.
The roots of all four cereals tested released volatile substances with a biological activity which appeared to be non-specific with respect to plant species. The effect of volatile substances was partially decreased by bubbling through water, barium hydroxide and boric acid and was completely removed after passing through the solution of potassium permanganate.
Volatile substances liberated from roots of barley inhibited elongation of roots and coleoptile, decreased SH-group content and caused excessive formation of root hairs as well as inhibition of both dry matter production and respiration of roots of rye seedlings.
Ethylene was found in the atmosphere of experimental vessels.
Abstract
Sledovali jsme uvolňování a biologickou účinnost volatilních látek kořenů obilovin ječmene, pšenice, žita a ovsa na klíční rostliny téhož nebo jiného rostlinného druhu. Pokusy jsme prováděli v uzavřených skleněných aparaturách s permanentním jímáním CO2 a doplňováním O2 v statické nebo cirkulující atmosféře s případnou filtrací vzduchu přes vodu, roztok kyseliny borité, roztok hydroxydu barnatého a přes roztok manganistanu draselného.
Kořeny všech čtyř testovaných obilovin uvolňovaly biologicky účinné volatilní látky. Účinek volatilních výměšků se jevil druhově nespecifický. Promývání přes vodní filtr, přes roztok kyseliny borité a hydroxydu barnatého částečně snižovalo účinek volatilních látek. Filtrace přes roztok manganistanu účinnost volatilních látek zcela odstranila.
Volatilní látky uvolňované z kořenů ječmene působily inhibici dlouživého růstu kořínků a koleoptilií klíčních rostlin žita, vyvolávaly nadměrnou tvorbu kořenového vlášení inhibici tvorby sušiny a inhibici respirace kořínků rostlin žita. V koříncích žita byl stanoven též snížený obsah volných—SH skupin
V atmosféře pokusných nádob byla dokázána přítomnost etylénu.
Abstract
Исследовалось образование и биологическое действие летучих веществ корней ячменя, пшсницы, жита и овса на проростки растений того же или другого вида. Опыты проводились в закрытых стеклянных апаратурах при постоянном поглощении CO2 и дополнении O2 с неподвижной или циркулирующей атмосферой в некоторых случаях с фильтрацией воздуха через воду, раствор борной кислоты, раствор гидроокиси бария и раствор перманганата калия.
Корни всех четырех испытанных зерновых образовывали летучие вещества с биологическим действием. Действие летучих выделений не было специфическим по отношению к отдельным видам. Промывка через водный фильтр, раствор борной кислоты и раствор гидроокиси бария частично снижала действие летучих веществ. Фильтрация через раствор перманганата полностью ликвидировала действие летучих веществ.
Летучие вещества образуемые корнями ячменя ингибировали рост корней и колеоптилей жита, усиливали образование корневых волосков, ингибировали образование сухой массы и дыхание корешков ржи. В корнях ржи было также установлено пониженное содержание свободных—SH групп.
В атмосфере опытной установкн был найден этилен.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Similar content being viewed by others
References
Borris, H.: Über das Wesen der Wachstum hemmenden Wirkung des Äthylens.—Jb. wiss. Bot.91: 83–119, 1943.
Eberhardt, F.: Ausscheidung einer organischen Verbindungen aus den Wurzeln des Hafers (Avena sativa L.).—Naturwissenschaften41: 259, 1954.
Eberhardt, F.: Über fluoreszierende Verbindungen in der Wurzel des Hafers. Ein Beitrag zum Problem der Wurzelausscheidungen.—Z. Bot.43: 405–422, 1955.
Eberhardt, F., Martin, P.: Das Problem der Wurzelausscheidungen und seine Bedeutung für die gegenseitige Beeinflussung höherer Pflanzen.—Z. Pflanzenkrankh. (Pflanzenpath.) und Pflanzenschutz64: 193–205, 1957.
Geisler, G.: Interactive effects of CO2 and O2 in soil on root and top growth of barley and peas.—Plant Physiol.42: 305–307, 1967.
Gibson, M. S., Crane, F. L.: Paper chromatography method for identification of ethylene.—Plant Physiol.38: 724–730, 1963.
Herrero, F. A., Hall, W. C.: General effect of ethylene on enzyme systems in the cotton leaf.—Physiol. Plant.13: 736–750, 1960.
Huelin, F. E., Barker, J.: The effect of ethylene on the respiration and carbohydrate metabolism of potatoes.—New Phytol.38: 85–104, 1939.
Chadwick, A. V., Burg, S. P.: An explanation of the inhibition of root growth caused by indole-3-acetic acid.—Plant Physiol.42: 415–420, 1967.
Jureček, M.: Organická analysa II. [Organic analysis II.]—Praha 1957.
Laštůvka, Z.: Růst a metabolismus pšenice a žita ve směsných kulturách. [Growth and metabolism of wheat and rye plants in mixed cultures.]—Čs. biol.7: 141–152, 1958.
Lowry, P. H., Rosenbrough, J. N., Farr, L. A., Randall, R. J.: Protein measurement with the Folin phenol reagent.—J. biol. Chem.193: 265–275, 1951.
Mack, W. B., Liwingstone, B. E.: Relation of oxygen pressure and temperature to the influence of ethylene dioxide production and on shoot elongation in very young wheat seedlings.—Bot. Gaz.14: 625–687, 1933.
Martin, J. P.: Qualitative und quantitative Untersuchungen über die Ausscheidungen organischer Verbindungen aus den Keimwurzeln des Hafers (Avena sativa L.).—Naturwissenschaften43: 227 bis 228, 1956.
Martin, J. P.: Die Abgabe von organischen Verbindungen, insbesondere von Scopoletin, aus den Keimwurzeln des Hafers (Avena sativa L.).—Z. Bot.45: 475–506, 1957.
Minář, J., Laštůvka, Z.: Gegenseitige Beeinflussung von Gerste (Hordeum vulgare L.) und Hafer (Avena sativa L.) in Wasserkulturen bei ergänzter Ernährung.—Biol. Plant.8: 305 bis 315, 1966.
Plhák, F.: Vliv hustoty výsevu na vztah pšenice a žita. [Effect of the sowing-density on the interaction of wheat and rye.]—Publ. Fac. Sci. Univ. J. E. Purkyně, Brno, Czechoslovakia436: 349–362, 1962.
Plhák, F., Vicherková, M.: Untersuchungen über die allelopathischen Eigenschaften der Getreidearten bei deren Nachkultivierung.—Biol. Plant.7: 169–179, 1965.
Plhák, F., Vicherková, M., Minář, J.: Vztah mezi ječmenem a ovsem při společném růstu ve směsi. [Interaction between barley and oat by their cultivation in mixture.]—Rostlinná výroba6: 657–668, 1965.
Roberts, D. W. A.: Some effects of ethylene on germinating wheat.—Can. J. Bot.29: 10–25, 1951.
Vančura, V.: Root exudates of plants. I. Analysis of root exudates of barley and wheat in their initial phases of growth.—Plant and Soil21: 231–248, 1964.
Цедик-Томашевич, З. Ф.: Результаты опытов с межвидовыми смесями зерновых культур. —Агробиология(1): 109–121, 1951. [Tsedik-Tomashevich, Z. F.: Results of experiments with interspecific mixtures of cereal cultures.]
Холодный, Н. Г.: Почвенная атмосфера как источник органических питательных веществ для ратений.—Почвоведение1: 16–29, 1951. [Kholodny, N. G.: Soil atmosphere as a source of the organic nutritious materials for plants.]
Поруцкий, Г. В., Лучко, А. С., Матковский, К. И.: О содержании этиленовых углеводородов в летущих выделениях растений.—Физиология растений9: 482–485, 1962. [Porutsky, G. V., Luchko, A. S., Matkovsky, K. I.: Ethylene hydrocarbon content in volatile excretions from plants.]
Самцевич, С. А.: Активные быделения корней растений и их значение.—Физиология. растений12: 837–846, 1965. [Samtsevich, S. A.: Active excretions of plant roots and their importance.]
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Address: Kotlářská 2, Brno, Czechoslovakia.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Plhák, F., Urbánková, V. Study of the effect of volatile substances from cereal roots. Biol Plant 11, 226–235 (1969). https://doi.org/10.1007/BF02920801
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02920801