Cadmium ions as inhibitore of tobacco mosaic virus

Souhrn

Účinek kademnatých iontů na reprodukci viru tabákové mosaiky byl studován na rostlinách tabáku (N. tabacum Samsun), které byly pěstovány ve skleníku v kořenáčích. Pokusné rostliny byly zalévány roztokem síranu kademnatého o koncentraci 4 mg Cd²+/1 ml v různých dávkách. U každé rostliny byl očkován jeden list Al-kmenem VTM. Optimální dávka kademnatých iontů, která nemá žádný škodlivý vliv na pokusné rostliny, je dávka 160 mg Cd²+na jednu rostlinu aplikovaná ve dvou zálivkách, a to těsné před inokulací a třetí den po inokulaci. Reprodukce VTM je inhibována ze 70% podle testu naN. glutinosa a hypersensitivním hybridu. Inhibiční účinnost kademnatých iontů značně poklesne při zálivce roztokem kademnatých iontů 24 hodiny před inokulací. Z rozdílů v průběhu primární infekce, sledované jodovou zkouškou, jsou nápadné zvláště tyto skutečnosti: u pokusných rostlin se ztrácí škrob z infikovaných listů pomaleji, vývoj chlorotických skvrn je zbrzděn a jejich ohraničení a struktura nejsou ostré. Vyšší dávky kadmia (kolem 300 mg na jednu rostlinu) vyvolávají na některých listech mladých rostlin tabáku (N. tabacum Samsun) skvrny, které připomínají nekrotické lese na listechN. glutinosa po infekci VTM. Předběžně bylo zjištěno, že kademnaté ionty vyvolávají poruchy v metabolismu fosforu. V diskusi je vyslovena domněnka, že inhibiční účinek kademnatých iontů na reprodukci VTM může spočívat, analogicky k představě vytvořené v živočišné fysiologii, v interakci iontů zinku a kadmia v metabolismu nukleoproteinů.

Summary

• 1. While studying the inhibitory effects of cadmium ions on the reproduction of tobacco mosaic virus in vivo it was found that a dose of 160 mg. Cd²⁺ applied in two waterings to one plant (immediately before inoculation and the third day following inoculation) produced an average 70% inhibition, without in any way injuring the plants themselves.

• 2. The inhibitory effect of cadmium ions decreased considerably when the plants were watered with a cadmium ion solution 24 hours before inoculation.

• 3. The differences in the course of primary infection, as followed by means of iodine tests, were particularly apparent in the following respects: starch is lost from the infected leaves of the experimental plants more slowly, the development of chlorotic spots is slowed down and their delimitation and structure are not so sharp.

• 4. On some leaves of young tobacco plants (N. tabacum Samsun) larger doses of cadmium produce spots, which resemble the necrotic lesions on leaves ofN. glutinosa following infection with TMV.

• 5. Preliminary determination indicates that cadmium ions cause a disturbance of phosphorus metabolism.

• 6. In the discussion it is suggested that the inhibitory effect of cadmium ions on the reproduction of TMV may, analogically to the conception existing in animal physiology, be connected with the interaction of zinc and cadmium ions in nucleoprotein metabolism.

Резыме

лзучалось действие ионов кадмия на репродукпию вируса табачной мозаики на табаке (Nicotiana tabacum Samsun), выращиваемом в горшках в оранжерее. Подопытные растения поливались раствором сульϕата кадмия концентрации 4 мг Cd²⁺/1 мл в разных дозах. У каждого растения инокуирован один лист Al штаммом BTM. Оптимальной дозой ионов кадмия, не имеющей отрицатетельное влияние на подопытные растения, является доза 160 мг Cd²⁺ на одно растение, примененная в двух поливах, как раз перед инокуляцией и на третий день после инокуляции. Репродукция BTM ингибирована из 70% по результатам теста неN. glutinosa и гиперсенситивном гибриде. лнгибирующее действие ионов кадмия значительно понижается в случае поливки раствором кадмия 24 часа до инокуляции. лз различий хода первичной инϕекции, изучаемых при помощи йодного теста, особенно знаменательны следующие ϕакты: подопые растения теряют из зараженных дистьев крахмал медленнее, развитие хлоротических пятен заторможено и структуры не резкие. Завышенные дозы кадмия (около 300 мг на одно растение) вызывают на некотрых молодых растениях табака (N. tabacum Samsun) пятна, напоминающие некротические пятна на листьяхN. glutinosa после заражения BTM. B качестве предварительных данных установлено, что ионы кадмия вызывают нарушения в метаболизме ϕосϕора. В дискуссии сϕормулирована гипотеза, что ингибирующее действие ионов кадмия на репродукцию BTM может базироваться — по аналогии с представлениями в ϕизиологии животных — на взаимодействии ионов кадмия и цинка в метаболизме нуклеопротеинов.