The mechanism of kinetin-induced transport in corn leaves

Abstract

1. Kinetin-induced transport of P³² in detached corn leaves is shown to be limited to the axial direction of the leaves, i.e. along the axis of the vascular bundles. It is not apparently dependent on the water flow in the xylem, and it can be blocked by steam-killed zones or by metabolic inhibitors. It is concluded that kinetin-induced redistribution of phosphates in isolated corn leaves takes place in the phloem. 2. The movement of P³² is preferentially toward the base of the excised leaf, indicating a natural mobilization center at the leaf base. 3. Kinetin treated parts of leaves attract and accumulate P³². They do not accumulate the radioisotopes Na²², Rb⁸⁶, Cl³⁶ and I¹³¹; but the transport of Na²² directed towards kinetin centers is enhanced. 4. Two “mobilizing centers” established by kinetin application along the leaf axis do not attract P³² from intermediate tissue at the same time in opposite directions. They compete with each other for the transport system: both the direction and the velocity of movement are determined by the difference of the “mobilizing forces”. Thus, mobilization is either to one or to the other mobilizing center. 5. Under conditions of enhanced transport (i.e. in presence of kinetin centers), the distribution curves of P³² and Na²² are flattened. This change would be expected for the mass-flow type of transport. 6. It is concluded that “mobilizing centers” in isolated corn leaves stimulate a mass-flow transport in the phloem. Evidence is presented that they act as suction pumps. Some general aspects of phloem transport are discussed. 1. Der kinetininduzierte Transport von ³²P ist in isolierten Maisblättern an die Längsrichtung, d.h. an die Richtung der parallelen Leitbündel gebunden. Er ist nicht von Wasserbewegungen im Xylem abhängig und wird an abgetöteten oder hemmstoffbehandelten Stellen des Blattes blockiert. Dies deutet darauf hin, daß die kinetininduzierte Verlagerung von Phosphaten im Phloem stattfindet. 2. Kinetinbehandelte Blattbereiche induzieren einen auf sie gerichteten Transport von ³²P; die transportierten radioaktiven Phosphate akkumulieren sie. Im Gegensatz zu ³²P werden die Isotope ²²Na, ⁸⁶Rb, ³⁶Cl und ¹³¹J am Kinetinort nicht angereichert. Der Transport von ²²Na wird jedoch auf Kinetinzentren zu gefördert. 3. Stehen sich zwei “mobilisierende Zentren” in einem Blatt gegenüber, dann wird dazwischen aufgetragenes ³²P nicht gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen transportiert. Die beiden Zentren konkurrieren miteinander um das Transportsystem: Richtung und Geschwindigkeit der Stoffbewegung hängen von der Differenz der “mobilisierenden Kräfte” ab. 4. Wird der Transport von ³²P und ²²Na durch Kinetinzentren beschleunigt, so beobachtet man an den Verteilungskurven der Radioaktivität eine Abnahme der Steigung. Diese Veränderung ist zu erwarten, wenn die Stoffe im Phloem mit einer Massenströmung wandern. 5. Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß “mobilisierende Zentren” in isolierten Maisblättern einen Massenstromtransport im Phloem auf sich lenken. Der Pumpmechanismus, der die Strömung unterhält, ist wahrscheinlich kein Druckstromsystem, sondern ein einfacher Sog. Einige allgemeine Aspekte des Phloemtransports werden diskutiert.