34. Achim Hager und Ursula Schmidt: Zum Problem der geotropischen Induktion

Zusammenfassung Es werden die Ursachen der geotropischen Induktion in horizontal gelegten wuchsstoffverarmten Helianthus‐Hypokotylen untersucht, welche erst bei einer nachfolgenden IES‐Zugabe zu einer Krümmuiigsreaktion führt. Auf den scheinbaren Widerspruch fruherer Deutungen dieses Phänomcns rnit den neueren Ergebnissen der Wuchsstoffquerverschiebung beim Geotropis mus wird hingewiesen. Diese Querverschiebung wird an Maiskoleoptilen erneut bestätigt. Oberhälften geben an einen an ihrer unteren Fläche angelegten Agarblock sechsmal mehr IES‐carboxyl‐C14 ab als die Unterhälften nach oben. Es wird nun untersucht, ob die Induktion auch bei wuchsstoffverarmten Helianthus‐Hypokotylen an geringe Restmengen von Wuchsstoff gebunden ist. Segmente von viereinhalb Tage wuchsstoffverarmten Hypokotyleii weisen bereits in 10⊃8 m IES‐Losungen kein Streckungswachstum mehr auf. Diese fur das Wachstum „unterschwellige” Wuchsstoffkonzentration hat aber noch einen stoffwechselphysiologischen Einfluß; denn Segmente, die sich 3 Stunden in einer für das Wachstum „unterschwelligen” Wuchsstoffkonzentration von 10⊃8 m befunden hatten, zeigen anschließend in IES‐Lösungen (10⊃5) ein verstärlrtes Wachstum gegenüber den Kontrollen. Wird während der Vorbehandlung Glucose gegeben, so wirkt die „unterschwellige”Auxinkonzentration bei der nachfolgenden IES‐Zugabe noch stärker wachstumsfordernd. Außerdem zeigeii mit IES 10⊃8 vorbehandelte Segmente eine Förderung des Transportes von IES‐l‐Cl4. In 15 Stunden geotropisch gereizten, verarmten Hypokotylen sind stoffliche Unterschiede zwischen Ober‐ und Unterhälften festzustellen, welche denen in intakteii wuchsstoffhaltigen horizontal gelegten Pflanzen entsprechen: Erhöhung des Zucker‐ und Phosphatgehaltes und Ansauerung des Zellsaftes auf der Unterseite. Dagegen ist kcin Mengenunterschied der Kationen Ca, K, Na, Mg zwischen Ober‐ und Unterhälften festzustellen. Nach einer 15stündigen Horizontalexposition isolierte Ober‐ und Unterhälften weisen in eiiier Wuchsstofflösung ein unterschiedliches Wachstum auf; die Unterhälften wachsen um 42% starker. In IES‐Losungen verschiedener Konzentration horizontal gelegte frisch dekapitierte Keinilinge zeigen bei höheren IES‐Konzentrationen keine Aufkrümmung niehr, obwohl ein stürkeres Streckungswachstum zu messen ist als bei den sich krüminenden Pflanzen. Es wird angenommen, daß durch Akkumulation von geringen Mengen von Auxin auf der Uiiterseite horizontal gelegter wuchsstoffverarmter Hypokotyle eine Anregung des Stoffwechsels erfolgt, die zu einer geringen Erhöhung des Energiepotentials der Unterseite führen dürfte. Nachfolgend apikal zugeführte Wuchsstoffmengen werden dann in der Unterseite beschleunigt transportiert und rufen dadurch in ihr ein stärlreres Wachstum hervor, was die Ursache der Krummungsreaktion darstellt. Das Erinnerungsverinögen wuchsstoffverarmter Hypokotyle an einen geotropischen Reiz hat seine Ursache in einer asymmetrischen Verteilung des Restwuchsstoffes. Eine geotropische Induktion scheint daher an die Anwesenheit von Auxin gebunden zu sein.