Skip to main content
SpringerLink
Log in

The physiological activity of volatile substances of plants in air and water media

Fyziologická aktivita volatilních látek rostlin ve vzdušném a vodním prostředí

  • Published:
Biologia Plantarum

Abstract

Physiological effects of volatile substances released by the overground as well as by the underground organs of higher plants were studied. The activity of the volatile substances was tested both when these substances were allowed to act directly in the air and when they were dissolved in water in the form of solutions. Plants which do not contain essential oils or which are not rich in them as well as those abounding in essential oils and other volatiles were used in the experiments. The physiological activity of the volatile substances was tested on rye seedlings.

The overground as well as underground mature organs of the tested plants were found to release volatile substances causing, when acting directly, in the majority of cases an inhibition of the growth in length and of the formation of dry matter in rye seedlings. A pronounced inhibition of the growth of rye seedlings was brought about especially by the volatile substances of “aromatic” plants such as common dill, wild thyme, yarrow milfoil, garden thyme, marjoram, etc. The volatile substances released by the organs of “non-aromatic” plants like sugar-beet, common sunflower, quackgrass, etc., were found to bring about a significant inhibition of the growth of rye seedlings, too.

The volatile substances released by the plant organs were found to be altogether absorbable in water and physiologically active also in the form of water solutions. With the exception of volatile substances from hemp and quackgrass leaves, which brought about a mild stimulation of the dry matter formation in rye seedlings, inhibitory effects of these solutions were found to prevail in all cases. Most effective were the solutions of the volatiles from some of the “aromatic plants”.

An assay for olefines in the atmosphere of the experimental vessels demonstrated that in almost all cases ethylene is being released by the plant organs.

Abstract

V práci byl studován fyziologický účinek volatilních látek uvolňovaných nadzemními i podzemními orgány vyšších rostlin. Účinnost volatilních látek byla testována při přímém účinku přes vzduch a po jejich rozpuštění ve vodě ve formě roztoku. K pokusům byly vybrány jednak rostliny, které neobsahují nebo nejsou bohaté na éterické oleje, a jednak rostliny bohaté na éterické oleje nebo jiné prchavé látky. Fyziologická účinnost volatilních látek byla testována na klíčních rostlinkách žita.

Nadzemní i podzemní vzrostlé orgány testovaných rostlin uvolňovaly volatilní látky, které působily při přímém účinku v převážné většině inhibici růstu do délky a inhibici tvorby sušiny klíčních rostlin žita. Výraznou inhibici růstu klíčních rostlin žita vyvolávaly zejména volatilní látky, aromatických` rostlin, jako jsou kopr, mateřídouška, řebříček, dymián, majoránka ap. Volatilní látky uvolňované orgány ‘nearomatických’ rostlin, jako jsou cukrovka, slunečnice, pýr ap., působily rovněž průkazně inhibičně na růst klíčních rostlin žita.

Volatilní látky uvolňované rostlinnými orgány byly vesměs jímatelné ve vodě a byly fyziologicky účinné i ve formě vodných roztoků. S výjimkou volatilních látek listů konopí a listů pýru plazivého, které působily mírnou stimulaci tvorby sušiny klíčních rostlin žita, působily ve všech ostatních případech inhibičně. Nejintenzívněji působily roztoky volatilních látek některých ‘aromatický’ rostlin.

Analýza ovzduší pokusných nádob na přítomnost olefinů potvrdila téměř ve všech případech uvolňování etylénu rostlinnými orgány.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  • Biale, J. B., Young, R. E., Olmstead, A. J.: Fruit respiration and ethylene production.— Plant Physiol.29: 168–174, 1954.

    Article  PubMed Central  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Burg, S. P.: The physiology of ethylene formation.—Ann. Rev. Plant Physiol.13: 265–302, 1962.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Burg, S. P.: Ethylene, plant senescence and abscission.—Plant Physiol.43: 1503–1511, 1968.

    Article  PubMed Central  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Burg, S. P., Burg, E. A.: Inhibition of polar auxin transport by ethylene.—Plant Physiol.42: 1224–1228, 1967.

    Article  PubMed Central  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Evenari, M.: Germination inhibitors.—Bot. Rev.15: 153–194, 1949.

    Article  Google Scholar 

  • Fuchs, Y.: Ethylene production by citrus fruit peel. Stimulation by phenol derivatives.—Plant Physiol.45: 533–534, 1970.

    Article  PubMed Central  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Gibson, M. S., Crane, F. L.: Paper chromatography method for identification of ethylene.— Plant Physiol.38: 729–730, 1963.

    Article  PubMed Central  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Grodzinskij, A. M.: Allelopatija v žizni rastěnij i ich soobščestv. [Allelopathy in the life of plants and of their cenoses.]—Kijev, 1965.

  • Hefendehl, F. W.: Leichtflüchtige Terpene und Terpengemische (ätherische Öle) als Träger allelopathischer Wirkungen. Einfluss auf das Wurzelwachstum vonLepidium sativum L.— Flora156: 20–32, 1965.

    Google Scholar 

  • Heller, A.: Über die Wirkung ätherischer Öle und einiger verwandter Körper auf die Pflanze. —Flora93: 1–31, 1904.

    Google Scholar 

  • Holm, R. E., O'Brien, T. J., Key, J. L., Cherry, J. H.: The influence of auxin and ethylene on chromatin-directed ribonucleic acid synthesis in soybean hypocotyl.—Plant Physiol.45: 41–45, 1970.

    Article  PubMed Central  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Höhn, K., Elfert, A.: Die Wirkung ätherischer Öle auf Transpiration, Gutation und Wachstum von Hafer.—Beitr. Biol. Pfl.33: 1–16, 1957.

    Google Scholar 

  • Chadwick, A. V., Burg, S. P.: Regulation of root growth by auxin-ethylene interaction.—Plant Physiol.45: 192–200, 1970.

    Article  PubMed Central  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Klosa, J.: Über einige die Keimung von Samen und das Wachstum von Bakterien hemmenden Substanzen aus Vegetabilien.—Pharmazie3: 410–413, 1948.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Krassinsky, N., Andrejeva, E. D.: Über die Wirkung des Äthylens und des Acetylens auf die Bildung der Wurzeln.—Gartenbauwiss.9: 479–488, 1935.

    Google Scholar 

  • Laštůvka, Z.: Vliv účinných látek z pýru plazivého na anatomii klíčních rostlinek pšenice. [Effect of active substances from couch grass on anatomy of germinatin wheat seedlings.]—Publ. Fac. Sci. Univ. J. E. Purkyně, Brno426: 373–392, 1961.

    Google Scholar 

  • Meight, D. F.: Nature of the olefines produced by apples.—Nature184: 1072–1073, 1959.

    Article  Google Scholar 

  • Minář, J.: Vliv účinných látek z pýru plazivého na klíčení pšenice a žita ve vztahu k některým půdním houbám. [The effect of active substances from couch grass on germination of wheat and rye in corelation to some soil fungi.]—Publ. Fac. Sci. Univ. J. E. Purkyně, Brno436: 349–362, 1961.

    Google Scholar 

  • Molisch, H.: Der Einfluss einer Pflanze auf die andere. Allelopathie.—Jena, 1937.

  • Muller, C. H.: Inhibitory terpenes volatilized fromSalvia shrubs.—Bull. Torrey bot. Club92: 38–45, 1965.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Muller, C. H.: The role of chemical inhibition (allelopathy) in vegetational composition.— Bull. Torrey bot. Club93: 332–351, 1966.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Muller, C. H., Moral, R.: Soil toxicity induced by terpenes fromSalvia leucophylla—Bull. Torrey bot. Club.93: 130–137, 1966.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Muller, C. H., Muller, W. H., Haines, B. L.: Volatile growth inhibitors produced by aromatic shrubs.—Science143: 471–473, 1964.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Němec, A., Straňák, F.: Contribution à l'étude de l'influence toxique des terpènes à l'égard de quelques végétaux supérieurs.—Rev. gén. Bot.32: 241–246, 1920.

    Google Scholar 

  • Plhák, F.: Respirační metabolismus rostlin cukrovky při společném růstu s pýrem. [Respiratory metabolism of sugar beet plants by common growth with couch grass.]— Folia Fac. Sci. Univ. Purkynianae BrunensisVI, (7), Brno 1965.

  • Plhák, F., Urbánková, V.: Study of the effect of volatile substances from cereal roots.—Biol. Plant.11: 226–235, 1969.

    Article  Google Scholar 

  • Poruckij, G. V., Lučko, A. S., Matkovskij, K. I.: O soděržanii etilenovych uglevodorodov v letuščich vydělenijach rastěnij. [Ethylene hydrocarbon content in volatile excretions from plants.]—Fiziol. Rast.9: 482–485, 1962.

    Google Scholar 

  • Pratt, H. K.: Direct chemical proof of ethylene production by detached leaves.—Plant Physiol.29: 16–18, 1954.

    Article  PubMed Central  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Pratt, H. K., Biale, J. B.: Relation of the production of an active emanation to respiration in the avocado fruit.—Plant Physiol.19: 519–528, 1944.

    Article  PubMed Central  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Sanadze, G. A.: Vydělenije rastěnijami letučich organičeskich veščestv. [Liberation of volatile organical substances from plants.]—Izd-vo AN Gruz. SSR, Tbilisi, 1961.

    Google Scholar 

  • Sanadze, G. A.: Ob uslovijach vydělenija diena C5H8 (izoprena) iz listjev. [On the conditions of liberation of diene C5H8 (isoprene) from leaves.]—Fiziol. Rast.11: 49–52, 1964.

    CAS  Google Scholar 

  • Sanadze, G. A., Kursanov, A. L.: O někotorych uslovijach vydělenija diena C5H8 iz listjev topolja. [On some conditions of liberation of diene C5H8 from poplar leaves.]—Fiziol. Rast.13: 201–207, 1966.

    CAS  Google Scholar 

  • Scott, P. C., Leopold, A. C.: Opposing effects of gibberellin and ethylene.—Plant Physiol.42: 1021–1022, 1967.

    Article  PubMed Central  CAS  PubMed  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Department of Plant Physiology, Faculty of Science, J. E. Purkyně University, Brno

    F. Plhák

Authors
  1. F. Plhák
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Additional information

Address: Kotlářská 2, Brno, Czechoslovakia.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Plhák, F. The physiological activity of volatile substances of plants in air and water media. Biol Plant 13, 165–173 (1971). https://doi.org/10.1007/BF02933632

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02933632

Keywords

Search

Navigation