Dynamics of amino acids in pea stem sections during root formation and its inhibition by kinetin and ethionine

Abstract

An investigation was conducted to study the interrelation of free amino acid metabolism and root formation in etiolated pea stem sections as dependent on time and on inhibition of root formation by kinetin and ethionine.

The rise in the level of aspartic acid and increase in the rate of conversion of¹⁴C-labeled glucose to free amino acids were found to be characteristic features of the formation of foci of meristematic cells in pericyclo region. The formation of roots was reflected, in general, much more in the rate of conversion of labeled glucose to free amino acids than in the levels of corresponding amino acids.

The total amount of free amino acids was not significantly changed during incubation of stem sections in a solution of kinetin (5×10⁻⁵ m). A rapid fall in their level was recorded in the next 24 hours. The incorporation of¹⁴C from glucose into a precursor of lignin, phenylalanine, was completely inhibited by kinetin which stimulated simultanously the growth of adjacent buds. Stimulation of secondary xylem formation, which appeared later, was accompanied by the resumption of¹⁴C-incorporation into phenylalanine.

Inhibition of root formation by ethionine resulted in the rapid fall of the level of most amino acids and in a significant decrease in the rate of incorporation of¹⁴C from glucose into amino acids. A decreasing level of ethionine in tissues during cultivation of ethionine-treated stem sections was accompanied by a gradual rise in the individual amino acids and in the rate of conversion of glucose into free amino acids.

Abstract

Vytváření meristematických ohnisek v pericyklu úsek⫲ etiolovaných stonk⫲ hrachu při tvorbě adventivních kořen⫲ bylo provázeno zvýšením hladiny volné kyseliny asparagové a zvýšoním stupně inkorporace¹⁴C z glukosy-U-¹⁴C do volných aminokyselin v bazálních částech řízk⫲.

Během 16 hod. inkubace úsek⫲ stonk⫲ v roztoku kinetinu (5×10⁻⁵ m), který inhiboval vytváření kořen⫲, se koncentrace volných aminokyselin podstatně neměnila. V následujících 24 hod. kultivace se hladina volných aminokyselin značně snížila. Kinetinem stimulovaný r⫲st postranních pupen⫲ byl provázen úplnou inhibicí inkorporace¹⁴C ze značné glukosy do prekursoru ligninu-fenylalaninu. V pr⫲běhu další kultivace úsek⫲, kdy dochází k stimulaci tvorby deuteroxylému, byla inkorporace¹⁴C do fenylalaninu obnovena.

Inhibice tvorby kořen⫲ etioninom (etylanalog metioninu) byla provázena prudkým poklesom hladiny většiny volných aminokyselin a značným snížením stupně inkorporace¹⁴C ze značné glukosy do volných aminokyselin. Koncentrace volných aminokyselin a stupeň inkorporace¹⁴C z glukosy do volných aminokyselin se postupně zvyšovaly se snižováním hladiny etioninu v pletivech po skončení inkubace úsek⫲ v roztoku etioninu.

Abstract

Возинкновение меристематических очагов в перицикле отрезков этиолированных стеблей гороха во время образования адвентивных корней сопровождалось повышением свободного уровня аспараговой кислоты и повышением степени включения¹⁴C из глюкозы-U-¹⁴C в свободные аминокислоты базальных частей стеблевых черенков.

Концентрация свободных аминокислот в течение 16 часов инкубации отрезков стеблей в растворе кинетина (5×10⁻⁵ m), который тормозит корнеобразование, существенно не изменялась. В последующих 24 часах культивации уровень свободных аминокислот значительно понизился. Рост боковых почек, стимулированный с помощыо кинетина, сопровждался полным торможением включения¹⁴ C из меченой глюкозы в прекурсоры лигнин-фенилаланина. В течение дальнейшей культивации отрезков, когда наступает стимуляция образования деутероксилемы, включение¹⁴C в фенилаланин было восстановлено.

Торможение корнеобразования с помощью этионина (этиланалог метионина) сопровождалось резким понижением уровня большинства свободных аминокислот и значительным понижением степени включения¹⁴С из меченой глюкозы в свободные аминокислоты. Концентрадии свободных аминокислот и степень включения¹⁴ С из глюкозы в свободные аминокислоты постепенно повышались одновременно с понижением уровня этионина в тканях после окончаноя инкубации отрезков в растворе этионина.