Abtract
Application of 1 ppm zeatin raises the respiration rate (measured by the Warburg method) of leaf mesophyll protoplasts ofPetunia hybrida by about 50% after 4 h; afterwards there is a rapid decrease. While the rate of respiration in the controls rises after 5 to 6 h, 1 ppm zeatin has a strong inhibitory effect. When the protoplasts are incubated with 0.1 ppm zeatin the rise in the rate is much slower, and after 7 h the rate is 30% higher than in the controls. Abscisic acid (10 ppm) decreases the respiration rate so that after 5 h it is less than half that of the controls. Later on there is a rise as in the controls, perhaps caused by senescence promoting effects of abscisic acid. The photosynthetic rate of the mesophyll protoplasts measured by14CO2 fixation decreases with increasing age of the preparation. The protoplasts previously incubated with zeatin for 1 to 3 h show an increase in photosynthesis: with 0.1 ppm zeatin the14C-fixation rate is higher the longer the hormone could operate. With 1 ppm zeatin we get a typical optimum curve similar to that for respiration. These optimum curves indicate the inhibitory effect of high concentrations of zeatin on respiration and photosynthesis.
Abstract
Aplikací 1 ppm zeatinu se zvýší rychlost dýchání (měřeno Warburgovou metodou) protoplastů z mesofylu listůPetunia hybrida po 4 h asi o 50%; pak následuje prudký pokles. Zatímeo rychlost dýchání u kontrolních rostlin stoupá po 5 až 6 h, 1 ppm zeatinu má silný inhibiční účinek. Při dýchání u kontrolních rostlin stoupá po 5 až 6 h, 1 ppm zeatinu má silný inhibiční účinek. Při použití 0.1 ppm zeatinu je vzestup rychlosti, dýchání mnohem pomalejší a po 7 h je o 30% vyšší než u kontrolních rostlin. Kyselina abscisová (10 ppm) snižuje rychlost dýchání tak, že po 5 h je rychlost dýchání o polovinu nižší než v kontrolní variantě. Později následuje vzestup, způsobený patrně vlivem kyseliny abscisové podporující stárnutí. Rychlost fotosynthesy protoplastů mesofylu měřená pomocí fixace14CO2 klesá se stárnutím preparátu. Protoplasty vystavené působení zeatinu během 1 až 3 h ukazovaly zvýšení rychlosti fotosynthesy. Při aplikaci 0.1 ppm zeatinu rychlost fixace14CO2 je tím větší, čím déle mohl hormon působit. Při aplikaci 1 ppm zeatinu byla získána typická optimální křivka podobná křivce pro dýchání. Tyto optimální křivky prokazují inhibiční účinek zeatinu na dýchání a fotosynthesu.
Similar content being viewed by others
Literatur
Addicott, F. T., Lyon, J. L.: Physiology of abscisic acid and related substances—Annu. Rev. Plant Physiol.20: 139–164, 1969.
Babadzhanova, M. A., Khaitova, L. T., Nasyrov, Y. S.: [Effect of kinetin on the fixation of carbon-14-dioxide by cellfree preparations ofArabidopsis thaliana.] Russ.—Dokl. Akad. Nauk. Tadzh. SSR14: 62–64, 1971.
Bayer, M. H.: Response ofNicotiana mesophyll protoplasts, of normal and tumorous origin to indoleacetic acidin vitro—Plant Physiol.51: 898–901, 1973.
Feierabend, J.: Der Einfluß von Cytokininen auf die Bildung von Photosyntheseenzymen in Roggenkeimlingen.—Planta84: 11–29, 1969.
Feierabend, J.: Characterization of cytokinin action on enzyme formation during the development of the photosynthetic apparatus in rye seedlings. Enzymes of the reductive and oxidative pentose phosphate cyclus.—Planta94: 1–15, 1970.
Gregory, D. W., Cocking, E. C.: Studies on isolated protoplasts and vacuoles. II The action of growth substances.—J. exp. Bot.17: 68–77, 1966.
Hoffmann, F.: Die Aufnahme doppelt-markierter DNS in isolierte Protoplasten vonPetunia hybrida.—Z. Pflanzenphysiol.69: 249–261, 1973.
Hoffmann, E., Kull, U., Potrykus, I.: Manometrische Atmungsmessungen an Protoplasten vonPetunia.—Biol. Plant.16: 00–00, 1975.
Iordanov, I., Popov, K.: [The effect of kinetin on the photosynthetic activity and metabolism of the chlorophyll-protein complex in leaves of different physiological states.]—Dokl. bolg. Akad. Nauk19: 1207–1210, 1966.
Kanai, R., Edwards, G. E.: Separation of mesophyll protoplasts and bundle sheath cells from maize leaves for photosynthetic studies.—Plant Physiol.51: 1133–1137, 1973.
Kull, U.: Wirkungen von Wuchsstoffen auf Speicherung und Stoffwechsel in vegetativen Pflanzenteilen.—Bot. Studien (Jena)19, 1972.
Kull, U., Büxenstein, R.: Effect of cytokinins on the lipid fatty acids of leaves.—Phytochemistry13: 39–44, 1974.
Kull, U., Unger, M.: Wirkungen von Abscisinsäure auf den Kohlenhydrat- und Fettsäurehaushalt vonColeus blumei.—Z. Pflanzenphysiol.72: 135–140, 1974.
Mailänder, Chr., Kull, U.: Einfluß von Zeatin auf die Atmung grüner Blätter.—Naturwissenschaften60: 479, 1973.
Meidner, H.: The effect of kinetin on stomatal opening and the rate of intake of carbon dioxide in mature primary leaves of barley.—J. exp. Bot.18: 556–561, 1967.
Neumann, K. H., Raafat, A.: Further studies on the photosynthesis of carrot tissue cultures.— Plant Physiol.51: 685–690, 1973.
Newman, D. W., Rowell, B. W., Byrd, K.: Lipid transformations in greening and senescing leaf tissue.—Plant Physiol51: 229–233, 1973.
Penot, M., Hourmant, A.: Variations de la perméabilité cellulaire an32P chez des disques de feuilles, sous l'action de la kinétine.—Compt. rend. Acad. Sci. (Paris.) Sér. D269: 1046–1409, 1969.
Potrykus, I., Durands, J.: Callus formation from single protoplasts ofPetunia.—Nature new Biol237: 286–287, 1972.
Power J. B., Cocking, E. C.: Isolation of leaf protoplasts: macromolecule uptake and growth substance response.—J. exp. Bot.21: 64–70, 1970.
Rogozinska, J. M., Helgeson, J. P., Skoog, F.: Tests for kinetin-like growth promoting activities of triacanthine and its isomer 6-(γ-γ′-dimethylallylamino)-purine.—Physiol. Plant.17: 165 to 176, 1964.
Schmitz, R. Y., Skoog, F., Playtis, A. J., Leonard, N. J.: Cytokinins, synthesis and biological activity of geometric and position isomers of zeatin.—Plant Physiol.50: 702–705, 1972.
Treharne, K. J., Stoddart, J. L., Pughe, J., Paranjothy, K., Wareing, P. F.: Effects of gibberellin and cytokinins on the activity of photosynthetic enzymes and plastid ribosomal RNA synthesis inPhaseolus vulgaris.—Nature228: 129–131, 1970.
Wegmann, K., Mühlbach, H. P.: Photosynthetic CO2 incorporation by isolated leaf cell protoplasts.— Biochim. biophys. Acta314: 79–82, 1973.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Kull, U., Hoffmann, F. Einfluß von Zeatin auf Atmung und Photosynthese der Mesophyll-Protoplasten vonPetunia . Biol Plant 17, 31–37 (1975). https://doi.org/10.1007/BF02921070
Received:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02921070