Abstract
The action of zinc on the growth of barley and the biosynthesis of indol compounds and gibberellin-like substances was investigated in a number of concentrations of zinc from doses stimulating growth to toxic doses. The seeds were soaked before sowing in solutions of zinc sulphate (5.10−5 to 5.10−1% Zn), and the plants cultivated for 7 days in water. Lower concentrations of zinc increased both plant growth and the biosynthesis of tryptophan and auxins. At the optimum concentration of 5.10−3% Zn this increase in tryptophan amounted to 241% of the variant without zinc; in substances with an RF corresponding to indolyacetic acid, the increase determined by the biological test, was 207% as against the variant without zinc. Higher concentrations of zinc inhibited growth, the tryptophan content was decreased to below that of the control without zinc and the auxin content also fell to below the control values. Zinc also influenced the content of gibberellin-like substances in the plants. At a concentration of 5.10−3% Zn the increase in the growth activity in the gibberellic acid area of the chromatogram was 294% of the variant without zinc. At toxic concentrations of zinc, the content of gibberellin-like substances fell to below that of the controls. The finding that zinc acts simultaneously on the biosynthesis of auxins and gibberellins is also evidence for the common action of growth substances of various chemical types on plant growth.
Abstract
Vliv zinku na růst ječmene a biosyntézu indolových látek a giberelinům podobných látek byl sledován v řadě koncentrací zinku od dávek stimulačně na růst působících až po dávky toxické. Obilky byly máčeny před vysázením v roztocích síranu zinečnatého (5. 10−5 až 5.10−1% Zn), rostliny byly pěstovány po 7 dnů ve vodě. U nižších koncentrací zinku zvýšil se jak růst rostlin, tak i biosyntéza tryptofanu a auxinů. Při optimální koncentraci 5.10−3% Zn činil tento vzrůst u tryptofanu 241% varianty bez zinku, u látky stanovené biologickým testem a odpovídajícím svým RF kyselině indolyloctové 207% varianty bez zinku. Vyššími koncentracemi zinku byl růst brzděn, obsah tryptofanu se snížil až pod hodnotu kontroly bez zinku, rovněž i obsah auxinů poklesl pod hodnotu kontroly. Zinek ovlivnil též obsah giberelinům podobných látek v rostlinách. Tak u 5.10−3% Zn činilo zvýšení růstové aktivity v oblasti kyseliny giberelové na chromatogramech 294% varianty bez zinku. Při toxické koncentraci zinku obsah giberelinům podobných látek opět klesal až pod hladinu kontroly. Zjištění, že zinek působí současně na biosyntézu auxinů a giberelinů, je rovněž dokladem o spolupůsobení růstových látek různých chemických typů při růstu rostlin.
Abstract
Влияние цинка на рост ячменя и на биосинтез индольных и гиббереллиновых вешеств исследовалось в ряду концснтраций цинка от доз со стимуляционным до доз с токсическим действием. Семена намачивались перед посевом в растворах сернокислого цинка (5. 10−5 до 5. 10−1% пинка), растения вырашивались 7 дней в воде, на фильтровальной бумаге. При низких концентрациях цинка новысился рост растений и биосинтез тринтофана и ауксинов. Нри онтимальной концснтрации цинка −5.10−3%— новьшение составляло 241% варианта без цинка, 207% варианта без цинка у вещества определепного биотестом и соответствующего по RF ИУК. Более высокими кондентрациями цинка тормозился рост, нонизилось содержание триптофана ниже значения контроля без цинка, содержание ауксинов также понизилось ниже значения контрольных растений. Цинк повлиял также и на содержание гибберелловых веществ в растениях. Так при 5. 10−3% цинка повышение ростовой активности в области гибберелловой кислоты на хроматограмме составило 294% варианта без цинка. При токсической концентрации цинка содержание гибберелловых веществ опять снизилось под значение контроля. Данные о действии цинка одновременно на биосинтез ауксинов и гиббереллинов свидетельствует о взаимодействии ростовых веществ различного типа в регуляции роста растений.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Similar content being viewed by others
References
Brian, P. W., Hemming, H. G.: A relation between the effects of gibberellic acid and indolylacetic acid on plant cell extension.—Nature179: 417, 1957.
Dancer, J.: Synergistic Effect of Zinc and Gibberellin.—Nature183: 901–902, 1959.
Dostál, R.: O vlivu oligobiogenních prvků na růst semenáčků bramboru ve vodních kulturách [The effect of oligobiogenic elements on the growth of potato seeds in water cultures].— Sborník Čs. akad. zem. věd19: 32–39, 1946.
Frankland, B., Wareing, P. F.: Effect of gibberellic acid on hypocotyl growth of lettuce seedlings.—Nature185: 255–256, 1961.
Galston, A. W., McCune, D. C.: An Analysis of gibberellin-auxin interaction and its possible metabolic basis.—In: Plant Growth Regulation.—Fourth International Conference on Plant Growth Regulation. Iowa State Univ. Press, p. 611–625, Ames 1961.
Glass, E.: Untersuchungen über die Einwirkung von Schwermetallsalzen auf die Wurzelspitzenmitose vonVicia faba.—Z. Botan.43: 359–403, 1955.
Halévy, A. H.: Interaction of growth-retarding compounds and gibberellin on indole acetic oxidase and peroxidase of cucumber seedlings.—Plant Physiol.38: 731–737, 1963.
Jones, D. F., MacMillan, J., Radley, M.: Plant Hormones—III. Identification of gibberellic acid in immature barley and immature grass.—Phytochemistry2: 307–314, 1963.
Kefford, N. P.: Auxin-gibberellin interaction in rice coleoptile elongation.—Plant Physiol.37: 380–386, 1962.
Koštíř, J., Valenta, M.: Stanovení derivátů indolu v přirozeném materiálu V. Fluorimetrie volného tryptofanu Koštířovým činidlem [The Determination of indole derivatives in natural substrates V. Fluorimetry of free tryptophan by theKoštíř Reagent].—Rostlinná Výroba36: 981–983, 1963.
Krekule, J., Teltscherová, L.: Über den Gehalt an auxin- und gibberellinähnlichen Stoffen bei jarowisierten und nicht jarowisierten Embryonen von Sommer- und Winterweizen.— Biol. Plant.5: 252–257, 1963.
Kuraishi, S., Muir, E.: Increase in diffusible auxin after treatment with gibberellin.—Science137: 760–761, 1962.
Loos, W.: Wirkungen des Gibberellins in Kombination mit anderen Stoffen.—Fyton20: 65–72, 1963.
Moutschen-Dahmen, J., Moutschen-Dahmen, M.: Interactions ioniques dans les effets radiomimetiques du méthane sulfonate d'éthyl (EMS) sur les chromosomes deVicia faba.— Radiation Bot.3: 297–310, 1963.
Nason, A.: Effect of zine deficiency on the synthesis of tryptophan byNeurospora extracts.— Science112: 111–112, 1950.
Nason, A., Kaplan, N. O., Colowick, S. P.: Changes in enzymatic constitution in zinc deficientNeurospora.—J. Biol. Chem.188: 397–406, 1951.
Nitsch, J. P., Nitsch, C.: Studies on the growth of coleoptiles and first internode sections. A new, sensitive straight-growth test for auxins.—Plant Physiol.31: 94–111, 1956.
Pleticha, R.: Die Anwendung von Nitrotriessigsäure (Komplexon I.) bei der polarographischen Bestimmung von Spurenelementen in Pflanzenasche.—Die Pharmazie12: 131–135, 1957.
Shkolnik, M. J., Kosicyn, A. V., Paribok, T. A., Davydova, V. N.: The physiological role of zinc in plants.—X. International Congress of Botany, p. 468, Edinburgh 1964.
Skoog, F.: Relationships between zinc and auxin in the growth of higher plants.—Amer. J. Bot.27: 939–951, 1940.
Thimann, K. V.: Plant growth substances; past, present and future.—Ann. Rev. Plant Physiol.14: 1–18, 1963.
Tsui, C.: The role of zinc in auxin synthesis in the tomato plant.—Amer. J. Bot.35: 172–178, 1948.
Грешучников, А. И., Кирюхин, В. П., Серебреников, В. Л., Тектониди, И. П.: Некоторые физиолого-биохимические изменения в картофеле при обработке клубней гиббереллином.—[Greshuchnikov, A. I., Kirukhin, V. P., Serebrenikov, V. L., Tektonidi, I. P.: Some physiological and biochemical changes in potato tubers after their treatment with gibberellin].—Fiziol. Rast.11: 620–629, 1964.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Ke dvoru 15-16, Praha-Vokovice
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Mašev, N., Kutáček, M. The effect of zinc on the biosynthesis of tryptophan, andol auxins and gibberellins in barley. Biol Plant 8, 142–151 (1966). https://doi.org/10.1007/BF02930623
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02930623