Skip to main content
SpringerLink
Log in

The action of 1-alkyl-1-nitrosoureas and 1-alkyl-3-nitro-1-nitrosoguanidines on the M1 generation of barley andArabidopsis thaliana (L.) heynh.

Vliv 1-alkyl-1-nitrosomočovin a 1-alkyl-3-nitro-1-nitrosoguanidinů na M1 generaci ječmene aArabidopsis thaliana (L) HEYNII.

Действие 1-алкил-1-нитр озомочевин и 1-алкил-1-н итрозогуанидиновна M1 генерацию ячмена и Arabidopsis thaliana (L) HEYNH

  • Published:
Biologia Plantarum

Abstract

The activity of 1-methyl-1-nitrosourea (MNH), 1-ethyl-1-nitrosourea (ENH), 1-methyl-3-nitro-1-nitrosoguanidine (MNG) and 1-ethyl-3-nitro-1-nitrosoguanidine (ENG) was tested on seeds of barley andArabidopsis. The activity of nitrosoamides tested was expressed by the germination and M1 seedling height reduction of barley and M1 root length reduction ofArabidopsis.

  1. 1)

    After the action of both nitrosoureas (MNH and ENH) the germination of barley is at the same level as that of controls, even at concentrations, leading to a maximal reduction in the height of seedlings. After the action of both nitrosoguanidines (MNG and ENG) germination decreases in parallel with the decreasing seedling height. InArabidopsis no such differences in the relation germination to root length reduction were observed after nitrosoureas and nitrosoguanidines treatment. The differences in the M1 generation of barley andArabidopsis after nitrosoguanidines treatment may be the reason for the non-mutagenic action of MNG and ENG in barley.

  2. 2)

    All 4 tested nitrosoamides are active between pH 3 and pH 6 and almost entirely ineffective at pH 7 and in basic solutions.

  3. 3)

    The effectiveness (in relation to M1 seedling height reduction) of the tested nitrosoamides with a methyl group (MNG and MNH) is higher than of the nitrosoamides with an ethyl group (ENG and ENH).

  4. 4)

    50% decomposition of aqueous solutions (at 25° C) of MNH and ENH takes about 60 hours, for MNG 120 hours and for ENG 420 hours.

  5. 5)

    Aeration during treatment or a period in the cold (5° C) after treatment improved the germination of MNG treated seeds. Sucrose, KNO3 and thiourea had no effect.

Abstract

Byla testována aktivita 1-methyl-1-nitrosomočoviny (MNH), 1-ethyl-1-nitrosomočovin (ENH), 1-methyl-3-nitro-1-nitrosoguanidinu (MNG) a 1-etyl-3-nitro-1-nitrosoguanidinu (ENG) po působení na semena ječmene aArabidopsis. Aktivita těchto nitrosoamidč byla vyjadřována klíčivostí a redukcí výšky semenáčků ječmene, respektive redukeí délky kořínkůArabidopsis.

  1. 1.

    Po působení obou nítrosomočovin (MNH a ENH) zůstala klíčivost ječmene na úrovni kontroly i u koncentrací, které způsobily maximální redukci výšky semenáčků. Po působení obou nitrosoguanidinů (MNG a ENG) se snižovala klíčivost ječmene paralelně se snižováním výšky semenácků. Podobné vztahy mezi kl íčivostí a redukcí růstu kořinku Arabidopsis nebyly zjištěny. Tyto rozdíly mezi chovánim M1 generace u ječmene a Arabidopsis po působení nitrosoguanidinů mohou být příčinou nemutagenního působení MNG a ENG u ječmene.

  2. 2.

    Efektivita (effectiveness) zkoušených nitrosoamidů ve vztahu redukci výşky semenácků u jeěmene byla většý u sloučenin s methylskupinou než s ethylskupinou.

  3. 3.

    Všechny čtyři zkoušené nitrosoamidy byly aktivní v roztocich pH od 3 do 6 a téměř zcela neúcinné v neutrálním a alkalickém pH.

  4. 4.

    5% rozklad sledovaných nitrosloučenin při 25° proběhne u MNH a ENH za 60 hodin, u MNG za 120 hod. a u ENG za 420 hod.

  5. 5.

    Provzdušuování roztoku MNG během působení nebo několikadenní perioda chladu (5 °C) po pùsobení této látky zlepšila klícivost semen ječmene. Bez vlivu na ni zůstalo působení sacharosy, KNO3 a thiomočoviny.

Abstract

Испытываласъ активность 1-метил-1-нитрозомочевины (MNH), 1-этил-1-нитрозо-мочевины (ENH), 1-метил-3-нитро-1-нитрозогуанидина (MNG) и 1-этил-3-нитро-1-нитрозогуанидина (ENG) после действия на семена ячмена и Arabidopsis. Активность нитрозамидов выражалась всхожестью и по снижению роста проростков ячменя, у Arabidopsis укорочением корней.

  1. 1.

    После действия обеих нитрозомочевин (MNH, ENH) всхожесть ячменя осталась на уровне контроля даже у концентраций, наиболее понижающих рост проростков. После воздействия обоих нитрозогуанидинов (MNG, ENG) всхожесть ячменя снижалась параллельно со снижением роста проростков. Сходные отношения между всхожестью и снижением роста корней у Arabidopsis не были установлены. Эти различия в по-ведении M1 генерации у ячменя и Arabidopsis могут быть причиной немутагенного действия MNG и ENG у ячменя.

  2. 2.

    Эффективность (effectiveness) испытанных нитрозоамидов по отношению к снижению роста проростков ячменя была более высокой у соединений с группой метиль-ной по сравнению с соединениями с этильной группой.

  3. 3.

    Все четыре испытанные нитрозоамида были активными в растворах с pH от 3 до 6 и почти неактивны в щелочных растворах.

  4. 4.

    50% разложение соединений происходит при 25 у MNH и ENH за 60 часов, у MNG за 120 часов и у ENG за 420 часов.

  5. 5.

    Аэрация раствора MNG при применении или охлажнение (5° С) в течение нескольких дней после воздействия повысили всхожесть семян ячменя. Сахароза, KNO3 и тиомочевина не повлияли на всхожесть.

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

  • Ehrenberg, L.,Gichneb, T.: On the mutagenic action of N-alkyl-N-nitrosoamides in barley. - (In press.)

  • Ehrenberg, L., Gustafsson, Å., Lundguist, U.: Viable mutations induced by ionizing radiations and chemical mutagens. - Hereditas47: 243–283, 1961.

    Article  Google Scholar 

  • Ehrenberg, L., Lundguist, U., Osterman, S., Sparrman B.: On the mutagenic action of alkanesulfonic esters in barley. - Hereditas56: 277–305 1966.

    CAS  Google Scholar 

  • Froese-Gertzen, E. E., Konzak, C. F., Foster, R., Nilan, R. A.: Correlation between some chemical and biological reactions of ethyl methanesulphonate. - Nature198: 447–448, 1963.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Froese-Gertzen, E. E., Konzak, C. F., Nilan, R. A., Heiner, R. E.: The effect of ethyl methanesulphonate on the growth response, chromosome structure and mutation rate in barley. - Rad. Botany4: 61–69, 1964.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Gaul, H.: Mutationen in der Pflanzenzüchtung I-IV. - Ztschr. f. Pflanzenzücht.50: 194–307, 1963.

    Google Scholar 

  • Garret, E. R., Goto, S., Stubbins, J. F.: Kinetics of solvolyses of various N-alkyl-N-nitrosoureas in neutral and alkaline solutions. - J. Pharmac. Sci.54: 119–121, 1965.

    Article  Google Scholar 

  • Gichner, T.: The mutagenic activity of nitrosoamides with methyl and ethyl groups. -Arabidopsis Res., Report Int. Symp. Göttingen, 200–206, 1965.

  • Gichner, T.: Relation of some M1 characters to the frequency of M2 mutants inArabidopsis thaliana. - Biol. Plant.8: 209–212, 1966.

    Google Scholar 

  • Gichner, T., Michaelis, A., Rieger, R.: Radiomimetic effects of 1-methyl-3-nitro-1-nitroso-guanidine inVicia faba. - Bioch. Biophys. Res. Com.11: 120–124, 1963.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Gichner, T., Velemínský, J.: The mutagenic activity of 1 -alkyl-1 -nitrosoureas and l-alkyl-3-nitro-1-nitrosoguanidines. - Mutation Res.4: 207–212, 1967.

    CAS  Google Scholar 

  • Heslot, H., Ferrary, R., Levy, R., Monard, C: Researches sur les substances mutagenes (halogeno-2 ethyle)amines, dereves oxygenes du sulfure bis (chloro-2-ethyle), esters sulfoniques et sulfaniques. - C. R. Acad. Sci. (Paris)248: 729–732, 1959.

    CAS  Google Scholar 

  • Jančík, F., Kakáč, B., Vaníček, V., Vrublovská, M.: Odměrné a polarografické stanovení N-nitroso-N-methylmočoviny a Studium její stálosti. [Measuring and polarographic detection of N-nitroso-N-methylurea and a study of its stability.] - Chem. Listy52: 909–914, 1958.

    Google Scholar 

  • Konzak, C. F., Nilan, R. A., Harle, J. R., Heiner, R. E.: Control of factors affecting the response of plants to mutagens. - Brookh. Symp. Biol.14: 128–157, 1961.

    CAS  Google Scholar 

  • Konzak, C. F., Nilan, R. A., Wagner, J., Foster, R. J.: Efficient chemical mutagenesis. FAO — IAEA Symp., Rome, 1965.

  • Loprieno, N., Zetterbebg, G., Guglielminetti, R., Michel, E.: The lethal and mutagenic effect of N-nitroso-N-methylurethane and N-nitroso-N-ethylurethane. - Mutation Res.1: 37–44, 1964.

    Google Scholar 

  • Makarova, S. I.: Experimental mutations inPisum sativum L. — Mechanism Mut. and Inducing Factors. Proc. Symp. Prague, 321–322, 1966.

  • Mandell, J. D., Greenberg, J.: A new chemical mutagen for bacteria 1-methyl-3-nitro-l-nitrosoguanidine. -Bioch. Biophys. Res. Comm.3: 575–577, 1960.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Marguardt, H., Zimmermann, F. K., Schwaier, R.: Die Wirkung krebsauslösender Nitrosamine und Nitrosamide auf das Adenin-6-Rückmutationssystem vonSaccharomyces cerevisiae. - Z. Verb.-lehre95: 82–96, 1964.

    Google Scholar 

  • Müller, A. J.: Keimwurzeltest zur Bewertung des somatischen Strahlenschadens beiArabidopsis. Kulturpflanze12: 237–255, 1964. a.

    Article  Google Scholar 

  • Müller, A. J.: Mutationsauslösung durch Nitrosomethylharnstoff beiArabidopsis. - Züchter34: 102–120, 1964 b.

    Article  Google Scholar 

  • Müller, A. J., Gichner, T.: Mutagenic activity of 1-methyl-3-nitro-1-nitrosoguanidine onArabidopsis. - Nature201: 1149–1150, 1964.

    Article  Google Scholar 

  • Ramanna, M. S., Natarajan, A. T.: Studies on the relative mutagenic efficiency of alkylating agents under different conditions of treatment. - Ind. J. Genet. Plant. Breed.25: 24–45, 1965.

    Google Scholar 

  • Velemínský, J., Gichner, T.: Působení X paprsků na suchá a předmáčená semenaArabidopsis thaliana. [The effect of X-rays on dry and soaked seeds ofArabidopsis thaliana (L.)] - Genetika a Šlechtění2: 45–54, 1964.

    Google Scholar 

  • Velemínský, J., Gichner, T., Pokorný, V., Švachulová, J.: Mutation induction inArabidopsis. - Arabid. Inf. Serv.1: 18–19, 1964.

    Google Scholar 

  • Zimmermann, F. K., Schwaier, R., Laer, U. v.: The influence of pH on the mutagenicity in yeast of N-methylnitrosoamides and nitrous acid. - Z. Vererb.-lehre97: 68–71, 1965.

    CAS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Institute of Experimental Botany, Czechoslovak Academy of Sciences, Dejvice, Flemingovo 2, Praha 6

    Jiří Velemínský, Tomáš Giohner & Václav Pokorný

Authors
  1. Jiří Velemínský
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Tomáš Giohner
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Václav Pokorný
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Velemínský, J., Giohner, T. & Pokorný, V. The action of 1-alkyl-1-nitrosoureas and 1-alkyl-3-nitro-1-nitrosoguanidines on the M1 generation of barley andArabidopsis thaliana (L.) heynh.. Biol Plant 9, 249–262 (1967). https://doi.org/10.1007/BF02929765

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02929765

Keywords

Search

Navigation