V. Kozinka

The uptake of mannitol by higher plants

Experiments with youngHordeum sativum andHelianthus annus plants showed that in the excretion of mannitol in the guttation liquid observed byGroenewegen andMills (1960) after uptake by the root system of plants, the osmotic concentration of mannitol in the nutrient medium and the temperature are significant. The beginning of mannitol excretion during guttation is accelerated considerably by the increase of the osmotic concentration of mannitol in the nutrient medium and the rising temperature. The osmotic concentration of mannitol is also important for the duration of mannitol excretion in the guttation liquid after transfer of the plants into a nutrient medium without mannitol. In the presence of mannitol in the nutrient medium water uptake by the root system and growth are inhibited and the tissues of the organs above ground and of the root system are dehydrated. The inhibitory effect of mannitol on the water uptake by the root system is immediate.AbstractV práci sa zistujú podmienky dôležité preGroenewegenom aMillsom (1960) prvý krát pozorované vylučovanie koreňovým systémom prijatého manitolu gutačnou tekutinou.V pokusoch s mladými rastlinamiHordeum sativum distichum aHelianthus annus sa zistilo, že na rýchlost objavenia koreňovým systémom prijatého manitolu v gutačnej tekutine vplýva osmotická koncentrácia manitolu v živnom roztoku a teplota prostredia koreňa. Pri narastaní osmotickej koncentrácie manitolu z 0,5 na 1,0-2,0-5,0 atm., časový interval objavenia manitolu v gutačnej tekutine sa znížil z 24 hodín na menej ako 24–17 a 13 hodín (tab. 1; graf 1). Pri zvýšení teploty prostredia koreňa, u jačmeňa na 26°C a slnečnice na 30°C, sa manitol objavil v gutačnej tekutine už po 1–2 hodinách (OP živného roztoku 1 atm.).Osmotická koncentrácia manitolu v živnom roztoku je významná aj pre vymiznutie manitolu z gutačnej tekutiny, po preložení rastlín do živného roztoku bez manitolu. Vyššie koncentrácie predlžujú vylučovanie manitolu (tab. 2; graf 1).Prítomnost manitolu v živnom roztoku, inhibuje časove bezprostredne príjem vody koreňovým systémom. Sila inhibície zavisí na osmotickej koncentrácii manitolu. Inhibíciu príjmu vody doprevádza inhibícia rastu a rýchle odvodňovanie pletív koreňového systému a nadzemných orgánov rastlín (graf 4 a 5).AbstractВ работе изучаются условия, важные для Греневегеном и Майлсом (Groenewegen, Mills 1960) впервые наблюдаемое выделение гуттационной жидкостью манитола, принятого корневой системой. В опытах с молодыми растениямиHordeum sativum distichum иHelianthus annuus установлено, что на скорость появления манитола, принятого корневой системой, в гутационной жидкости оказывает влияние осмотическая концентрация манитола в питательном растворе и температура среды корня. При нарастании осмотической концентрации манитола с 0,5 на 1,0-2,0-5,0 атм. интервал времени появления манитола в гутационной жидкости снизился с 24 часов на 17 и 13 часов (таб. № 1, гр. № 1). При повышении температуры среды корня у ячменя на 26° Ц и у подсолнечника на 30° Ц манитол появился в гутационной жидкости уже 1–2 часа спустя (OP питательного раствора 1 атм.). Осмотическая концентрация манитола в питательном растворе имеет значение также для исчезновения манитола из гутационной жидкости, после перемещения растений в питательный раствор без манитола. Повышенные концентрации удлиняют выделение манитола (таб. № 2, гр. № 1). Присутствие манитола в питательном растворе ингибирует непосредственно прием воды корневой системой. Интенсивность ингибирования зависит от осмотической концентрации манитола. Торможение приема воды сопровождается торможением роста и быстрым обезвоживанием тканей корневой системы и надземных органов растений (гр. № 3 и 5).

Water Uptake during Rapid Changes of Transpiration Induced by the Presence of High Concentration of Growth Substances in Root Medium

Abstract.Immediate response of water uptake by intact plants ofPisum sativum L. to the introduction of high concentrations of α-naphtaleneacetic acid (NAA), β-indoleacetic acid (IAA), 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid (MCPA), coumarin was determined by a series of potometric measurements. Growth substances were present in the root medium in two concentrations: 10-3 m and 10-2 m; the concentration of coumarin was 5. 10-4 m and that of EDTA was 10-3 m.The response of water uptake to the application of the growth substances and coumarin was always negative. EDTA did not affect immediately the intensity of water uptake. The inhibition of water uptake brought about by the growth substances takes place immediately. Coumarin causes slow, progressively increasing inhibition of water uptake. A coincidence was found as to the time course of the changes in the water uptake intensity in the presence of high concentrations of growth substances and coumarin in the root medium with the time course of changes of transpiration intensity, found under analogous conditions by Allerup (1964). This may be considered as another justification for the hypothesis, according to which the rapid changes of transpiration intensity in the presence of high concentrations of growth substances in the root medium are caused by rapid changes of the intensity of water uptake.AbstractSériou potometrických meraní sa zištovala bezprostredná reakcia príjmu vody intaktnými rastlinamiPisum sativum L. na vnesenie vysokých koncentrácii α-naphthaleneacetic acid (NAA), β-indoleacetic acid (IAA), 2,4-dichlorphenoxyacetic acid (2,4-D), 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid (MCPA), coumarin a ethylene diaminetetraacetic acid (EDTA) do koreňového prostredia. Rastové substancie boli v koreňovom prostredí prítomné v dvoch koncentráciach 10-3 M a 10-2 M; coumarin v koncentrácii 5. 10-4 M a EDTA v koncentrácii 10-3 M. Reakcia prijmu vody na aplikáciu rastových substancii a coumarínu bola vždy negatívna. EDTA nevplývala bezprostredne na intenzitu príjmu vody. Začiatok inhibície príjmu vody, vyvolanej rastovými substanciami, sa objevuje náhle. Coumarín vyvoláva pomalú, progresivne narastajúcu inhibiciu príjmu vody. Bola zistená zhoda časového priebehu zmien v intenzite príjmu vody za prítomnosti vysokých koncentrácii rastových látok a coumarínu v koreňovom prostredí, s časovým priebehom zmien v intenzite transpirácie, zistenými v analogických podmienkach Allerupom (1964). To sa považuje za dalši argument pre opodstatnenost hypotézy, podla ktorej príčinou rýchlych zmien intenzity transphácie za prítomnosti vysokýeh koncentrácii rastových látok v koreňovom médiu sú rýchle zmeny v intenzite príjmu vody.AbstractПри помощи потометри ческого метода онред елялись непосредств енные изменения юглощения воды расте ниями гороха, являющи еся реакцией на внесе ние стимуляторов роста в среду, в которо щ паюдилисъ корни. При менялисъ следуюшие с тимуляторы роста: α-нафтилуксусн ая к-та, β-индолилуксус ная к-та, 2, 4-дихлорфенок сиуксусная к-та, зтилендиаминхло рфеноксиуксусная к-т а и кумарин. Концентра ции кис.ют 10-3 м и 10-2 м, кумарина 5. 10-4 м, зтил ендиаминхлорфенокс иуксуснои к-ты 10-3 м. Из менение поглощения в оды, как реакция расте ний на внесение стиму ляторов роста, было во всех случаях о трицательным. Подавл ение поглощения воды, вызванное вне сением стимуляторов роста, проявляется ре зко. Кумарин вызьпвае т медленное, про грессивно нарастающ ее снижение ноглощен ия воды. Б работе прове дено сравнение юда изменений интенс ивности поглощения в оды с юдом изменений и нтенсивности транспирации в случа е прииенения стимуля торов роста в высоких концентрациях к корням, изученным в а налогических услови ях Аллорупом (1964). Резуль таты Алле-рупа согласуются с да нными, получепными в н астоящей работе, что с читаетсн до полнительным аргуме нтом в полъзу гипотез ы, согласно которой ре зкие изменения интенсивности транс пирации, как реакция н а применение высоких концентрации стимуляторов роста в среду корней, обуслов лены резкими изменен иями интенсивности поглощения воды.

Specific conductivity of conducting and non-conducting tissues ofZea mays root

The structure of the maize root enables one to determine the experimental specific conductivity of conducting and non-conducting tissues for the longitudinal water transfer. Using the method of Farmer and Berger in Huber and Schmidts modification, successive differences in orders of magnitude were revealed among the experimental specific conductivities of the tissues of pith, cortex, and those of the area with concentrated xylem. The highest values of specific conductivity (cm3 cm−2 h−1 at 400 mbar per 5 mm distance, at 20° C) were determined in the area with concentrated xylem (mean value 10 018 cm3 cm−2 h−1); in the cortex area values by one order of magnitude lower were obtained (mean value 1 206 cm3 cm−2 h−1); in the pith area by two orders of magnitude lower (mean value 167 cm3 cm−2 h−1). The tissues of the area with concentrated xylem participated in the experimental root conductivity by 72 per cent, cortex tissues by 27 and pith tissues by one per cent. In this paper the individual tissues of maize root are characterized in detail from the anatomical viewpoint and the possible causes of the differences are discussed.AbstractKoreň kukurice umožňuje svojou stavbou stanovenie experimentálnej špecifickej vodivosti vodivých a nevodivých pletív pre pozdĺžny tok vody. Huberom a Schmidtom modifikovanou metódou Farmera a Bergera sa zistilo, že medzi experimentálnou špecifickou vodivosťou pletív stržňa, kôry a oblasti s koncentrovaným xylémom existuje postupný rádový rozdieĺ. Najvyššie hodnoty špecifickej vodivosti (cm3 cm−2 h−1 pri 400 mbar na vzdialenosť 5 mm pri 20° C) sa stanovili v oblasti s koncentrovaným xylémom (priemerná hodnota 10 018 cm3 cm−2 h−1); pre oblasť kôry sa stanovili hodnoty rádove jedenkrát nižšie (priemerná hodnota 1 206 cm3 cm−2 h−1); pre oblasť stržňa rádove dvakrát nižšie (priemerná hodnota 167 cm3 cm−2 h−1). Pletivá oblasti s koncentrovaným xylémom participovali na experimentálnej vodivosti koreňa 72, pletivá kôry 27 a pletivá stržňa 1 percentom. V práci sa podrobne charakterizujú jednotlivé pletivá koreňa kukurice z hĺadiska anatomického. Uvažujú sa zistené a predpokladané príčiny rozdielnej experimentálnej špecifickej vodivosti.

Inhibition of water uptake by high concentrations of auxin-like substances

The intensity of water uptake by halves of splitroot cuttings fromColeus blumeiBenth was measured by potometrical method. Inhibition of the water uptake induced by application of high concentrations of sodium salts of α-naftylacetic acid (NAA) and 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid (MCPA) in the treated half of the root induced an increase of water uptake by the other half. The compensation is not complete. If only one half of the root treated by synthetic auxin was allowed to take up water, MCPA appeared to induce a smaller degree of reversibility than NAA.AbstractPotometricky sa zist’ovala intenzita príjmu vody polovicami deleného koreňa odrezkovColeus blumeiBenth. Zistilo sa, že inhibícia príjmu vody vysokými koncentráciami (10−2 M až 10−4 M) sódnej soli kyseliny α-naftyloctovej (NAA) a kyseliny 2-metyl-4-chlórfenoxyoctovej (MCPA) v jednej polovici koreňa vyvoláva zvýšený príjem vody druhou polovicou koreňa. Kompenzácia nie je úplná. Ked sa ponechal príjem vody iba na polovicu koreňa so syntetickým auxínom, prejavil sa rozdiel v stupni reverzibility inhibície príjmu vody sol’ami NAA a MCPA v neprospech MCPA.

Section 4 - Root physiology and plant structure

Explants from single trees of Abies concolor (Gord. et Glend) Lindl. • Abies grandis (mature embryo), Quercus robur L. (embryonic axis, young stem segments), Quercus rubra L. (young stem segments) and Castanea sativa L. (embryonic axis of mature embryo) were cultured on a callusinducing medium with NAb, or IBA (in Castanea) and BAP. Differentiation of tracheids tn both callus and explant tissues was preceeded by formation of cambium-like cells forming wound procambium zones of different shape. These zones produced tracheidal cells either on their convex side (cambium near to callus surface) or concave side (virtually wound cambium zones), where tracheid nests were produced. These were composed of irregulary arranged short or long and wound tracbeids surrounded by cells of the wound cambium. Tracheid nests originated in callus produced on hypocotyl-radicula region ofAbies explants were composed of nodal tracheids irregular in shape surrounded by the layer of the meristematic cells isodiametric in shape, capable of differentiation into tracheid cells. These tracheids as well as others differentiated in Abies explants had thickened secondary side walls with large circular bordered pits and sometimes, in addition, wound helical thickenings. On the other hand, in tracheids differentiated in callus of Quercus sp. and Castanea small circular or oval non-bordered pits or step-like thickening of secondary wail prevailed.