Institut fur Angewandte Botanik, Universitat Hamburg, Bundesrepublik Deutschland

EinfluB verschiedener Wuchsstoffe und Stoffwechselgifte auf wurzelregenerierendes Gewebe von Phaseolus vulgaris L.

Veranderungen des Wuchsstoffgehaltes sowie der Peroxydase­und der IAA-Oxydase-Aktivitat1)

Influence of Various Growth Substances and Metabolic Inhibitors on Root Regenerating Tissue of Phaseolus vulgaris L.

Changes in the Contents of Growth Substances and in Peroxidase and IAA Oxidase Activities

HEDWIG BRUNNER

Mit 3 Abbildungen

Eingegangen am 3. Oktober 1977 . Angenommen am 24. Januar 1978

Summary

Hypocotyl cuttings of Phaseolus vulgaris L. were subjected to the influence of the growth substances indole-3-acetic acid (IAA) and indole-3-butyric acid (IBA), the inhibitor of the basipetal auxin transport 2,3,5-triiodobenzoic acid (TIBA) and the inhibitors of the oxidative phosphorylation 2,4-dinitrophenol (DNP) and sodium azide (NaN8) during the phase of root regeneration. In the root regenerating tissue of the cuttin,gs, changes in the contents of IAA and IBA and in the peroxidase and IAA oxidase activities after 1, 2, 4 and 6 days of regeneration were investigated.

In all investigated tissues - including the untreated initial stage - IBA could be detected in addition to IAA. In the control cuttings and in all the treated cuttings a distinct increase in the contents of IAA and IBA became evident in the regenerating tissue after 24 hours of regeneration. This increase as due to the influence of IAA and IBA was somewhat higher than that detected in the control cuttings; TIBA effected only a slight increase. Treatment with DNP and NaN8 had a slight influence on the increase. With progressing regeneration, the contents of the growth substances decreased in all cases.

With progressing regeneration, an increase in the activity of peroxidase and of IAA oxidase resulted from all treatments with the exception of that with NaN8•

Key words: IAA, IBA, metabolic inhibitors, peroxidase, IAA oxidase, root regenerating tissue, Phaseolus vulgaris.

1) Herrn Prof. Dr. U. RUGE zum 65. Geburtstag gewidmet.

z. Pjlanzenphysiol. Bd. 88. 13-23. 1978.

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Einleitung

Erganzend zu Untersuchungen tiber Faktoren des Kohlenhydrathaushaltes (BRUN­NER, 1977), die an entsprechend behandeltem Pflanzenmaterial durchgeftihrt wur­den, sollten hier einige Veranderungen erfaBt werden, die den Wuchsstoffhaushalt des wurzelregenerierenden Gewebes im Verlauf des Regenerationsvorganges bestim­men. Zur Beeinflussung der Adventivwurzelbildung wurden einerseits Substanzen herangezogen, die die Bewurzelung zu fordern vermogen, wie Indol-3-essigsaure (IAA), Indol-3-buttersaure (IBA) und 2,4-Dinitrophenol (DNP) (AUDUS, 1959; DORE, 1965; KRUL, 1968; RUGE, 1969); andererseits solche, die sie durch Beeinflus­sung unterschiedlicher Stoffwechselprozesse hemmen, wie 2,3,5-Trijodbenzoesaure (TIBA) and Natriumazid (NaNs) (KRUL, 1968; RUGE, 1969; GREENWOOD und GOLDSMITH, 1970; HAISSIG, 1972).

Material und Methode

Ais Pflanzenmaterial wurden Hypokotyl-Steeklinge von Phaseolus vulgaris L. «Saxa» verwendet. Die Anzueht und Kultur der Steeklinge wurde, wie bereits friiher besehrieben, durehgefiihrt (BRUNNER, 1977). Die Bewurzelung erfolgte in Losungen, die in 1 : 10 ver­diinnter Niihrlosung naeh KNOP die zu untersuehenden Wirkstoffe gelost enthielten. Die Konzentrationen wurden so gewiihlt, daB entweder eine optimale Forderung der Wurzel­bildung erzielt wurde bzw. bei einer Hemmung des Regenerationsvorganges die Steeklinge iiuBerlieh keine Sehiiden erkennen lieBen. In folgenden Konzentrationen wurden die Wirk­stoffe angewandt:

Indol-3-essigsiiure (IAA) Indol-3-buttersiiure (IBA) 2,3,5-Trijodbenzoesiiure (TIBA) 2,4-Dinitrophenol (DNP) Natriumazid (NaNs)

1 ppm 1 ppm 1 ppm 10-5 M 10-'M

Jeweils wurde der unterste Zentimeter des Hypokotyls, in dem der iiberwiegende Teil der Wurzeln gebildet wird, naeh 0, 1, 2, 4 und 6 Tagen untersueht.

Gaschromatographische Bestimmung von IAA und IBA

Je Probe wurden 100 1 em lange Hypokotylabsehnitte verwendet. Vor dem UbergieBen mit fliissigem N2 wurden sie griindlieh abgespiilt, urn sie von den aus der Niihrlosung stammenden Wuehsstoffresten zu befreien. Die Proben wurden unter Eiskiihlung homoge­nisiert und anschlieBend 20 Stunden bei +15 0 C im Dunkeln mit Peroxyd-freiem Ather bei pH 3,5 extrahiert. Der Extrakt wurde unter reduziertem Druck zur Trockene eingedampft. AnschlieBend wurden die Proben mit Diehlormethan aufgenommen und erneut zur Trocke­ne eingedampft (BAYER, 1969).

Zur Derivatisierung*) wurden die Proben jeweils mit 50 ftl eines Gemisches aus Bis(trimethylsilyl)-trifluorsilylacetamid, Trimethyisilyldiiithylamin und Trimethylchlorsilan (100: 33 : 1) versetzt, 30 Minuten auf 100 °C erhitzt und 12 Stun den bei Raumtemperatur stehen gelassen.

*) Fiir die Erprobung und Durchfiihrung der Derivatisierung und der Analyse am Gas­chromatographen danke ich Herrn Dr. H. BUCHHOLZ (Abt. Landw. Chemie des Instituts).

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EinfluB von Wuchsstoffen und Stoffwechselgiften 15

Die Bestimmungen der Wuchsstoffgehalte erfolgten gaschromatographisch auf emer 3 m Glassaule mit 3 mm Innendurchmesser; SaulenfUllung: 3 Ofo Silikon OV 17 auf Glas­Chrom Q 100-120 mesh. Die Bestimmungen wurden flir die Kontrolle in 4 und flir die behandelten Stecklinge in 2 Wiederholungen durchgeflihrt.

Urn zu iiberpriifen, ob die ermittelten Werte fUr IAA-Gehalt durch das Auftreten von Indol-3-acetonitril bzw. Indol-3-acetamid beeinfluBt werden, wurde mit Hilfe von Diinn­schichtchromatographie auf Kieselgel ein entsprechender Extrakt getrennt. Laufmittel: Chloroform: Essigsaure (95: 5); Methylacetat: Isopropanol: Ammoniak (45: 35 : 20); Identifizierung durch van Urks- und Prochazka-Reagenz und Ninhydrin (STAHL, 1967). Das Auftreten dieser Substanzen konnte nicht festgestellt werden.

Bestimmung der Peroxydase- und IAA-Oxydase-Aktivitat Je Probe wurden 30 Hypokotylabschnitte abgetrennt, in 1/60 N Phosphatpuffer (pH 6,0)

abgespiilt und in 20 ml 1/60 N Phosphatpuffer (pH 6.0) in einem eisgekiihlten Homogenisa­tor zerkleinert. Der Pflanzenbrei wurde anschlieBend bei +2 DC 30 min bei 20000 g zen­trifugiert. Aus dem Uberstand wurden die Bestimmungen der Enzymaktivitaten durchge­fiihrt.

Peroxydase-Aktivitat Spektrophotometrisch, nach PUTTER (1970) unter Zusatz von Guajacol und H 20 2 ; Mes­

sungen bei 436 nm.

I AA-Oxydase-Aktivitat 5 ml des Extraktes wurden in einen Visking-Dialysierschlauch eingeflillt und gegen ei­

nen 1/60 N Phosphatpuffer (pH 6,0), der 2mal gewechselt wurde, 24 Stun den lang dialysiert. AnschlieBend wurde der Extrakt mit 1/60 N Phosphatpuffer (pH 6,0) auf 100 ml aufge­flillt. Fiir jede Probe wurden 2 GefaBe mit folgendem Reaktionsgemisch vorbereitet: 5 ml 1/60 N Phosphatpuffer (pH 6,0), 1 ml MnCl2-Losung (10-3 M) und 1 ml 2,4-Dichlorphenol­Losung (10-3 M). Hierzu wurde 1 ml IAA-Losung (10-3 M) bzw. flir den Blindwert 1 ml destilliertes Wasser zugegeben und zu jedem der Reaktionsgemische 1 ml des Enzym­extraktes hinzugefligt. Das Gemisch wurde nun bei + 30 DC unter Schiitteln 2 Stun den inkubiert (P~ENAKovA und KOLEK, 1972; RITZERT et ai., 1972). AnschlieBend wurde 1 ml des Reaktionsgemisches mit 2 ml Salkowski-Reagenz versetzt und 30 min im Dunkeln stehen gelassen. Extinktionsmessungen bei 530 nm. Die Bestimmungen wurden pro Entwicklungs­stadium und Behandlung in 3 Wiederholungen durchgeflihrt.

Nachweis der Peroxydase an Handschnitten mit 8-Aminochinolin Die Schnitte wurden zuerst in Phosphatpuffer (pH 7,0) und anschlieBend sofort in ein

Gemisch aus gleichen Teilen l0f0iger 8-Aminochinolin-Losung in 950f0igem Xthanol und l0f0iger H 20 2-Losung fur 30 min iiberflihrt. Kontrollen wurden durch Erhitzen abgetotet und entsprechend behandelt (MOLNAR und LACROIX, 1972).

Ergebnisse

In den vorgelegten Versuchen wurden Hypokotyl-Stecklinge von Phaseolus vul­garis L. verwendet, die im Verlauf der Regeneration die in Tabelle 1 dargestellten Reaktionen zeigten. Sind nur vereinzelt Wurzelanlagen erkennbar, so ist das Sym­bol fur Wurzelanlage WA in Klammern 0 gesetzt. Der Relativwert 100 der Kon­trolle fur die Anzahl der gebiIdeten Wurzeln nach 10 Tagen Regenerationsdauer

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Tab. 1 : Time of appearance of root initials (WA) and roots (W), as well as the number of roots regenerated per cutting after 10 days (in per cent).

After 2 4 6 10 days

control WA WA+W 100.0 IAA WA WA+W 173.7 IBA (WA) WA WA+W 495.2 TIBA WA WA 16.0 DNP (WA) WA 124.6 NaNa 0

entspricht emem Wert von 11,7 Wurzeln/Steckling. Weitere Einzelheiten siehe BRUNNER (1977).

Wuchsstoffgehalt in den regenerierenden Spro/Sstiicken

In dem untersuchten Hypokotylgewebe von Phaseolus vulgaris L. konnte in allen Fallen - wenn auch in unterschiedlicher Menge - mit Hilfe der Gaschromatogra­phie neben Indol-3-essigsaure (IAA) die Indol-3-buttersaure (IBA) quantitativ er­faBt werden. Sowohl flir die unbehandelten als auch flir die mit Wuc'hsstoffen bzw. mit Stoffwechselgiften behandelten Stecklinge ergibt sich im Verlauf des Regenera­tionsvorganges im wesentlichen ein ahnliches Ergebnis (Fig. 1). In allen Fallen ist zwischen dem Ausgangsstadium, dem Hypokotylgewebe der frisch geschnittenen Stecklinge, und dem Gewebe nach 24 Stunden Regenerationsdauer ein deutlicher Anstieg sowohl an IAA als auch an IBA zu verzeichnen. Und zwar ist der Anstieg des IBA-Gehaltes starker als der des IAA-Gehaltes, sowohl bezogen auf die im Ausgangsstadium vorhandene Menge als auch im Vergleich zur IAA.

In der Kontrollserie steigt der Gehalt an IAA nach 24 Stunden etwa auf das Doppelte, der IBA-Gehalt auf mehr als das Sfache. In den folgenden Regenera­tionsstadien nach 2, 4 und 6 Tagen Regenerationsdauer nehmen die Gehalte beider Indol-Derivate wieder ab, wobei der Gehalt an IBA starker absinkt als der der IAA und sich schlieBlich dem des Ausgangsstadiums nahert. Eine Behandlung mit IAA ruft im Vergleich zur Kontrolle nur eine leichte Erhohung der Gehalte an IAA und IBA im regenerierenden Hypokotylgewebe nach 24 Stun den hervor; auch nach 6 Tagen Regenerationsdauer bleibt der IAA-Gehalt etwas hoher als bei der Kontrolle. Der EinfluB einer IBA-Behandlung tritt in einem verstarkten Anstieg des IBA-Gehaltes nach 1 Tag hervor; auch ist die Abnahme des IBA-Gehaltes i:m Gewebe im Vergleich zur Kontrolle etwas verzogert.

Wie zu erwarten, ist nach einer Behandlung mit TIBA ein verminderter Gehalt der untersuchten Wuchsstoffe im Vergleich zur Kontrolle festzustellen. Allerdings zeigt das Ergebnis der IAA- und IBA-Bestimmungen, daB hier keine totale Blockie­rung des Wuchsstofftransportes hervorgerufen wurde, was auch auf Grund der star­ken Zunahme an Kallusgewebe und immerhin einer geringen Fahigkeit zur Wurzel­bildung zu vermuten war.

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EinfluB von Wuchsstoffen und Stoffwechselgiften 17

ng/g FG

300

200

~~~~~ 100

~ ~~~ ~ ~~~ 0 0 2 4 6 0 2 4 6 0 2 4 6 Tage

ng/g FG Kontrolle IAA IBA

300

200

100 ~~~~rn ~ ~ ~ ~ ~~~ 0 0 2 4 6 0 2 4 6 0 2 4 6 Tage

TIBA DNP NaN3

o IAA ~ ISA

Fig. 1: Contents of IAA and IBA per g fresh weight of the lowest centimetre of the root regenerating hypocotyl resulting from different treatments after 0, 1, 2, 4 and 6 days of regeneration.

Bei den Stecklingen, die mit dem Atmungsblocker DNP behandelt worden wa­ren, steigt nach 24 Stun den der IAA-Gehalt schwacher, aber der IBA-Gehalt star­ker als bei der Kontrolle an. Auffallend ist hier ein 2. Anstieg und zwar nur des IAA-Gehaltes am 4. Tag der Regeneration. Dies fallt mit dem Zeitpunkt zusam­men, zu dem nach einer Phase, in der offensichtlich die blockierenden Prozesse iiberwiegen (BRUNNER, 1977), die Wurzelbildung verzogert im Vergleich zu den an­deren Behandlungen einsetzt.

Bei den mit einem weiteren Atmungsblocker, NaN3, behandelten Stecklingen lie­gen die Gehalte an IAA und IBA etwa mit den Werten der Kontrolle gleich oder etwas dariiber.

Peroxydase- und IAA-Oxydase-Aktivitat der regenerierenden Sproj1stucke

Die Aktivitat von Enzymgruppen wurde erfafit, die am oxydativen Abbau der Wuchsstoffe und damit an der Regulation des Wuchsstoffgehaltes des regenerieren-

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1250

1000

750

500

250

° IBA

° IAA TIBA DNP

100.,-__ _

0 __ 0_----0 NaN3

o 2 4 6 Tage

Fig. 2: Relative amounts of peroxidase activity of the lowest centimetre of the root regenerating hypocotyl resulting from different treatments after 0, 2, 4 and 6 days of regeneration (100 ~ 0,59 Dig fresh weight).

den Gewebes beteiligt ist. Die Peroxydase-Aktivitat (Fig. 2) steigt in allen Fallen in den ersten beiden Tagen der Regeneration nur relativ gering, mit fortschreitender Regeneration stark an. Die starkste Zunahme ist in allen Stadien bei den mit IBA behandelten Stecklingen festzustellen, wobei die Peroxydase-Aktivitat nach 6 Tagen bis auf das l1fache des Ausgangswertes (Relativwert 100 entspricht 0,59 U/g Frischgewicht) ansteigt. Die Werte flir die mit IAA behandelten Stecklinge liegen zwischen denen flir die Kontrolle und den mit IBA behandelten Stecklingen. Nach einer TIBA-Behandlung liegen die Werte nur wenig unter denen, die bei den mit IAA behandelten Stecklingen ermittelt wurden.

Unter den Atmungsblockern ruft DNP mit zunehmender Einwirkungsdauer ebenfalls eine deutliche Steigerung der Peroxydase-Aktivitat hervor. Sie entspricht etwa der Wirkung, die durch IAA bzw. TIBA-Behandlung hervorgerufen wird.

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Dagegen fuhrt die Einwirkung von NaN3 zu einer deutlichen Verminderung der Peroxydase-Aktivitat.

Fur die 1AA-Oxydase-Aktivitat (Fig. 3) ergeben sich in der Tendenz ahnliche Ergebnisse wie fur die Peroxydase-Aktivitat, doch liegt der prozentuale Anstieg wesentlich niedriger. Bei den Kontroll-Stecklingen hat sich nach einer anfanglich geringen Steigerung die 1AA-Oxydase-Aktivitat im Vergleich zum Ausgangsstadi­urn (Relativwert 100 entspricht 7,8 mg 1AA-Abbau/g FG· h) nach 6 Tagen ver­doppelt. Bei den mit 1AA und 1BA behandelten Stecklingen steigt die 1AA-Oxyda­se-Aktivitat bis zum 4. Tag stark an. Dagegen nimmt sie zwischen dem 4. und 6. Tag bei den mit 1AA behandelten Stecklingen kaum noch zu; bei IBA-Behandlung ist sogar eine leichte Verminderung festzustellen. Der starke Anstieg fallt hier mit der Phase der Neubildung von Wurzelanlagen zusammen, dagegen uberwiegt bei den mit 1AA und IBA behandelten Stecklingen zwischen dem 4. und 6. Tag der Regeneration das Auswachsen der Wurzeln.

300

200

.~~~:: • • IBA • • IAA ~:~.K~~I.

:

---- ----. NaN3

o 2 4 6 Tage

Fig. 3: Relative amounts of IAA oxidase activity of the lowest centimetre of the root regenerating hypocotyl resulting from different treatments after 0, 2, 4 and 6 days of regeneration (100 ~ 7,8 mg IAA destroyed/g fresh weight· hr).

1m Gewebe der mit TIBA behandelten Stecklinge steigt ebenfalls die 1AA-Oxy­dase-Aktivitat nach einer anfanglich nur geringen Veranderung stark an.

Durch die beiden Atmungsblocker wird auch hier ein gegensatzlicher Effekt her­vorgerufen. Wahrend durch Einwirken von DNP es nach einer anfanglich geringen Veranderung nach 6 Tagen zu einem sehr starken Anstieg kommt, wird durch

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NaN3 eine deutliche Verminderung der IAA-Oxydase-Aktivitat in allen Fallen her­vorgerufen.

Urn zu uberprufen, inwieweit Unterschiede in den Enzymaktivitaten zwischen Wurzel- und Hypokotylgewebe vorliegen, wurden bei 6 Tage lang regenerierten Stecklingen der Kontrolle die wenige Millimeter lang en Wurzeln yom Sprog ge­trennt. Es ergibt sich sowohl fur die Peroxydase- als auch fur die IAA-Oxydase­Aktivitat eine etwa 5- bis Mach h6here Aktivitat des Wurzelgewebes im Vergleich zum dazugeh6rigen Hypokotylabschnitt pro g Frischgewicht.

Der Nachweis der Peroxydase mit 8-Aminochinolin an Schnitten durch verschie­den beeinflugte regenerierende Gewebe ergibt eine deutliche Rot-Farbung nur in den Epidermiszellen, der Starkescheide und den Leitgeweben einschliemich des Kambiums. Treten in den verschiedenen Regenerationsstadien Wurzelanlagen bzw. Kallusbildungen durch starke Teilungsaktivitat des Kambiums auf, so farben sich diese meristematischen Gewebe intensiv rot. An den Schnitten, an denen aus dem Hypokotyl ausgewachsene Wurzelanlagen zu erkennen sind, wird deutlich, dag die Peroxydase-Aktivitat im Meristem der Wurzelspitzen am h6chsten, dagegen im sich differenzierenden Wurzelgewebe erheblich niedriger liegt.

Diskussion

Lagt man Bohnen-Hypokotylstecklinge mit 2 voll intakten Primarblattern als Assimilationsorgane ohne weitere Beeinflussung durch Wirkstoffgaben zur Bewurze­lung kommen, so lagt sich bereits in einem fruhen Stadium - nach 24 Stunden -in dem noch keine anatomisch erkennbaren Veranderungen zu beobachten sind, ein deutlicher Anstieg des IAA-Gehaltes im Wurzel-regenerierenden Gewebe nachwei­sen. Ein lokaler Stau des Auxinstromes fuhrt bei den Stecklingen unter den gegebe­nen Bedingungen also zu einem erh6hten Auxinspiegel am Regenerationsort, der als eine wesentliche Voraussetzung fur das Aus16sen der Wurzelbildung angesehen wird (LrBBERT, 1956/57; HAISSIG, 1970, 1972; MOHAMMED und ERIKSEN, 1974) und ver­mutlich direkt oder indirekt uber eine differentielle Genaktivierung zu wirken ver­mag.

Neben der verstarkten Anreicherung von IAA konnte ein deutliches Ansteigen des Gehaltes an IBA im unbehandelten Wurzel-regenerierenden Gewebe der unter­suchten Stecklinge im Vergleich zum Ausgangsstadium gezeigt werden. Das Auftre­ten von IBA, die die Bewurzelung - wie die vorgelegten Versuche und viele ande­re zeigen - sehr gut zu f6rdern vermag (AUDUS, 1959; DORE, 1965), ist in h6heren Pflanzen von BLOMMAERT (1954) und von BAYER (1969) nachgewiesen. Bisher wur­de aber ihr verstarktes Auftreten im Zusammenhang mit dem Bewurzelungsvorgang noch nicht festgestellt. In den folgenden Stadien, in denen in einem verstarkten Mage die Vorgange der Determinierung der Wurzel anlagen und schliemich zwi­schen dem 4. und 6. Tag der Regeneration der Vorgang des Auswachsens der Wur­zelanlagen zu funktionsfahigen Wurzeln hinzutritt, zeigt sich laufend eine Abnah-

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me der Wuchsstoffgehalte mit fortschreitender Regeneration. Fiir diese Stadien wird auch ein geringerer Wuchsstoffbedarf im Vergleich zum Vorgang des AuslOsens der Wurzelbildung angenommen (LIBBERT, 1956/57; HAISSIG, 1970, 1972). An der Re­gulierung des Wuchsstoffgehaltes am Regenerationsort sind verschiedene Prozesse wie Biosynthese, Transport und Abbau der Wuchsstoffe beteiligt. Hiervon wird nur der Abbau am Regenerationsort durchdas Wurzel-regenerierende Gewebe im we­sentlichen bestimmt, wahrend die anderen Prozesse vor allem yom iibrigen Teil des Stecklings beeinfluBt werden. Die Peroxydase- und IAA-Oxydase-Aktivitat nimmt mit fortschreitender Regenerationsdauer zu, woran auch eine Neubildung von Iso­enzymen beteiligt sein diirfte (CHANDRA, et aI., 1971; GURUMURTI und NANDA, 1974; BHATTACHARY et aI., 1975). Die Zunahme der Enzymaktivitaten diirfte zu­mindest zum iiberwiegenden Teil auf die Entstehung der an Peroxydase reichen me­ristematischen Gewebekomplexe, den Wurzelanlagen, innerhalb des Sprosses zuriick­zufiihren sein, wie die Nachweisreaktion an Schnitten durch den Regenerationsort zeigt.

Wie die Bewurzelungsergebnisse nach einer Wuchsstoffbehandlung zeigen, wird offensichtlich erst durch zusatzliche Wuchsstoffgaben eine optimale Versorgung des Regenerationsortes mit Wuchsstoffen erreicht. Der Wuchsstoffgehalt des regenerie­renden Gewebes ist nach einer IAA-Behandlung im Vergleich zur Kontrolle aber nur leicht erhoht, bei IBA-Behandlung etwas starker. Die Werte fiir den Wuchs­stoffgehalt im regenerierenden Gewebe in bestimmten Regenerationsstadien geben aber keine Auskunft, ob unter dies en Bedingungen nicht groBere Mengen an Wuchs­stoffen umgesetzt werden, was der gleichzeitige starke Anstieg der Peroxydase- und IAA-Oxydase im Hypokotylgewebe moglich erscheinen laBt. Der Anstieg der En­zymaktivitaten ist bei IAA- und IBA-Behandlung bereits nach 2 Tagen Regenera­tionsdauer starker als bei der Kontrolle. Zumindest fiir IAA ist bekannt, daB sie auf die Peroxydase- und IAA-Oxydase-Aktivitat stimulierend zu wirken vermag (LEE, 1971; GA~PARIKOVA, 1972; MEUDT und STECHER, 1972; VETTER, 1973).

Urn die Auxin-Versorgung am Regenerationsort zu hemmen, ist der Blocker des basipetalen IAA-Transportes TIBA eingesetzt worden, dessen Wirksamkeit vielfach nachgewiesen ist (NIEDERGANG-KAMIEN und SKOOG, 1956; CHRISTIE und LEOPOLD, 1965; GREENWOOD und GOLDSMITH, 1970; HAISSIG, 1972). Die Anwendung von TIBA fiihrt zwar in den vorgelegten Versuchen zu einer eindeutigen Verminderung des Wuchsstoffgehaltes des regenerierenden Gewebes, laBt aber noch in der Anfangs­phase eine Anreicherung - wenn auch eine geringere als bei der Kontrolle - zu. Bei einem derart verminderten Wuchsstoffgehalt sind offensichtlich vor allem die Determinierungsprozesse und die daran anschlieBenden Differenzierungsprozesse ge­hemmt, da die Ausbildung von Wurzel anlagen unterbleibt. Andererseits kommt es aber zu einer starken Neubildung von Kallusgewebe innerhalb des Sprosses (BRUN­NER, 1977). Nach einer Behandlung mit TIBA, die die Peroxydase-Aktivitat zu sti­mulieren vermag (MEUDT und STECHER, 1972), steigen nach einer anfanglich sehr

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schwachen Zunahme die Enzymaktivitaten mit vermehrter Gewebeneubildung fort­laufend an.

Die Anwendung der Atmungsblocker DNP und NaNs fiihrt zu sehr unterschied­lichen Bewurzelungsergebnissen, aber auch zu einer unterschiedlichen Beeinflussung vor allem von Peroxydase- und IAA-Oxydase. DNP verursac'ht in den vorgelegten Versuchen nach 24 Stunden Einwirkungszeit nur einen geringen Anstieg des IAA­Gehaltes, dagegen einen deutlichen Anstieg an IBA. Auffallend ist ein erneuter starker Anstieg des IAA-Gehaltes zu dem Zeitpunkt, zu dem hier erst nach einer Phase der Hemmung die starke Bildung von Wurzel anlagen einsetzt, die schlieBlich zu einer gesteigerten Anzahl von Wurzeln im Vergleich zur Kontrolle nach 10 Ta­gen fiihrt. Unter DNP-EinfluB nimmt die Aktivitat der Peroxydase und IAA-Oxy­dase nach 4 und 6 Tagen erheblich zu, obwohl bei diesen Behandlungen die Neubil­dung von Gewebe zu diesem Zeitpunkt relativ gering ist, also eine direkte Wirkung auf das behandelte Gewebe anzunehmen ist.

Auf die Wuchsstoff-Anreicherung im regenerierenden Gewebe zeigt NaN3 keinen entscheidenden EinfluB. Nach 24 Stunden Regenerationsdauer liegt der Gehalt an IAA und IBA sogar etwas hoher als bei der Kontrolle. 1m weiteren Verlauf bleibt der Wuchsstoffgehalt im Vergleich zur Kontrolle relativ hoch. Andererseits ist aber neben der Hemmung weiterer Stoffwechselprozesse sowohl die Aktivitat der Per­oxydase als auch der IAA-Oxydase - wie zu erwarten (WAGENKNECHT und BURRIS, 1950; MACHAcKovA et aI., 1975) - deutlich vermindert.

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Dr. HEDWIG BRUNNER, Institut fUr Angewandte Botanik, Universidit Hamburg, Marseiller Str. 7, D-2000 Hamburg 36, Bundesrepublik Deutschland.

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