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Studies of onion root respiration I. Velocity of oxygen consumption in different segments of root at different temperatures as a function of partial pressure of oxygen

1949; Elsevier BV; Volume: 3; Linguagem: Francês

10.1016/0006-3002(49)90133-x

1878-2434

L. Joe Berry, W. E. Norris,

Legume Nitrogen Fixing Symbiosis

The rate of oxygen consumption and carbon dioxide production in different partial pressures of oxygen at 15°, 20°, 30° and 35°C were measured manometrically in segments of onion root tip 5, 10 and 15 min in length. The rates for the regions 5–10 mm and 10–15 mm above the tip were determined by difference. Curves for the three zones of root tip relating oxygen uptake to pressure of oxygen were hyperbolic at all temperatures but the pressure just supporting the maximum rate (critical pressure) increased with temperature. R.Q.'s were essentially unity at pressures equal to or greater than the critical pressure and exceeded unity when the pressures were less than the critical pressure. Rate of carbon dioxide production paralleled that of oxygen consumption but showed a smaller proportionate reduction at low oxygen tensions. Log k vs 1/T curves each root segment at different pressures of oxygen permitted calculations of activation energy. For the two basal zones, μ values of approximately 12000 calories were obtained at all pressures. For the apical 5 mm, a μ value of 4300 calories was found at 5% oxygen and one of about 13000 calories at 100% oxygen. The curves at pressures of 10%, 15% and 21% oxygen for the same segment hadbreaks with the slopes of the two straight-line portions approaching these extremes. From these results, it is concluded that diffusion is the limiting factor in rate of respiration at the lower pressures of oxygen. Nous avons mesuré avec un manomètre, sous diverses pressions partielles d'oxygène à des températures de 15°, 20°, 30° et 35°C, le taux de la consommation de l'oxygène et celui de la production du CO2 dans des segments de l'extrémité d'une racine d'oignon ayant 5, 10, et 15 mm de longueur. Les taux pour les zones situées entre 5 et 10 mm et entre 10 et 15 mm au-dessus de l'extrémité ont été déterminés par différence. Les courbes qui montrent les rapports entre la consommation et la pression de l'oxygène dan les trois zones de la racine étaient hyperboliques à toutes les températures; mais la pression qui maintenait tout juste le taux maximum (la pression critique) augmentait avec la température. Les quotients de respiration (R. Q.'s) étaient essentiellement l'unité à des pressions qui égalaient ou qui dépassaient la pression critique, et ils excédaient l'unité quand les pressions étaient plus basses que la pression critique. Le taux de la génération du CO2 était parallèle à celui de l'oxygène, mais il montrait une moindre diminution proportionnelle à de basses tensions d'oxygène. Les courbes log k vs 1/T pour chaque segment de racine à des pressions différentes d'oxygène ont permis les calculs de l'énergie d'activation. Pour les deux zones de base, nous avons obtenu des valeurs μ d'à peu près 12000 calories à toutes les températures. Pour les 5 millimètres apicaux, nous avons trouvé une valeur μ de 4300 calories à 5% d'oxygène, et une valeur μ d'à peu près 13000 calories à 100% d'oxygène. Les courbes pour le même segment aux pressions de 10, 15 et 21% d'oxygène n'étaient pas continues; l'inclinaison des deux segments rectlignes s'approchait de ces extrêmes. De ces résultats nous avons conclu que la diffusion est le facteur limitatif du taux de respiration aux pressions inférieures de l'oxygène. Die Geschwindigkeit der Sauerstoffaufnahme und der Kohlendioxydabgabe bei verschiedenen Partialdrucken von Sauerstoff bei 15, 20, 30 und 35°C wurde manometrisch in belwurzelsegmenten von 5, 10 und 15 mm Länge gemessen. Für die 5–10 mm 10–15 mm oberhalb der Spitze der Wurzel gelegenen Zonen wurde die Geschwindigkeit durch Substraktion bestimmt. Die Kurven, welche die Sauerstoffaufnahme in Abhängigkeit vom Sauerstoffdruck bringen, verlaufen für die drei Zonen der Wurzelspitze bei allen Temperaturen hyperbolisch, aber der Druck welcher gerade die grösste Geschwindigkeit aufrecht erhielt (der kritische Druck), nahm mit der Temperatur zu. Die Atmungskoeffizienten (R.Q.) waren gleich 1 bei Drucken die grösser oder gleich dem kritischen Drucke waren. Die Abgabe von Kohlendioxyd verlief parallel zur Sauerstoffaufnahme, aber die proportionale Abnahme bei niedrigen Sauerstoffdrucken war geringer. Auf Grund der Kurven welche für jedes Wurzelsegment bei verschiedenen Sauerstoffdrucken den log k in Abhängigkeit von 1/T bringen, konnte die Aktivierungsenergie berechnet werden. Für die zwei Grundzonen wurden für μ bei allen Drucken Werte von ungefähr 12000 Kalorien gefunden. Für die ersten 5 mm von der Spitze haben wir bei 5% Sauerstoff μ = 4300 Kalorien und für 100% Sauerstoff ungefähr μ = 13000 Kalorien gefunden. Die Kurven für Drucke von 10% und 21% Sauerstoff für ein und dasselbe Segment bestanden aus zwei geradlinigen Stücken deren Neigung sich diesen beiden Grenzwerten näherte. Aus diesen Ergebnissen folgern wir, dass die Diffusion der Faktor ist, der die Atmungsgeschwindigkeit bei niedrigen Drucken begrenzt.