Advertisement

Biologia Plantarum

, Volume 13, Issue 3, pp 165–173 | Cite as

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

  • F. Plhák
Article
  • 42 Downloads

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.

Keywords

Terpene Ethylene Production Plant Organ Volatile Substance Underground Organ 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Fyziologická aktivita volatilních látek rostlin ve vzdušném a vodním prostředí

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.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. Biale, J. B., Young, R. E., Olmstead, A. J.: Fruit respiration and ethylene production.— Plant Physiol.29: 168–174, 1954.PubMedCentralCrossRefPubMedGoogle Scholar
  2. Burg, S. P.: The physiology of ethylene formation.—Ann. Rev. Plant Physiol.13: 265–302, 1962.CrossRefGoogle Scholar
  3. Burg, S. P.: Ethylene, plant senescence and abscission.—Plant Physiol.43: 1503–1511, 1968.PubMedCentralCrossRefPubMedGoogle Scholar
  4. Burg, S. P., Burg, E. A.: Inhibition of polar auxin transport by ethylene.—Plant Physiol.42: 1224–1228, 1967.PubMedCentralCrossRefPubMedGoogle Scholar
  5. Evenari, M.: Germination inhibitors.—Bot. Rev.15: 153–194, 1949.CrossRefGoogle Scholar
  6. Fuchs, Y.: Ethylene production by citrus fruit peel. Stimulation by phenol derivatives.—Plant Physiol.45: 533–534, 1970.PubMedCentralCrossRefPubMedGoogle Scholar
  7. Gibson, M. S., Crane, F. L.: Paper chromatography method for identification of ethylene.— Plant Physiol.38: 729–730, 1963.PubMedCentralCrossRefPubMedGoogle Scholar
  8. Grodzinskij, A. M.: Allelopatija v žizni rastěnij i ich soobščestv. [Allelopathy in the life of plants and of their cenoses.]—Kijev, 1965.Google Scholar
  9. 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
  10. Heller, A.: Über die Wirkung ätherischer Öle und einiger verwandter Körper auf die Pflanze. —Flora93: 1–31, 1904.Google Scholar
  11. 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.PubMedCentralCrossRefPubMedGoogle Scholar
  12. Höhn, K., Elfert, A.: Die Wirkung ätherischer Öle auf Transpiration, Gutation und Wachstum von Hafer.—Beitr. Biol. Pfl.33: 1–16, 1957.Google Scholar
  13. Chadwick, A. V., Burg, S. P.: Regulation of root growth by auxin-ethylene interaction.—Plant Physiol.45: 192–200, 1970.PubMedCentralCrossRefPubMedGoogle Scholar
  14. Klosa, J.: Über einige die Keimung von Samen und das Wachstum von Bakterien hemmenden Substanzen aus Vegetabilien.—Pharmazie3: 410–413, 1948.PubMedGoogle Scholar
  15. 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
  16. 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
  17. Meight, D. F.: Nature of the olefines produced by apples.—Nature184: 1072–1073, 1959.CrossRefGoogle Scholar
  18. 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
  19. Molisch, H.: Der Einfluss einer Pflanze auf die andere. Allelopathie.—Jena, 1937.Google Scholar
  20. Muller, C. H.: Inhibitory terpenes volatilized fromSalvia shrubs.—Bull. Torrey bot. Club92: 38–45, 1965.CrossRefGoogle Scholar
  21. Muller, C. H.: The role of chemical inhibition (allelopathy) in vegetational composition.— Bull. Torrey bot. Club93: 332–351, 1966.CrossRefGoogle Scholar
  22. Muller, C. H., Moral, R.: Soil toxicity induced by terpenes fromSalvia leucophylla—Bull. Torrey bot. Club.93: 130–137, 1966.CrossRefGoogle Scholar
  23. Muller, C. H., Muller, W. H., Haines, B. L.: Volatile growth inhibitors produced by aromatic shrubs.—Science143: 471–473, 1964.CrossRefPubMedGoogle Scholar
  24. 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
  25. 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.Google Scholar
  26. Plhák, F., Urbánková, V.: Study of the effect of volatile substances from cereal roots.—Biol. Plant.11: 226–235, 1969.CrossRefGoogle Scholar
  27. 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
  28. Pratt, H. K.: Direct chemical proof of ethylene production by detached leaves.—Plant Physiol.29: 16–18, 1954.PubMedCentralCrossRefPubMedGoogle Scholar
  29. 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.PubMedCentralCrossRefPubMedGoogle Scholar
  30. Sanadze, G. A.: Vydělenije rastěnijami letučich organičeskich veščestv. [Liberation of volatile organical substances from plants.]—Izd-vo AN Gruz. SSR, Tbilisi, 1961.Google Scholar
  31. 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.Google Scholar
  32. 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.Google Scholar
  33. Scott, P. C., Leopold, A. C.: Opposing effects of gibberellin and ethylene.—Plant Physiol.42: 1021–1022, 1967.PubMedCentralCrossRefPubMedGoogle Scholar

Copyright information

© Institute of Experimental Botany 1971

Authors and Affiliations

  • F. Plhák
    • 1
  1. 1.Department of Plant Physiology, Faculty of ScienceJ. E. Purkyně UniversityBrno

Personalised recommendations