Interactions of photo- and geotropism with periodical oscillations of growing pea root (Pisum sativum L.)

Abstract

Oscillation movements of primary roots of pea seedlings were investigated after low- and high-energy irradiation (10⁻² and 10⁶ W m⁻²) which was applied continuously and in pulses at intervals of 3 and 30 min. Oscillation amplitudes of control roots grown in darkness were lower (1 mm) than those of irradiated ones recorded in our previous experiments. The elongation rate of roots grown under scattered and low-energy irradiation as well as their mean oscillation amplitude (2.6 mm) and frequency (8 h) correspond to the standard values recorded in previous experiments. The same effects on root growth and oscillations had scattered electronic flash irradiation.

Side-irradiation did not influence the oscillation movements of growing roots. Their frequency and oscillation amplitudes were not changed. Their longitudal axis was, however, deflected 2.75° from the vertical one due to the negative phototropic response of the root.

The growth oscillations may be, according to present results, interpreted as consequences of tropic growth controlling system. External factors, like irradiation, may influence oscillation parameters,i.e. their amplitudes and after application of side-irradiation also the direction of longitudinal axis of oscillation spirals. The resultant trajectory is composed from movements which resulted from geotropic and phototropic responses of the roots.

Abstract

Sledovaljsem parametry oscilačních pohybů klíčního kořene hrachu po ozáření nízko-a vysokoenergetickými zdroji (10¹ a 10⁷ erg/cm²/sec⁻¹) permanentně a přerušovaně světelkými pulsy o frekvekci 1 obr./3 min. a 1 obr./30 min. synchronně s filmovým snímáním (obr. 1–6). Pro srovnání byl sledován růst a oscilace kořenů kultivovaných po tmě; i za těchto podmínek kořeny oscilují, ale velikost oscilačních amplitud je v průměru menší (1 mm) než jak zjištěno dříve u kořenů standardně osvětlovaných (Spurný 1966).

Při osvětlení nízkoenergetickým nesměrovaným zdrojem se kořeny dlouží standardní rychlostí a velikosti oscilačních amplitud (v průměru 2,6 mm) stejně jako jejich frekvence (8 hod.) odpovídají standardu dříve zjištěnému. Ozařování elektronickými nesměrovanými záblesky má v podstatě tytéž účinky jako osvětlení nízkoenergetickým zdrojem, tj. parametry růstu kořene i oscilací jsou v průměru tytéž.

Jedkostranně směrované ozáření všech užitých variant neovlivňuje v podstatě oscilační pohyby rostoucích kořenů. Jejich frekvence i amplitudy jsou nezměněny, ale jejich podélná osa ve směru dloužení je odkloněna od vertikály v průměru o 27,5° dík negativně fototropické reakci kořene (obr. 2, 2A, 3, 3A, 5, 5A, 6, 6A).

Výsledky získané v této práci dokládají, že růstové oscilace klíčního kořene hrachu lze interpretovat jako logický důsledek systému řízení tropického růstu. Vnější faktory jako ozáření mohou ovlivnit parametry oscilací, tj. jejich amplitudy a po aplikaci jednostranně směrovaného ozáření i směr podélné osy oscilačních spirál. Výslednou trajektorii lze pak interpretovat jako složenou jednak z pohybů vyplývajících z geokontrolního mechanizmu a pak z pohybů vyvolaných energetickým receptorem-fytochromem po ozáření.