M. Kutáček

Biogenesis of indole compounds from D- and L-tryptophan in segments of etiolated seedlings of cabbage, maize and pea

The metabolism of D-and L-tryptophan-3-14C (Try-3-14C) was studied and compared for three different plant species, cabbage, maize and pea. Apical segments of the seedlings were incubated for 6 hours in solutions of L- or D-Try-3-14C (1·5 μc/ml) with the addition of chloramphenicol (10−4g/ml) and then allowed to stand for another 20 hours in moist chambers. The methanolic extract of the tissues was analyzed radiochromatographically and by paper electrophoresis in combination with biological tests. Chloramphenicol in a concentration of 10−4 g/ml had little influence on the growth of the segments, though the antibiotic slightly decreased the uptake of L-Try, it did not prevent the formation of IAA from L-Try. In the segments of cabbage the following metabolites were formed from L-Try-3-14C (accounting for 52% of the activity of the chromatographically separated extract): glucobrassicin (26·0%), neoglucobrassicin (3·6%), a spot corresponding according to its Rf to 3-indolylacetamide (IAAmide—10·9%), β-glucoside of 3-indolylacetic acid (IAGluc—3·3%) and traces of 3-indolylacetonitrile (IAN), IAA and indole-3-carboxylic acid (total 5%). In maize segments L-Try-3-14C (53·0%) was transformed to several unidentified hydrophilic substances, one of them possessing auxin activity (total amount 6·9%), IAGlue (9·3%) accompanied by a small amount of tryptamine, a spot corresponding according to its Rf to IAAmide (16·5%), IAA and another unidentified hydrophobic substance (4·1%). In pea segments L-Try-3-14C (66·7%) gave a zone corresponding according to its Rf to IAAmide (20·0%), a substance similar to IAGluc (10·5%) and also hydrophobic substances (3·1%) containing traces of IAA, which could be demonstrated only by bioassay.D-Try is metabolised in the three plants by the virtually exclusive formation of malonyltryptophan.AbstractMetabolismus D-a L-tryptofanu-3-14C (Try-3-14C) byl studován a vzájemně srovnáván u zelí, kukuřice a hrachu. Apikální segmenty z klíčních rostlin byly inkubovány po 6 hodin v roztocích L- nebo D-Try-3-14C (1,5μCi/ml) s přídavkem chloramfenikolu (10−4 g/ml) a dále ponechány 20 hodin ve vlhkých komůrkách. Metanolický extrakt tkání byl analyzován radiochromatograficky a papírovou elektroforesou, též v kombinaci s biologickými testy. Chloramfenikol v koncentraci 10−4 g/ml ovlivňoval růst segmentů jen málo, částečně snižoval příjem L-Try a nezabraňoval tvorbě IAA z L-Try. V segmentech rostlin zelí se z L-Try-3-14C (zbývá 52% aktivity v chromatograficky rozděleném extraktu) vznikly následující metabolity: glucobrasicin (26,0%), neoglucobrasicin (3,6%), skvrna odpovídající podle Rf indolylacetamidu (IAAmid—10,9%), β-glukosid kyseliny indolyloctové (IAGluc—3,3%), konečně stopy β-indolylacetonitrilu (IAN), IAA a kyseliny β-indolylkarbonové (celkem 5%). V segmentech kukuřice se z L-Try-3-14C (53%), vytvořily blíže neidentifikované hydrofilní filní látky, z nichž jedna měla auxinovou aktivitu (6,9%), dále IAGluc (9,3%) doprovázen v zóně malým kvantem tryptaminu (TryNH2) skvrna odpovídající podle Rf IAAmidu (16,5%), IAA a další neidentifikovaná hydrofobní látka (dohromady 4,1%). V segmentech hrachu se z L-Try-3-14C (66,7%) vytvořily skvrny odpovídající podle Rf IAAmidu (20,0%), látka podobná IAGluc (10,5%), konečně hydrofobní látky (3,1%) obsahující stopy IAA, kterou bylo možno určit pouze biologickou cestou.D-Try je ve všech třech rostlinách metabolizován prakticky pouze na malonyltryptofan.

Auxin biosynthesis and its regulation on the molecular level

IAA synthesis proceeding by indol-3-ylpyruvate (IPyA) pathway seems to be regulated in two steps. In the first the L-trp conversion into IPyA is reduced by a low affinity of L-trp to the unspecific aminotransferase, by competition of L-trp with some aminoacids (e.g. L-asp) and indoles (e.g. indol-3-ylacetylaspartate). Simultaneously, a specific L-trp-dehydrogenase in dependence on the NAD(P)/NAD(P)H ratio regulates by its reversible effect the level of IPyA, connecting photosynthesis with growth. A second more “delicate” regulation of IAA level is carried out by the indol-3-ylacetaldehyde system. In pea plants two indol-3-ylacetaldehyde oxidases with pH optima 4.5 and 7.0 were found. The oxidases are differentially inhibited by an excess of IAA, different indoles as indol-3-ylacetylaspartate and aminoacids as L-asp. GA3 and kinetin stimulate the conversion of indol-3-ylacetaldehyde to IAA.

Glucobrassicin a potential inhibitor of unusual type affecting the Germination and growth of plants; mechanism of its action

A water-soluble germination- and growth-inhibitor present in plants of Brassica genus was studied. Aqueous eluates from chromatograms of methanolic extracts of Savoy cabbage, cabbage and Brussels’ sprouts leaves, and of Brussels’ sprouts roots, inhibited the growth of wheat; the chromatographic behaviour of this inhibitor was similar to that of the thioglycoside glucobrassicin (GLUBR). GLUBRat 10-3m, and the supposed product of its enzymatic degradation, 3-indolylacetonitrile (IAN) at 10-4m, inhibited the growth of wheat and clover in a similar manner. At lower concentrations, both substances gradually enhanced growth. In contrast to IAN, GLUBR did not appreciably influence the growth of Savoy cabbage. Other products of GLUBR degradation, such as thiocyanate ion and ascorbigen, influenced the growth to a lesser extent and in a different way. At higher concentrations GLUBR and IAN also inhibited the germination of clover seeds. The biological effect of GLUBR is dependent on the presence of the indole nucleus in its molecule; the thioglycoside glucoiberin, which is not of indolic character, does not influence growth. The presence of free myrosinase was shown in intact wheat seedlings. Hence, GLUBR taken in by the germinating plants must undergo enzymatic cleavage. The in vitro activity of myrosinase in wheat and clover was lower than in Savoy cabbage, but the quantity of IAN formed at a pH corresponding to the natural pH was higher in wheat and clover than in Savoy cabbage, where the formation of the growth-inactive ascorbigen prevailed. On the basis of these results the hypothesis was formulated that GLUBR, the indolic complex from the generaBrassica, Raphanus, Cochleria, Nasturtium, Barbarea andSisymbrium, is a representative of a class of potential inhibitors of growth and germination, whose activity can be explained by the liberation of large amounts of growth-affecting substances during their specific enzymatic cleavage.AbstractByl studován ve vodě rozpustný inhibitor klíčeni a růstu přítomný v rostlinách roduBrassica Vodné eluáty z chromatogramů metanolických extraktů listů kapusty, zelí, listů a kořenů růžičkové kapusty inhibovaly růst pšenice v rozmezí polohy na chromatogramech thioglykosidu Glukobrassicinu (GLUBR). Bylo shledáno, že GLUBR a předpokládaný produkt jeho enzymatického rozkladu 3-indolylacetonitril (IAN) inhibují ve vyšších koncentracích souhlasným způsobem růst pšenice a jetele, především kořenů (IAN do koncentrace 10-4m, GLUBR do10-3m), v koncentracích nižších obě látky růst rostlin postupně stimulují. GLUBR na rozdíl od IAN růst kapusty zřetelně neovlivňoval. Další produkty rozkladu GLUBR, rhodanidové ionty a askorbigen, ovlivňovaly růst rostlin méně a způsobem odlišným. GLUBR a IAN brzdily ve vyšších koncentracích klíčivost především jetele. Biologický účin GLUBR je závislý na přítomnosti indolového jádra v molekule; thioglykosid Glukoiberin, který není indolové povahy, růst neovlivňuje. V intaktních klíčcích pšenice byla zjištěna přítomnost volné myrosinázy, klíčními rostlinami přijatý GLUBR musí tak být štěpen. Celková aktivita myrosinázy byla u pšenice a jetele nižší než u kapusty, avšak podíl vzniklého IAN při pH odpovídajícím přirozeným poměrům byl vyšší u pšenice a jetele než u kapusty, u které vznikal především růstově inaktivní askorbigen. Na základě těchto výsledků byla vyslovena hypotéza, že GLUBR, indolový komplex z rostlin rodůBrassica, Raphanus, Cochlearia, Nasturtium, Barbarea aSisymbrium je představitelem potenciálních inhibitorů klíčení a růstu, jejichž účinek lze vysvětlit působením vysokých dávek růstových látek, které se uvolňují při jejich specifickém enzymatickém rozkladu.AbstractИэучался в воде растворимый ингибитор прорастния и роста присутствующии в растениях рода Водные эллюаты хроматограмм метанолевых экстрактов листьев савойской капусты, листьев и корней брюссельской капусты ингибировали рост пшеницы в диапаэоне положения на хроматограммах тиоглюкоэида глюкобрассицина (ГЛУБР). Установлено, что ГЛУБР и предполагаемый продукт его энэиматического раэложения -3-индолилацетонитрил (ИАН) в повышенных концентрациях сходным обраэом ингибируют рост пшеницы и клевера, поежде всего в отношении корней (ИАН до концентрации 10-4М, ГЛУБР до 10-3М), в пониженных концентрациях оба вещества постененно рост растений стимулируют. ГЛУБР в отличие от ИАН не окаэывал эаметного действия на рост савойской капусты. Дальнейшие продукты раэложения ГЛУБР, роданиевые йоны и аскорбиген, окаэывали меныпее влияние на рост растений и другим снособом. ГЛУБР и ИАН в повышенных концентрациях тормоэили нрорастание прежде всего клевера. Биохимическое действие ГЛУБР эависит от присутствия ядра индола в молекуле; тиоглюкоэид глюкоиберин, неиндолевой природы, влияния на рост не окаэывает. В интактных проростках пшеницы обнаружено присутствие мироэинаэы, следовательно, растениями принимаемый ГЛУБР должен расщепляться. Общая активность мироэинаэы у пшеницы и клевера ниже ио сравнению с капустой, однако, доля воэникшего ИАН при рН, соответсевующем природным условиям, у пщеницы и клевера выше по сравнению с савойской капустой, у которой врэникал прежде всего в отношении роста инактивныи аскорбиген. На основании этих реэультатов выскаэано предположение, что ГЛУБР, индолныи комплекс иэ растений родовBrassica, Raphanus, Cochlearia, Nasturtium, Barbarea Sisybrium является представителем потенциальных ингибиторов прорастания и роста, деиствие которых воэможно объяснить действием высоких доэ ростовых веществ, которые освобождаются при их специϕическом энэиматическом расщеплении.

Tryptophan aminotransferase and tryptophan dehydrogenase activities in some cell compartments of spinach leaves: The effect of calcium ions on tryptophan dehydrogenase

The content of spinach-leaf cells was compartmented by differential centrifugation. Three fractions were obtained,i.e. chloroplasts, pellet of remaining organelles sedimenting at 97 000g and cytosol. Enzyme activities of L-tryptophan aminotransferase (TAT) as well as L-tryptophan dehydrogenase (TDH) were demonstrated in all cell fractions. The highest activities of both enzymes were found in the pellet of organelles followed by the enzyme activities in the chloroplasts. The cytosol had the lowest enzyme activities. Chloroplasts are characterized by a relatively higher TDH activity, organelles sedimenting at 97 000g were marked by a relatively higher TAT activity. In all fractions both pyridine nucleotide coenzymes catalyzed the TDH activity. Ca2+ in a concentration of 0.8 minol l−1 increased markedly the TDH activity in both directions of its activity.

On the auxin activity of glucobrassicin in biological tests

Bylo shledáno, že glukobrasicin působí na dlouživý růst úseků koleoptile pšenice. Stimulační efekt glukobrasicinu může být snížen přídavkem kinetinu. Auxinovou aktivitu glukobrasicinu nutno vzít v úvahu při vyhodnocování růstových látek v rostlinách čeledíBrassicaceae, Tovariaceae, Capparidaceae a Resedaceae.AbstractВ работе приведены количественные данные о установленном стимуляционном действии тетраметиламмонийной соли глюкобрассицина при испытании на секциях коллеоптилей пшеницы и о снижении стимуляции при добавлении кинетина. Дискутируется возможный механизм действия.

Isolation and some physiological properties of natural plant growth inhibitors

Using paper chromatography and conventional methods of isolation, natural growth inhibitors were isolated from green leaves of different plants (Brassica oleracea, Zea mays, Pisum sativum andSalix rubra). All isolated inhibitors were found to be phenolic compounds and the chemical structure of most of them was determined; only the final structure of theBrassica inhibitor has not yet been ascertained. 500 mg of natural inhibitor ofPisum sativum was isolated from 1500 g of leaves and was identified as quercetin-glucosil-p-coumarate (QGC), described earlier byFuruya, Galston andStowe (1961). The structure of the natural inhibitor ofZea mays (4 mg from 100 g of leaves) was identical with p-coumaric acid and the chemical nature of the plant growth inhibitor fromSalix rubra (700 mg from 1,5 kg of leaves and young bark) was that of 2-chalconaringenin-glucoside or isosalipurposide, described earlier byCharaux andRabaté (1931) andHarborne (1966). All isolated substances had inhibiting properties in the straight growth test of wheat coleoptile sections and decreased the growth of isolated stem sections prepared from plants—donors of inhibitors. Thus, maximum growth inhibition (LG max) was attained, if wheat coleoptile sections were incubated with:Brassica inhibitor in the concentration of 0·5 mg/ml, withPisum inhibitor (QGC) in the concentration of 16 mg/ml, withZea inhibitor (p-coumaric acid)—0·35 mg/ml and with Salix inhibitor (isosalipurposide) in the concentration of 0·5 mg/ml. In small concentrations no mentioned substances were able to enhance the growth as actively as indolic auxins (on 250–300%); only slight growth activation in biotests was sometimes observed for low concentrations. Inhibition in p-coumaric acid was much more active in a free form than in the bound form as an acyl-rest of QGC. As a rule, the wheat coleoptile test was much more sensitive (3–5 times) to the plant growth inhibitors, than tests prepared from tissue and organs of plants—donors. The retardation activity of plant growth inhibitors is not correlated with their molecular weight. Dormin (or±abscissin II) was also tested on wheat coleoptile sections. In neither of the applied concentrations (10-0·05 μg/l range) was dormin able to depress straight growth of wheat coleoptile sections, but even in a 1·7 μg/l concentration it inhibited the IAA-activated growth of sections. However, additional experiments showed that dormin in higher concentrations (40 μg/l and more was able even to depress endogenous straight growth of wheat coleoptise sections. The differences between the properties of natural phenolic growth inhibitors and dormin were discussed.AbstractPřirozené růstové inhibitory ze zelených listů různých rostlin (Brassica oleracea, Zea mays, Pisum sativum aSalix rubra) jsme isolovali pomocí papírové chromatografie a běžných metod isolace. Všechny isolované inhibitory jsou fenolické látky, u nichž jsme až na jednu stanovili chemickou strukturu; pouze strukturaBrassica inhibitoru nebyla zjištěna. Přirozený inhibitor zPisum sativum (500 mg z 1,5 kg listů) jsme identifikovali jako quercetin-glukosyl-p-kumarát (QGC), již dříve popsaný (Furuya, Galston, Stowe 1961). Struktura přirozeného inhibitoruZea mays (4 mg zo 100 g listů) byla identická s kyselinoup-kumarovou. Chemická povaha rostlinného růstového inhibitoru zeSalix rubra (700 mg z 1,5 kg listů a mladé kůry) je 2-chalkonaringenin-glukosid neboli isosalipurposid, popsaný dříve (Charaux, Rabaté 1931 aHarborne 1966). Všechny isolované látky měly inhibiční vlastnosti v růstovém testu s úseky pšeničných koleoptilí a potlačovaly růst izolovaných úseků stonku rostlin-donorů příslušného inhibitora. Maximální inhibice růstu (LCmax) byla získána při inkubaci úseků koleoptilií pšenice s: inhibitoremBrassica v koncentraci 16 mg/ml, inhibitoremZea v koncentraci 0,35 mg/ml a inhibitoremSalix v koncentraci 0,5 mg/ml. V nízkých koncentracích žádná ze zmíněných látek nestimulovala růst tak aktivně jako indolově auxiny (na 200–300%), jen několikrát byla při těchto nízkých koncentracích v biotestech pozorována nepatrná aktivace růstu.p-Kumarová kyselina měla ve volné formě mnohem větší inhibiční účinek než ve vázané formě jako acylový zbytek QGC. Zpravidla byl test s pšeničnými koleoptilemi mnohem citlivější (3–5krát), než testy provedené s tkáněmi a orgány rostlin donorů inhibitorů. Retardační aktivita inhibitorů růstu rostlin není v korelaci s jejich molekulovou váhou. Dormin neboli±abscisin II jsme také testovali na úsecích pšeničných koleoptilí. Použité koncentrace (10−0,05 μg/l) dorminu nepotlačily růst úseků pšeničných koleoptilí, pouze v koncentraci 1,7 μg/ml se projevila inhibice růstu úseků aktivovaných kyselinou β-indolyloctovou. Dodatečnými pokusy bylo zjištěno, že samotný dormin pouze ve vyšších koncentracích (40 μg/l a výše) inhibuje rovněž růst úseků koleoptilí pšenice. Diskutujeme rozdíl působení přirozených fenolických inhibitorů a dorminu.AbstractС помощью хроматографии на бумаге и других методов были из зеленых листьев и коры растений (Brassica oleracea, Zea mays, Pisum sativum, Salix rubra) выделены естественные ингибиторы роста. Все они оказались веществами фенольного характера и была установлена их структура (с исключением ингибитора изBrassica). Естественный ингибитор изPisum sativum (500 мг из 1,5 кт листьев) идентифицирован как кверцетин-гликозил-кумарат (QGC), описанный ранее (Furuya, Galston, Stowe 1961). Естественный ингибитор изZea mays является п-кумаровой кислотой (выделепо 4 мг из 100 г листьев). Ингибитор изSalix rubra (700 мг из 1,5 кг листьев и молодой коры) идентифицирован как 2-халконарингенин-глюкозид или изосалипурпозид. Он описан в литературе (Charaux, Rabaté 1931,Harborne 1966). Все выделенные вещества подавляли рост отрезков колеонтиле пшеницы и отрезков стебля растения донора. Максимум ингибиции (LCmax) получено при биотесте с отрезками колеолтиле пшеницы с: ингибитором qiзBrassica в концентрации 0,5 мг/мл, ингибитором изPisum в концентрации 16 мг/мл, ингибитором изSalix в концентрации 0,5 мг/мл. В малых концентрациях выделенные вещества вызывали слабую стимуляцию, которую однако нельзя было сравнить со стимуляцией вызываемой ауксинами. п-Кумаровая кислота оказалась в свободной форме гораздо более активным ингибитором, чем в связанной форме как остаток QGC. Отрезки колеоптиле пшеницы были в 3–5 раз ыолее чувствительными к природным ингибиторам, чем ткани растений—доноров. Активность ингибиторов не находится в соответствии с их молекулярным весом. В целях сравнения на тесте по росту отрезков колеоптиле пшеницы испытывали дормин (или±абсциссин II), который в концентрациях 10−0,05 мкгимл не подавлял эндогенного роста отрезков, но начиная с концентрации 1,7 мкг/мл ингибировал рост отрезков колеоптилей, активированный ИУК. Добавочными опытами было установлено, что дормин в высоких концентрациях (40 мг/л и более) также ингибирует рост колеоптилей пшеници. В работе обсуждается различие в действии естественных феноляных ингибиторов и дормина.

A study of metabolism of exogenous tryptophane and β-indoleacetic acid in extirpated wheat embryos

SouhrnPro objasnění látkových přeměn tryptofanu a kyseliny β-indolylootové byly pěežívajícím embryím pšenice v Knopově roztoku přidávány bud tryptofan nebo kyselinaβ-indolyloctová v koncentraci 3. 10-2 M. Po 24 hodináeh byly z embryí rychle připraveny alkoholické výluhy, které byly chromatograficky nebo elektroforeticky analysovány. Kromé chromatografických soustav a detekčních činidel, obvyklých při analyse indolových sloučenin, byly použity některé méné známé systémy, které se osvědčily při analyse nově objeveného indolového derivátu rostlin čelediBrassicaceae - askorbigenu. Jsou to soustavy octan butylnatý nasycený vodou, tetrachlormetan-kyselina octová (100: 2), formaldehydové detekční činidlo (40% formaldehyd-konc.HCl-voda 1:1:2). Papírová elektroforesa byla prováděna ve M/15 fosfátovém pufru pH 6.6 při 300 V po dobu 4 až 5 hodin. Hlavní pozornost byla věnována důkazu hydrofilních komplexů dodávaných látek. V embryích přežívajících v roztocíeh kyselinyβ-indolyloctové byla kromě jiných indolových derivátů zjišténa přítomnost kyselinyβ-indolylacetylasparagové. Její identita byla prokázána podle RF v 5 různých soustavách barevnými reakcemi a chromatografickým důkazem jejich složek po alkalické hydrolyse (6 N Ba(OH)2 po 30 min. při 100é C). V embryích přezívajících v tryptofanu byla zjišténa látka obdobných chromatografickýeh vlastností jako kyselina indolylacetylasparagová, která pak však po hydrolyse poskytovala tryptofan. Předpokládá se, že jde o malonyltryptofan. Kromě toho byl v jednom pokusu pozorován vznik látky chromatografieky obdobné askorbigenu. Uvedená práce potvrzuje odlišnými prostředky a na jiném biologickém materiálu současné výsledky Andreaeho a Gooda.SummaryThe metabolism of exogenous tryptophane (3. 10-2M) and β-indoleacetic acid (3. 10-2M) in extirpated wheat embryos was studied chromatographically and electrophoretically.It was established that the external application of β-indoleacetic acid in wheat embryos leads to the formation of its complex, indoleacetylaspartic acid. Chromatographical demonstration of the components of the complex was made foliowing alkaline hydrolysis.A complex compound also arises from exogenous tryptophane, which again frees tryptophane following alkaline hydrolysis. The assumption has been put forward that this is malonyltryptophane, reported by Andreae and Good (Dannenburg andLiverman 1957). The isolated finding of a further substance may be mentioned, which possesses similar chromatographic properties to those of the indole complex-ascorbigen. For reasons so far unknown, this substance has not been isolated again in wheat plants.РезюмеЦля выяснения обмена триптоϕана иβ инцолилукеуеной киелоты ирибавляаи К иэолированпым эароцьппам пшеницы, культивируемым в растворе кнопа, или Трилтоϕап, илнβ –ницолилукеуеную кислоту в конлептрации 3. 10-2м. Чере3 24 уаеа Из зароцышей быетро приготовляли епиртовые экстракты, которые анализировалн Х роматограϕически или электроϕоретически. Кроме хроме хроматограϕических систем И проявителей римененяемых обычно при анализе соецинений инцола, иепользовались Также некоторые менее известные системы, оправцавшие собя при анализе не цавно Открытого церивата инцола у растений семействаBrassicaceaeа аскорбигепа. Это Системы бутилацетат, насыщенный воцой воцой:тетрахлормета н– укеуеная киелота (100:2); ϕормалъцегициый проявителъ (40% ϕормалцегиц- концентрироваппая HCl-вода1:1:2). Электроϕорез иа бумаге произвоцилси в м/15 ϕосϕатном буϕере Нри рн 6, 6 и 300 V Rтечене 4-5 час. Глалное лнимание лоевящалосъ докаэателъству Гидроϕилъных комплексов вводимых вещеетв. В зародышах, выживающих в ратворахΒ-индолилуксуеной киелоты, кроме других дериватов индолила, было устаповлено присутствиеΒ-ипдолилукеуепоасп арагиповой киелоты. Онабыла идентиϕици POBAHA по RF в 5 различных системах с помощью цветных реакций и хроматограϕическог оДоказателъства наличия ее компонентов после щелочного гидролиза (6 N Bа/OH)2 при 100и С/30 мин.). В знродышах, ныживяющих в триптоϕане, было найдено вещестно с такими же хроматограϕическим исвойствами, как индолиукеуеноаспар агиновая кислота, коорое однако поеле гилролза давало триптоϕан. По-видимому, σто малонилтрицтоϕан. Кроме того в одном опыте наблюдалосъ возникновение вещества, хроматограϕически сходпого с аскорбигепом. ― настоящая работа подтверждаст е помощъю друграϕически сходщого с аскоригепом. ― настоящая работа подтверждает е помощъю друих ередетв и на друтих средств и на друтом биологическом материале резулъты, которые одновремепно получили Andreae и Good.

Effect of zinc on the biosynthesis of indole glucosinolates glucobrassicin and neoglucobrassicin in etiolated seedlings of rape (Brassica napus var.arvensis(Lam.) Thell)

The effect of Zn2+ ions (in the form of ZnCl2) in the ceoncentration range 10−3 to 10−6 M on the content and biosynthesis of indole glucosinolates glucobrassicin and neoglucobrassicin has been studied on etiolated seedlings of rape (Brassica napus var.arvensis(Lam.) Thell). In the “long-term” experiment zine ions influenced the seedlings during eight days of germination, whereas in the “short-term” experiment zinc ions acted only 72 h on seven days old intact seedlings. The biosynthesis of indole glucosinolates has been followed by the incorporation of35S from Na235SO4 into both glucosinolates in experiments with, hypocotyl segments of the rape seedlings.Zinc ions at chronic “long-term” application increased the glucobrassicin and neoglucobrassicin level in the seedlings. The neoglucobrassicin content especially was increased. A “short-term” application of zinc ions increased the level of both glucosinolates at higher and lower concentrations, whereas medium concentrations (10−4 and 10−5 M) lowered their level.Zn2+ ions lowered absorption of35SO4−2 ions by hypocotyl segments and simultaneously lowered the incorporation of35S into glucobrassicin. On the contrary, the incorporation of35S into neoglucobrassicin and proteins was stimulated.Zinc ions do exhibit a specific effect on neoglucobrassicin biosynthesis, on membrane permeability as against sulphate ions and on the incorporation of sulphur into proteins.AbstractVliv iont⫲ Zn2+ (ve formě ZnCl2) v koncentračním rozmezí 10−3 až 10−6 M na obsah a biosyntézu indolových glukosinolát⫲ glukobrassicinu a neoglukobrassicinu byl sledován na etiolovaných klíčních rostlinách řepky (Brassica napus var.arvensis.(Lam.) Thell.) Jonty Zn2+ p⫲sobily na pokusné rostliny bud chronicky již od počátku klíčení, nebo nárazově, kdy rostliny pěstované 7 dní ve vodě byly zality roztoky iont⫲ Zn2+. Biosyntéza glukosinolát⫲ byla sledována podle inkorporace35S z Na235SO4 do obou glukosinolát⫲ v pokusech s hypokotylátními segmenty sedmidenních rostlin. Ionty Zn2+ při chronickém p⫲sobení zvyšovaly hladinu glukobrassicinu a neoglukobrassicinu v intaktních rostlinách řepky, přičemž zejména byla zvýšena tvorba neoglukobrassicinu. Při nárazovém p⫲sobení ionty Zn2+ zvyšovaly hladinu obou glukosinolát⫲ ve vyšších a nízkých koncentracích, kdežto ve středních koncentracích (10−4 a 10−5 M) ji naopak snižovaly. Ionty Zn2+ snižovaly absorpci radioaktivního sulfátu hypokotylárními segmenty a současně snižovaly i stupeň inkorporace35S ze35SO42- do glukobrassicinu. Stimulovaly ale naopak inkorporaci35S do neoglukobrassicinu a do bílkovin. Dosažené výsledky poukazují na specificky stimulační účinek iont⫲ Zn2+ na biosyntézu neoglukobrassicinu v etiolovaných klíčních rostlinách řepky, dále na vliv Zn2+ na permeability membrán v⫲či síranovým iont⫲m, a konečně na vliv na inkorporaci síry ze síranu do bílkovin.

Effect of radiation on the biosynthesis of L-Tryptophan from 14C-Anthranilic acid in kohlrabi (Brassica oleracea L., var.gongylodes L.)

The metabolism of14C-anthranilic acid (14C-AA) in kohlrabi (Brassica oleracea L. var.gongylodes L.) and the effect of radiation gamma60Co on this metabolism was investigated. In hypocotylar segmnents of seven days old etiolated seedlings14C-AA was metabolised par, tially to its detoxication product14C-β-glucoside of AA. Simultaneously L-tryptophan was also formed, which in these plants is a precursor of indolic glucosinolates glucobrassicin and neoglucobrassicin.The metabolism of14C-AA was followed for 97 h. Radiation, applied both to seeds and to seven days old plants did not affect the metabolism of14C-AA substantially. The intermediary reaction AA → L-tryptophan in the biosynthesis of L-tryptophan is not a radiosensitive part of the synthesis of this amino acid. A not too high radiation sensitivity (max. 45%) was observed in the metabolic pathway leading from L-tryptophan to glucobrassicin.AbstractByl studován metabolismus14C-kyseliny antranilové (14C-AA) v brukvi (Brassica oleracea var. gongylodes L.) a vliv záření gama60Co na tento metabolismus. V hypokotylárních segmentech ze sedmidenních etiolovaných rostlin byla14C-AA metabolisována na její detoxikační produkt14C- β glukosid AA, současně se z AA vytvářel i L-tryptofan, který je v těchto rostlinách prekursorom indolových glukosinolátů glukobrasicinu a neoglukobrasicinu.Metabolismus14C-AA byl sledován během 97 h. Radiace, aplikovaná jednak na semena, jednak na sedmidenní rostliny, neovlivnila podstatně metabolismus14C-AA. Intermediární reakfie AA → L-tryptofan v biosyntéze L-tryptofanu není radiosensitivním úsekem syntézy této aminokyseliny. Nevelkou radiační citlivost (max 45%) jevila m^tabolická dráha vedoucí od L-tryptofanu ke glukobrasicinu.

The influence of gamma radiation on the biosynthesis of indoles and gibberellins in barley the action of zinc on the restitution of growth substance level in irradiated plants

Investigations were made on the effect of exposing barley seeds to gamma-radiation (5–40 kR), alone and in combination with the application of zinc (soaking the seeds in solutions containing 5.10−5–5.10−1% Zn for 12 hours before sowing) on growth and on the content of tryptophan, indole auxins and gibberellin-like substances in seven-day plants. Radiation decreased both growth and the content of tryptophan (e.g. by about 53% at 30 kR), of indole auxins (by about 60% auxin in the zone of IAA on the chromatogram at 30 kR), and also the content of gibberellin-like substances (by about 67% gibberellin content in the zone of GA3 on the chromatogram) of plants. The irradiation of standard samples of tryptophan, indolyl-acetic acid and gibberellic acid alone with many times greater doses (up to 1000 kR) did not lead to marked radiochemical degradation of these substances. It can be assumed that radiation damages the enzyme systems “synthesizing” natural growth substances in plants. The damaging effect of radiation on auxins is already displayed in the synthesis of tryptophan, which is inhibited.Zinc interacts with the damaging effect of radiation on growth. Optimum concentrations of zinc (5.10−3% Zn) counteract the effect of radiation, up to doses of about 12 kR, on the growth in height in 7-day plants so that it is equal to the controls. Normal content of tryptophan and auxin in the position of indolecetic acid on chromatograms can only be reached by the addition of zinc when the dose of radiation was not greater than about 8 kR, which is less than the influence exerted by zinc on the restitution of growth. On the other hand, the biosynthesis of gibberellin-like substances at the position of gibberellic acid on chromatograms can be restored by zinc to their original level to doses of up to 30 kR. The increased biosynthesis of auxins and gibberellins caused by zinc in irradiated plants is explained by the activation of the remaining and non—damaged enzyme systems carrying out this biosynthesis. The activation of the biosynthesis of growth substances by zinc will also contribute to the restitution effect of zinc on the growth of plants from irradiated seeds.AbstractByl sledován jednak vliv samotného gama-záření na obilky ječmene (5 až 40 kR) a jednak vliv záření v kombinaci s aplikovaným zinkem (máčení obilek v roztocích o obsahu 5.10−5 až 5.10−1% Zn po 12 hod. prěd vysázením), jak působí na růst a na obsah tryptofanu, indolových auxinů a giberelinům podobných látek u sedmidenních rostlin. Záření snižuje jak růst, tak i obsah tryptofanu (např. o cca 53% při 30 kR), indolových auxinů (o cca 60% obsah auxinu v oblasti IAA na chromatogramu při 30 kR), rovněž tak giberelinům podobných látek (o cca 67% obsah giberelinu v oblasti GA3 na chromatogramu) v rostlinách. Ozářením samotných standardů tryptofanu, kyseliny indolyloctové a kyseliny giberelové několikanásobně vyššími dávkami (až 1000 kR) nedochází k význačnému radiochemickému rozpadu těchto látek. Dá se předpokládat, že záření poškozuje enzymové systémy „syntézy” přirozených růstových látek v rostlinách. Škodlivé působení záření se u auxinů projevuje již u syntézy tryptofanu, která je inhibována.Zinek interreaguje se škodlivým efektem záření na růst. Působením optimální koncentrace zinku (5.10−3% Zn) lze vyrovnat výšku růstu ozářených sedmidenních rostlin nejméně na úroveň neozářených do dávky cca 12 kR. Normální obsah tryptofanu, auxinu v poloze kyseliny indolyloctové, lze však přidavkem zinku dosáhnout jen do dávky cca 8 kR, což je méně než obnáší vliv zinku na restituci růstu. Naopak biosyntézu giberelinům podobné látky v poloze kyseliny giberelové lze zinkem upravit na původní výši až do dávky cca 30 kR. Zvýšení biosyntézy auxinů a giberelinů působením zinku u ozářených rostlin si vysvětlujeme aktivací zbylých a nepoškozených enzymových systémů provádějících tuto biosyntézu. Aktivace biosyntézy růstových látek se bude v neposlední míře podílet na restitučním působení zinku na růst rostlin vyrostlých z ozářených semen.AbstractИсследовалось влияние гамма излучения на семена ячменя (5–40 кР) а также излучения и цинка—семена намачивались в растворах концентраций 5.10−5— 5.10−1% динка на 12 часов неред посевом—на рост, содержание триптофана, индольных ауксинов и гиббереллинов в семидневных растениях. Излучение понижает рост а также содержание триптофана (например на 53% при 30 кР), индольных ауксинов (на 60% содержание ауксина в области ИУК на хроматограмме при 30 кР) а также гиббереллиновых веществ (на 67% содержание гиббереллина в области GA3 на хроматограмме) в растениях. При облучении самих чистых стандардов триптофана, ИУК, и гиббереллиновой кислоты во много раз большими дозами (до 1000 кР) не происходит радиохимический распад этих веществ. Можно предположить, что облучение повреждает энзиматические системы сиптеза нативных ростовых веществ в растениях. Повреждающее действие облучення на ауксины проявляется уже при синтезе триптофана, который ингибируется.Цинк интерреагирует с повреждающим действием облучения на рост. Действием оптимальной концентрации цннка (5.10−3% цинка) можно выровнять высоту роста облученных семидневных растений на уровень необлученных до дозы 12 кР. Нормальное содержание триптофана, ауксина в области ИУК можно добавкой цинка достигнуть лишь до дозы 8 кР, так что здесь реститутивное действие цинка более слабое чем при его действии на рост. Биосинтез гиббереллиновых веществ в области гиббереллиновой кислоты на хроматограмме можно цинком реституировать до дозы 30 кР. Повышение синтеза ауксинов и гиббереллинов цинком у облученных растений мы объясняем активированием оставшихся неповрежденных энзиматических систем. Этой активацией биосинтеза ростовых веществ можно хотя бы отчасти объяснить реституционное действие цинка на рост растений выросших из облученных семян.