Effects of photoperiod on kinetin-induced tuberization of isolated potato stolons culturedin vitro

Are short-day (SD) conditions inductive or permissive for potato tuberization? This question was addressed using anin vitro culture system. Kinetin induction ofin vitro tuberization in potato stolons cultured in the dark can be partially inhibited by light treatments. Photoperiod required for a major inhibition varied with cultivars: 8 hours for cv. Red Pontiac and 16 hours for cv. Kennebec. Short photoperiods decreased kinetininduced tuberization for all cultivars. Stolons cultured on kinetin-free medium generally did not tuberize, regardless of light treatment. Effects of kinetin and photoperiod on stolon and tuber development are observed. Relationships among kinetin, photoperiod and tuber-inducing stimulus produced under short days are discussed.     

Efficacy of Plectranthus glandulosus (Lamiaceae) and Callistemon rigidus (Myrtaceae) Leaf Extract Fractions to Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Bruchidae)

As part of on-going efforts to use eco-friendly alternatives to chemical pesticides, methanol crude extracts of Plectranthus glandulosus and Callistemon rigidus leaves were sequentially fractionated in hexane, chloroform, ethyl acetate, and methanol to establish the most active fraction(s) against Callosobruchus maculatus in cowpea. Cowpea seeds (25 g) were treated with 0.5, 1, 2, and 4 g/kg of extract to evaluate the contact toxicity and F₁ progeny production of the beetles in the laboratory. Mortality was recorded 1, 3, and 7 d postexposure. P. glandulosus hexane fraction was more toxic than the other fractions recording 100% mortality at 4 g/kg, within 7 d with LC₅₀ of 0.39 g/kg. Hexane fraction of C. rigidus showed superior toxicity, causing 100% mortality at 4 g/kg within only 1 d of exposure with LC₅₀ of 1.02 g/kg. All the fractions greatly reduced progeny emergence, with C. rigidus hexane fraction being the best progeny inhibitor. Fractions of P. glandulosus and C. rigidus leaves had sufficient efficacy to be a component of storage pest management package for C. maculatus.     

Light and genotype effects on in vitro tuberization of potato plantlets

Summary In vitro tuberization responses of eleven clones of potato were evaluated under different photoperiods and light intensities. No growth regulators were added to the medium to avoid the potential modification of the response to the environmental stimuli. Plantlets were grown on MS medium containing 3% sucrose for four weeks under long days (16 h). Tuberization was induced by short days (8 h). Five photoperiodic combinations and three light intensity treatments were applied. Light applied after the tuber induction phase delayed or inhibited tuber initiation (at proper photoperiods both at 111 and 55 μmol m⁻² s⁻¹ light intensities at 24/15 °C day/night temperature). Darkness following the induction stage accelerated and synchronized tuber initiation after high light intensity. However, these effects of dark treatment depended on light intensity applied in short days before dark treatment. There was an interaction between the duration of darkness applied in photoperiodic treatments and the light intensity applied in short days on tuber initiation. No relationship was observed between the maturity groups of clones tested and their tuber initiation responses. Tight interaction (P≤0.01) of treatments and clones was proved by statistical analysis. Reliable tuberization and high rate of tuberization (1.20–1.52) can be reached using these hormon-free systems.     

Effect of three anti-gibberellin growth retardants on tuberization of induced and non-induced Katahdin potato leaf-bud cuttings

Katahdin potato plants were grown in a growth chamber undernoninducing conditions and treated with three anti-gibberellin growth retardants. Other plants were sprayed with gibberellic acid and placed in aninducing growth chamber adjusted to promote tuber induction. Treatments were repeated the following week. After final treatment, apical, sub-apical, medial and basal leaf-bud cuttings were taken from each plant and placed in a mist chamber. After two weeks, cuttings were examined for tuberization. Two of the retardants were associated with approximately 3 and 2 fold increases in tuberization over the non-induced control. Although induced control cuttings exhibited almost complete tuberization, application of gibberellic acid to plants grown under identical conditions, reduced tuberization 14 fold. Tuberization response of induced control cuttings was unaffected by stem location. In non-induced control and quaternary ammonium compound-treated cuttings, basal cuttings tuberized significantly better than those taken from higher on the stem. This pattern was eliminated for plants treated with the triazole compound. Below-ground portions of donor plants were also examined and showed a significant increase in average rhizome number and total rhizome length associated with inducing conditions. Tuber number of donor plants was also increased for those plants grown under inducing conditions or treated with the triazole compound under noninducing conditions.     

The effect of nitrogen on the coumarin-induced tuberization of potato axillary shoots culturedin vitro

Coumarin-induced tuberization was studied on axillary shoots excised from etiolated potato sprouts each of which was cultured in vitro. Sprouts grown on culture medium with high nitrogen concentrations produced axillary shoots which elongated and would not readily tuberize. Sprouts cultured on medium low in nitrogen produced axillary shoots which tuberized with limited elongation. Carbohydrate concentration of the culture medium for the excised axillary shoot could significantly modify the nitrogen effect of the potato sprout medium. Axillary shoots growing on high nitrogen medium did not tuberize except in cases where the carbohydrate concentration was increased.     

Interaction between jasmonic and gibberellic acids on in vitro tuberization of potato plantlets

Summary A reverse of the delaying effect of gibberellic acid (GA₃) was observed in in vitro tuberization of potato plantlets when the medium contained 0.8×10⁻⁵ M jasmonic acid (JA). The promoting effect of JA seemed to be correlated with the initial absence of growing roots, probably through direct activity of JA in microtuber-producing buds in the stoloniferous shoots. This is based on the fact that JA did not inhibit root growth a posteriori. Endogenous gibberellins (GAs) synthesized by roots did not interfere with the previous activity of JA in tuberization. The absence of a JA promoting-effect on tuberization of previously-rooted plantlets could be related to the capacity of potato roots to synthesize endogenous GAs which might antagonize the JA effect on buds of stoloniferous shoots.     

Jasmonate effect on in vitro tuberization of potato (Solanum tuberosum L.) cultivars under light and dark conditions

Summary Effects of jasmonic acid (JA) on in vitro tuberization of six potato cultivars were examined. Tuberization was carried out in the dark, or with 8 h photoperiod on MS media with vitamins, 8% sucrose, 0.6% agar and either 2.5 μM JA (JAMed) or no JA using explants either preconditioned with 2.5 μM JA (JAPret) or not. Cultivars Amisk, Russet Burbank, Sangre and Umatilla Russet produced the most (1.0–1.7) and the largest microtubers per explant. Tuberization was inconsistent in Shepody and poor in Atlantic. All cultivars tuberized significantly better in 8 h than in the dark. JA effects were cultivar specific and larger in the dark than in light. In the dark, Amisk, Atlantic and Umatila Russet tuberized better in JAMed than in JAPret. These cultivars did not benefit from JA treatments in light. Russet Burbank and Sangre tuberized in the dark better from JAPret cuttings than on JAMed medium. JA had no effect on tuberization in Shepody. JA double treatment in light vs. control and individual JA treatments significantly reduced tuberization in Shepody and Russet Burbank.     

A comparison of the effects of photoperiod,and of a growth retardant (CCC) on the control of stem extension in potato

Summary A comparison was made of the effects of CCC and photoperiod on stem extension inMaris Peer potatoes. Both treatments decreased stem length and the length of individual internodes. Short days slowed the rate of internode production, whereas CCC did not. In long days, internode length increased from base to apex, but in short days this gradation was not apparent. CCC treatment did not affect the pattern of internode length in long days, but caused some shortening of the upper internodes in short days. It was concluded that CCC and short days decrease stem growth by different mechanisms.

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Zusammenfassung Ein Vergleich zwischen den Einflüssen von CCC und der Photoperiode auf das L?ngenwachstum der Stengel von Kartoffeln wurde bei der SorteMaris Peer angestellt. CCC und Kurztage verkürzten die Stengell?nge (Abb. 1) und die L?nge der einzelnen Internodien (Abb, 3). Kurztage verlangsamten die Rate der Internodienerzeugung (Abb. 2a) und das Wachstum, verl?ngerten aber die Zeit des L?ngenwachstums (Abb. 3a). CCC beeinflusste die Rate der Internodienerzeugung nicht (Abb. 2b); ihre Wachstumsrate nahm erst ab, nachdem die Internodien 2 mm L?nge erreicht hatten (Abb. 3b), und die Internodien stellten ihr Wachstum früher ein. Unter Langtag nahm die Internodienl?nge von der Basis bis zur Triebspitze zu (Abb. 4) CCC ?nderte dieses allgemeine Bild nicht (Abb. 4, 18 Std. und 24 Std.) und hatte den gr?ssten Einfluss auf die Internodien, die sich bei und kurz nach der Anwendung ausdehnten. Unter Kurztag wiesen die Internodien alle eine ?hnliche L?nge auf, aber CCC verkürzte die L?nge der oberen Internodien (Abb. 4, 12 Std.), so dass sich eine gewisse Abnahme in der L?nge von der Basis bis zur Spitze ergab. Es wurde deshalb daraus geschlossen, dass CCC und Kurztag das Stengelwachstum durch verschiedene Mechanismen verkürzen.

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Résumé Les auteurs ont comparé les effets du CCC et de la photopériode sur la croissance de la tige chez les pommes de terreMaris Peer. Le CCC et les jours courts diminuent la longueur de la tige (fig. 1) et la longueur de chaque entrenoeud (fig. 3). Les jours courts ralentissent la vitesse de production des entrenoeuds (fig. 2a) et leur croissance mais allonge la période de leur élongation (fig. 3a). Le CCC n'a pas d'effet sur la vitesse de production des entrenoeuds (fig. 2b). leur vitesse de croissance diminue seulement après qu'ils ont atteint une longueur de 2 mm (fig. 3b) et les entrenoeuds arrêtent précocement de se développer. En jours longs, la longueur des entrenoeuds augmente de la base au sommet (fig. 4), Le CCC n'altère pas leur aspect général (fig. 4, 18 h et 24 h) et a le plus d'effet sur les entrenoeuds qui sont en voie d'élongation au moment de l'application, ou peu après. En jours courts, les entrenoeuds ont tous une longuer similaire mais le CCC diminue la longueur des entrenoeuds supérieurs (fig. 4, 12 h), ce qui entra?ne une certaine diminution de la longueur de la base au sommet. Les auteurs concluent que le CCC et les jours courts diminuent la croissance de la tige par des mécanismes différents.

     

Effects of photoperiod,night temperature,and irradiance on flower production in the potato

Summary The influence of three environmental factors on the incidence of arrested floral development (bud abortion) in different potato clones was studied. The first experiment measured flower production in growth chambers when a 12-h photoperiod was extended by 4 h dim light. The second experiment, also in growth chambers, contrasted flower production under night temperatures of 10°C and 20°C (day temperature 30°C, photoperiod 12 h). A third experiment examined bud abortion in plants grown in the greenhouse under shade cloths which reduced incoming irradiance to ca. 50% of normal. Both the longer photoperiod and warmer night temperature promoted flower production, in some of the clones tested, by reducing bud abortion. Reduced irradiance completely suppressed flower development (but not bud formation) in all clones. In all experiments, the number of flowers developing to anthesis was significantly correlated with shoot dry weight, indicating that treatments which promote shoot growth reduce the incidence of bud abortion. Paper No. 854, Department of Vegetable Crops, Cornell University.     

Effect of photoperiod on development and reproduction of Megacopta cribraria(Hemiptera:Plataspidae)

Megacopta cribraria (Hemiptera: Plataspidae) continually outbreaks due to suitable photoperiod in recent years. Effect of photoperiod on growth, development and reproduction of M. cribraria were assessed in this study. Results indicated that developmental duration, nutrient accumulation efficiency, and adult fecundity of M. cribraria were significantly different under 6 photoperiodical conditions. Developmental duration of nymph stage gradually tended to be shorter as day time increase. Body weights of 5th instar nymphs for 16 h and 4 h day time photoperiods were 5.2 mg and 4.6 mg, respectively. Moreover, longevity of adults tended to be longer as day time increase. However, for the short day photoperiod (4 L:20 D and 8 L:16 D), population showed no reproductive behaviors. Index of population trend increased with photoperiod extension and adults showed stronger reproductive capacity and longer longevity. This research identified the favorable photoperiodical conditions before outbreak. It may provided reference for ecological adaptability of M. cribraria, and contribute to the scientific basis for forecasting and controlling of M. cribraria.     

Effect of N6benzyladenine on vegetative growth and tuber production in potato

Effects of 0, 10, 20 and 30 ppm N⁶Benzyladenine and 1, 2 and 3 applications on a summer variety of potato were studied in a factorial experiment. Benzyladenine at 10–20 ppm regardless of the number of applications significantly increased number of shoots per plant. This was noticed as early as 20 days after the first application. Two applications regardless of concentration, and a combination of two applications and 20 ppm concentration significantly increased the total length of main shoots. There were no significant changes in tuber production.     

Scanning electron microscope observations of the development of sporophores ofColletotrichum atramentarium (B. et Br.) Taub. on infected potato periderm

Sections of potato periderm (1cm²), bearing sclerotia ofC. atramentarium were incubated for 16 days at 25°C, fixed in OsO₄ vapor at room temperature, dehydrated in a graded ethanol series and stored in 100% ethanol. Fixed specimens were coated with gold and examined with a Stereoscan electron microscope. Initial observations revealed numerous sclerotia and non-spore producing acervuli. After 16 days acervuli in various stages of development were observed. Initial development consisted of periderm swellings caused by a sclerotial body which enlarged to occupy an entire cork cell and eventually ruptured the periderm. A palisade layer formed from which setae developed, and apical ends of conidiophores were evident. Further development of the palisade layer was partially obscured by extrusion of a mucilaginous layer. Cylindrical, single-celled conidia (2.2–3.8u x 14.4–19u) were extruded through the mucilaginous matrix. Remnants of periderm wall were associated with acervuli and conidia lay in closely packed masses around the bases of mature acervuli. Conidia washed from spore producing acervuli onto PDA, germinated within 24 hours at room temperature. Electron scan is a rapid method for following acervulus development ofC. atramentarium on diseased potato periderm and demonstrates the feasibility of studying other potato periderm diseases with this technique.     

A preliminary study of changes in the content of gibberellin-like substances in the potato plant in relation to the tuberization mechanism

Summary Changes in the content of gibberellin-like substances were followed in shoots and roots during different periods of the vegetative cycle (pre-tuberization; tuber initiation; tubers 1–2 cm in diameter; tubers fully grown). The extractions were made with ethyl alcohol and the extracts were divided into acid and neutral fractions after previous treatment with ethyl acetate. Before tuberization the shoots contained large quantities of gibberellin-like substances which decreased after tuberization. On the other hand, the roots contained high concentrations of antigibberellin-like substances which disappeared after tuber initiation. It is suggested that these substances are of importance in the control of the mechanism of tuberization, on the basis of a hypothesis previously propounded.

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Zusammenfassung Aufgabe dieser Arbeit war, die Entwicklung der gibberellinisch oder antigibberellinisch wirkenden Stoffe in der Kartoffelpflanze (SorteBintje) sowie ihre m?glichen Beziehungen zum Mechanismus der Knollenbildung zu studieren. Der Inhalt dieser Stoffe im Laub und im Wurzelsystem wurde in folgenden Zeitpunkten der vegetativen Entwicklung der Pflanze analysiert: vor der Knollenbildung (20–25 Tage nach Pflanztermin); Beginn der Knollenbildung (Vergr?sserung der Stolonenspitze); Knollen mit 1–2 cm Durchmesser; abgeschlossene Knollenbildung (15–18 Tage vor dem Vergilben der Pflanzen). Die erw?hnten Stoffe wurden 24 Stunden im Dunkeln und bei 2–3 C mit 75 prozentigem Aethylalkohol extrahiert. Nach Entfernung des Alkohols im Vakuum und anschliessender Aethylazetatbehandlung wurden die Extrakte in neutrale und saure Fraktionen getrennt. Nach ihrer Konzentrierung wurden alle Extrakte papierchromatographisch (Whatman's Papier Nr. 4) untersucht. Die Zonen, die im ultravioletten Licht (2537 ?) Fluoreszens oder Absorption zeigten, wurden markiert. Die üblichen Zonen wurden nach herk?mmlichen Rf eingeteilt und ebenso wie die ersten mit Phosphat-Zitronens?urepuffer (pH 5) 24 Stunden im Dunkeln und bei 2–3 C eluiert. Um Stoffe mit gibberellinischer oder anti-gibberellinischer Wirkung zu entdecken, wurde der Reis-Test verwendet. Die Ergebnisse (Abb. 1 und 2) zeigen, dass vor der Knollenbildung das Laub verh?ltnism?ssig hohe Konzentrationen der gibberellinisch wirkenden Stoffe enth?lt, die sich nach Beginn der Knollenbildung verringern. Die Wurzeln ihrerseits zeigen mehrere Fraktionen mit anti-gibberellinischer Wirkung, die nach Einsetzen der Knollenbildung verschwinden. Gestützt auf die in einer früheren Arbeit dargestellten Hypothese glauben die Verfasser, dass diese Stoffe m?glicherweise eine Rolle in der Kontrolle der Knollenbildung spielen k?nnten. Laut dieser Hypothese dürften ein oder einige dieser anti-gibberellinisch wirkenden, durch die Wurzeln synthetisierten Stoffe (Wurzel-Faktor?) nicht nur die Knollenbildung, sondern auch die Erscheinung und das Wachstum der Stolonen am Anfang des Vegetationszyklus hemmen. Unterhalb einer gewissen Konzentrationsgrenze oder dank einer Wechselwirkung dürften ein oder mehrere gibberellinisch wirkende Stoffe des Laubes die Knollenbildung weiter hemmen, jedoch die Erscheinung des Stolonensystems f?rdern. Die Knollenbildung würde unter einer bestimmten kritischen Schwellen konzentration dieser natürlichen Gibberelline eintreten. Gleichfalls geben die Verfasser die M?glichkeit eines Eingriffs des hypothetischen ‘Knollenbildungsfaktors’ in den Mechanismus der Knollenbildung zu; nach einigen Autoren soll sich dieser unter bestimmten thermischen und photoperiodischen Verh?ltnissen synthetisieren.

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Résumé Le travail avait pour but d'étudier l'évolution de substances d'activité gibbérellinique ou antigibbérellinique dans la plante de Pomme de terre (variétéBintje) et ses rapports possibles avec le mécanisme de tubérisation. La présence de ces substances dans le feuillage et le système radiculaire a été analysé à certains moments du cycle végétatif de la plante (prétubérisation 20–25 jours après plantation); début de la tubérisation (grossissement de l'apex stolonifère); moment où les tubercules ont atteint 1–2 cm de diamètre; et pleine tubérisation (15–18 jours avant le jaunissement des plantes). L'extraction de ces substances a été faite avec de l'alcool éthylique 75% pendant 24 heures à 2–3 C et à l'obscurité. Aprés élimination sous vide de l'alcool, les extraits ont été divisés en fractions neutres et acides par un traitement à l'acétate d'éthyle. Après concentration de tous les extraits, ceux-ci furent chromatographiés sur papier Whatman No. 4. On a marqué les régions qui se sont révélées être fluorescentes ou absorbantes à la lumière ultraviolette (2537 ?). Les autres régions ont été divisées selon des Rf conventionnels, et, comme les autres, ont été éluées avec un tampon phosphateacide citrique pH 5, pendant 24 heures, à 2–3 C et à l'obscurité. Tout de suite on a utilisé le test riz afin de détecter des substances d'action gibbérellinique ou antigibérellinique. Les résultats (Fig. 1 et 2) montrent que, avant la tubérisation, feuillage contient des concentrations relativement élevées de substances d'action gibbérellinique lesquelles diminuent après l'installation du phénomène de tubérisation. D'ailleurs les racines montrent plusieurs fractions d'action antigibbérellinique. Enfin, elles disparaissent lorsque la plante commence à tubériser. Les auteurs pensent que ces substances peuvent jouer un r?le dans le contr?le de la tubérisation, tenant compte d'une hypothèse exposée dans un travail antérieur. Selon cette hypothèse l'une ou certaines substances d'action antigibbérellinique synthétisées par les racines (‘facteur radiculaire’?) empêcheraient, au début du cycle végétatif de la plante, non seulement la tubérisation, mais aussi l'apparition et croissance des stolons. Au-dessous d'une certaine limite ou par interaction avec elles, une ou certaines substances d'action gibbérellinique du feuillage continueraient à empêcher la tubérisation mais elles stimuleraient l'apparition du système stolonifère. Au-dessous d'une certaine limite critique de concentration de ces gibberellines naturelles se produirait la tubérisation. On admet encore la possibilité de l'intervention dans ce mécanisme, de l'hypothétique ‘facteur de tubérisation’ qui, selon certains auteurs, se synthétiscrait dans certaines conditions photopériodiques et thermiques.

     

Influence of nitrogen nutrition,daylength and temperature on contents of gibberellic and abscisic acid and on tuberization in potato plants

Summary In water culture experiments, plants grown under inducing climatic conditions (20°C and 12 h) and continuous supply of N had a relatively low ABA and a high GA content in the shoot. These plants failed to form tubers. The combination of these same climatic conditons with interruption of the N supply led to an increase in the ABA and the simultaneous decrease in the GA content, i.e. a high ABA/GA ratio. Coincidently tuberization occurred. Restoration of the N supply cáused an inversion of the ABA/GA ratio and was often accompanied by regrowth of tubers. Under non-inducing climatic conditions (30°C or 18 h) interruption of the N supply still increased the aBA content but failed to decrease the GA content. Under these conditions tuberization was not observed. The results indicate that N nutrition, like photoperiod and temperature, may control tuberization in potato plants mainly by changing the ABA/GA ratio.

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Zusammenfassung In Wasserkulturversuchen wurden der Einfluss von kontinuierlichem und diskontinuierlichem N-Angebot bei unterschiedlicher Temperatur (20°C bzw. 30°C) und Tagesl?nge (12 bzw. 18 Std.) auf den Gehalt an Abscisins?ure (ABA) und Gibberellins?ure (GA) im Spross und auf die Knolleninduktion untersucht. Die Pflanzen (S. tuberosum cv. Ostara) wuchsen in Klimakammern. Bei kontinuierlichem N-Angebot wurde die NO₃-Konzentration der N?hrl?sung st?ndig h?her als 1 mM gehalten, w?hrend bei diskontinuierlich-N das N-Angebot periodisch für 6 Tage unterbrochen wurde (3 Tage+N und 6 Tage-N). Die unterschiedlich mit N ern?hrten Pflanzen wurden im Abstand von 3 Tagen geerntet und in den Sprossen die ABA- und GA-Gehalte untersucht. ABA wurde gaschromatographisch und GA mit dem Salathypokotyltest bestimmt. Bei kontinuierlichem N-Angebot wurde die Knolleninduktion auch bei induktiven Klimabedingungen (12 Std. Tagesl?nge und 20°C) verhindert. Die Wachstumsrate der Sprosse blieb hoch. Unterbrechung des N-Angebotes (diskont. N) verminderte die Wachstumsrate der Sprossen und führte zu Knolleninduktion. Bei kontinuierlichem N-Angebot waren in den Sprossen die ABA-Gehalte niedrig und die GA-Gehalte hoch (Abb. 2). Unterbrechung des N-Angebotes führte zu raschem Anstieg der ABA-Gehalte und Abfall der GA-Gehalte (ABA/GA=1,5). Gleichzeitig mit dieser Verschiebung trat Knolleninduktion auf. Nach erneutem N-Angebot kam es durch Abnahme der ABA- und Zunahme der GA-Gehalte wieder zur Umkehrung dieses Verh?ltnisses (ABA/GA ∼0,8). Ein überh?htes N-Angebot unmittelbar nach der Induktion führte zum ‘Durchwachsen’ der Knollen (Abb. 3), offenbar die Folge des ver?nderten Phytohormonverh?ltnisses. Im Langtag (18 std.) oder bei konstant hohen Temperaturen (30°C) unterblieb auch nach Unterbrechung des N-Angebotes die Knolleninduktion. Unter diesen Bedingungen stieg zwar der ABA-Gehalt an, der GA-Gehalt jedoch ebenfalls, wodurch sich das ABA/GA-Verh?ltnis nur leicht erh?hte. Auffallend war, dass auch nach Unterbrechung des N-Angebots im Langtag die Wachstumsrate der Sprosse hoch blieb, und bei hoher Temperatur die Wurzelentwicklung stark beeintr?chtigt war (Abb. 5). Die Versuchergebnisse sprechen dafür, dass für den Anstieg der ABA-Gehalte im Spross bei Unterbrechung des N-Angebotes die Wurzeln eine zentrale Rolle spielen. Dagegen scheint der GA-Gehalt des Sprosses eng mit der meristematischen Aktivit?t der Sprosspitzen korreliert zu sein. Umweltfaktoren, die besonders das Sprosswachstum f?rdern (kont. N; hohe Temperaturen), k?nnten auf diesem Weg das ABA/GA-Verh?ltnis verkleinern und dadurch die Knolleninduktion verhindern.

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Résumé L'apport continu et discontinu d'azote aux plantes cultivées en hydroponie et exposées à des températures de 20°C et 30°C, à des longueurs de jour de 12 et 18 heures, a été examiné en relation avec la teneur d'acides abcissique (ABA) et gibberellique (GA), dans les pousses ainsi que l'effet sur la tubérisation. Les plantes (S. tuberosum cv. Ostara) ont été cultivées en chambre de croissance. Par l'apport continu d'azote, la concentration de la solution nutritive en NO₃ a été maintenue constamment au-dessus de 1 mM. Tandis que par l'apport discontinu d'N, il a été observé un arrêt d'apport d'azote pendant 6 jours (3 jours+N et 6 jours-N). Les plantes soumises aux différents traitements ontété récoltées à intervalles réguliers de 3 jours. L'ABA et le GA ont été dosés à partir des tiges. L'ABA a été dosé par chromatographie en phase gazeuse et le GA avec l'aide du test de l'hypocotyle de salade. Par l'apport continu d'azote, l'induction de la tubérisation n'a pas eu lieu, même par des conditions de climat favorables (longueur du jour 12 h et 20°C). Le taux de croissance des tiges était très élevé. L'apport discontinu d'N diminuait la croissance des tiges en déclenchant la tubérisation. Lors d'apport continu d'azote, les teneurs en ABA dans les tiges étaient basses et celles en GA élevées (fig. 2). L'interruption d'apport d'N provoque un accroissement rapide de la teneur en ABA et une diminution de GA (ABA/GA=1,5). Ce changement était en relation avec la tubérisation. Par un nouvel apport l'ABA diminuait et le GA augmentait, et la relation a été inversée (ABA/GA∼0,8). Un surdosage d'N sit?t après la tubérisation a provoqué la germination des tubercules (fig. 3), probablement en raison du changement des relations entre les phytohormones. Par jour long (18 h) ou par une température constante de 30°C, il n'y eut pas de formation de tubercules, même après un arrêt de l'apport d'N. Par ces conditions, la teneur en ABA augmentait, et celle de GA également; le rapport de la relation ABA/GA n'a été que légèrement élevé. Par jour long, la croissance des tiges restait élevée même après avoir interrompu l'apport d'N. La croissance des racines était fortement perturbée par températures élevées (fig. 5). Les résultats d'essais démontrent que les racines jouent un r?le important sur l'augmentation du taux d'ABA dans les tiges, lors de l'arrêt d'apport d'N. Par contre, il semblerait que le taux de GA est étroitement corrélé avec l'activité méristématique des sommets des pousses. Les facteurs du milieu qui favorisent la croissance des tiges (N continu, températures élevées) pourraient par cette voie diminuer la relation ABA/GA et ainsi empêcher toute tubérisation.

     

Metabolism of nucleic acids in potato stolon tips at the onset of tuberization induced by long nights and low temperature

Summary Metabolism of nucleic acids was investigated in stolon tips from both tuberizing and non-tuberizing potato plants. It was found that: 1. The content of RNA was higher while the DNA content was lower in stolon tips of tuberizing plants as compared with non-tuberizing plants; 2.Ribonuclease activity was lower in tuberizing stolon tips; and 3. Ratios of the four major bases (adenylic, cytidylic, guanilic and uridylic acid) in 4 S RNA, ribosomal RNA and tenaciously bound RNA did not show significant differences between stolon tips from tuberizing and non-tuberizing plants.

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Zusammenfassung Kartoffelpflanzen, die lange N?chte und niedrige Temperatur ben?tigen, wurden durch diese Bedingungen zur Knollenbildung induziert. Der Stoffwechsel der Nukleins?uren sowohl von knollenbildenden als auch von nicht knollenbildenden Stolonenspitzen wurde untersucht. In Fig. 1 werden typische Elutionskurven der Nukleins?uren der beiden verschiedenen Stolonenspitzen gezeigt, wie sie durch Chromatographie an methylierten Albumin-Kieselguhr-Kolonnen erhalten werden. Wie gezeigt, wurden 4 S, 5 S, 18 S, 28 S und fest gebundene RNA und DNA fraktioniert. Bei Beginn der Knollenbildung wurden von allen Formen von RNA gr?ssere Mengen beobachtet, w?hrend der DNA-Gehalt niedriger war als in nicht knollenbildenden Stolonenspitzen. Ein Vergleich der RNA/DNA-Verh?ltnisse zeigte, da\ w?hrend des Anfangsstadiums der Knollenbildung eine auffallende Erh?hung der RNA pro zelle stattfindet (Tabelle 1). Untersuchungen der Ribonuklease-Aktivit?t zeigen wenig Unterschiede in der Aktivit?t zwischen der Kontrolle und den knollenbildenden Stolonenspitzen auf der Basis von Trockengewicht (Tabelle 2). Ein h?herer Gehalt an l?slichem Protein wurde in knollenbildenden Stolonen beobachtet, was eine geringere Aktivit?t der Ribonuklease auf Basis von l?slichen Proteineinheiten zur Folge hatte (Tabelle 2). Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, da? die Verh?ltnisse der vier haupts?chlichen Basen (AMP, CMP, GMP und UMP) in den Ribonukleins?uren sich nach Beginn der Knollenbildung nicht ver?nderten.

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Résumé Les plantes de pomme de terre qui exigent des nuits lonngues avec une basse température etaient induit à la tubérisation par ces conditions. Les auteurs ont étudié le métabolisme des acides nucléiques dans des extrémités de stolons à la fois en tubérisation et en non-tubérisation. A partir de ces deux types d’extrémités de stolons, les pics des acides nucléiques sont représentés dans la Fig. 1, après élection caractéristique de l’albumine méthylée par chromatographie sur kieselguhr. Comme on peut le voir, 4 S, 5 S, 18 S, 28 S et les RNA et DNA étroitement liés sont fractionnés. En début de tubérisation, on observe de plus grandes quantités de RNA de tous types, tandis que la teneur en DNA est plus faible que dans. les extrémités des stolons en non-tubérisation. Une comparaison des rapports RNA/DNA révèle qu’un accroissement marqué de RNA par cellule se produit pendant le stade initial de formation du tubercule (Tableau 1). Des observations d’activité de ribonucléase sur la base du poids sec-démontrent une légère modification de l’activité entre le témoin et les extrémités de stolons en cours de tubérisation (Tableau 2). On observe une teneur plus élevée en protéine soluble dans les stolons en tubérisation, qui résulte d’une activité plus faible de la ribonucléase relative aux unités de protéines solubles (Tableau 2). Les résultats du Tableau 3 indiquent que les rapports des quatre bases principales (AMP, CMP, GMP et UMP) dans les acides ribonucléiques ne se modifient pas sous l’action de l’initiation de la tubérisation.

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This research was supported in part by grants from the Hill Family Foundition and the Rockefeller Foundation.

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Scientific Journal Series Article 7698 of the Minnesota Agricultural Experiment Station.