Short Communication

Longitudinale Autonomie der Lichtperception und gegensinnige phototropische Reaktionen in verschiedenen Teilen desselben Hypokotyls

Longitudinal Autonomy in Light Perception and Opposite Phototropic Curvatures in Different Parts of the Same Hypocotyl

DIETHARD KOHLER und ELLI H AUTMANN

Institut fur Botanik. Technische Hochschule Darmstadt, SchnittspahnstraBe 3-5, 6100 Darmstadt, F.R.G.

Eingegangen am 6. Februar 1981 . Angenommen am 17. Marz 1981

Summary

Helianthus seedlings of about 5 em length were rotated as shown in fig. 1 and irradiated from opposite sides. When the upper part of the plant was shielded against one of the lights, the lower part aga inst the othe., the hypocotyl became S-shaped. This reaction is evidence for longitudinal autonomy in light perception and growth response along the hypocotyl.

Key words: Helianthus, phototropism, hypocotyl, Cholodny-Went-Theory.

Die Cholodny-Went-Theorie der tropistischen Krummungen postuliert eine zentrale Reizperception und eine «Reiz»-leitung vom Ort der Perception zu ent­fernten Reaktionsorten. Als Botenstoff gilt das Auxin, neuerdings kommt auch Gibberellin in Betracht. Den positiven Befunden, die diese Theorie stutzen, die z. B. bei Dennison und Wilkins zusammengefaBt sind, stehen Argumente entgegen, deren wichtigste kurzlich von Firn and Digby dargestellt wurden. Wir selbst haben gezeig,t, daB beim Geotropismus von Koleoptilen, H ypokotylen und hoheren Inter­nodien keine tc Reiz»-leitung existiert, wei I jeder SproBteil den Reiz selbstandig percipiert und entsprechend reagiert. Hier soli uber Versuche zur Frage der «Reiz»­leitung beim Phototropismus berichtet werden.

Helianthuskeimlinge wurden zur «Ausschaltung» cler Schwerkraft auf einem Klinostaten in der in Fig. 1 gezeigten Weise rotiert, wobei die Pflanzen von mitrotie­renden Lampen kontinuierl ich ein- oder beidseitig bestrahlt wurden. Bei einseitiger

z. PJlanzenphysiol. Bd. 103. S. 173-175. 1981.

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j Fig. 1: The seedling and the lamps were rotated in a vertical plane 5 times per minute with the middle of the hypocotyl as the center of the circle of rotation.

Belichtung kriimmten sich die Pflanzen zur Lichtquelle hin und zwar von Anfang an genau kreisformig, was bereits auf eine Autonomie der SproBteile hinweist.

Die Reaktion gehort in den Bereich der dritten positiven Rcaktioncn nach Blaauw and Blaauw-Jansen - falls sich Helianthus Hypokoty le wie Avena Koleopti len verhalten. Die Beleuchtungsstarke war 2400 Lux.

Bci beidseitigcr Belichtung wurde die obere Halfte der Pflanze zur cinen Licht­quelle hin, die untere Halfte zur anderen Lichtquelle abgeschirmt. Beide Tei lc

Fig. 2: Two plants 150 minutes after shading (the upper part shaded from the right, the lower part from the left).

Z. Pjlanzenphysiol. Bd. 103. S. 173-/75. 1981.

Phototropismus des Helianthus.Hypocotyls 175

kriimmten sich zu cler Lichtquelle hin, von cler sie direkt bestrahlt wurden. so dafi das Hypokotyl (in der Rotationsebcne) eine S-formige Kriimmung erhielt - siehe Fig. 2.

Auch beim Phototropismus eines Hypokotyls kann also keine Rede von einer zentralen Reizperception sein, von der aus die Reaktion des ganzen Hypokotyls gesteuert wird.

Gegen eine laterale Verschiebung eines Wuchsstoffs als Ursache der Kriimmung spricht das Experiment an sich nicht. Es ist jedoch schwer vorstellbar, wie der Auxinstrom von der Spitze kurz nach Beginn der Belichtungen aus entgegengesetz­ten Richtungen im oberen Teil des Hypokotyls vorwiegend auf der einen Seite, im unteren Teil vorwiegend auf der anderen Seite «fliefit».

Literatur

BLAAUW, O. H. and G. BLAAUW-JANSEN: Acta Bot . Neerl. 19, 755- 763 (1970). - - Acta Bot. Neerl. 19,764- 776 (1970) . DENNISON, D. S.: In: Encycloped. Plant Physiol. 7, 506-566; 553 ff. (1979). FIRN, D. and J. DIGBY: Ann . Rev. Plant Physiol. 31, 131-148( (1980). KOHLER, D. and M. DAUM: Z. Pflanzenphysiol. 86, 269-272 (1978). - - Z. Pflanzenphysiol. 87, 463-467 (1978). - - Z. Pflanzenphysiol. 95, 91-94 (1979). WILKINS, M. B.: In: Encycloped. Plant Physiol. 7, 601-626; 607 ff. (1979).

Z. PJlanzenphysiol. Bd. 103. S. 173-175. 1981.