Evidence for indole-3-acetic acid and tryptophan in the shoot of Solanum nigrum and the effect of potassium nutrition on their levels

Summary Juvenile leaves and stems of s. nigrum, cultivated at two potassium levels, were extracted with boiling methanol. In the extracts, purified and separated by column- and thin layer chromatography, tryptophan, IAA and a growth inhibitor were detected. IAA and the inhibitor were quantitatively estimated using the Avena coleoptile curvature test while tryptophan was estimated by a new densitometer method.In the species tested the quantity of tryptophan is shown to be higher at a low potassium level and lower at a high potassium level at all stages of growth. The situation in regard to IAA and its inhibitor is reversed. This relation may be taken as an evidence in support of the view that IAA-biosynthesis from tryptophan may follow the indole pyruvic acid pathway.The relation between tryptophan and K-content, reported here, together with the earlier reports regarding the correlation between the alkloid- and the K-content, have been found to be in agreement with the view that tryptophan is the precursor for the biosynthesis of certain alkaloids.During the course of this work some technical improvements in regard to the purification of the plant extracts and the estimation of tryptophan have been devised.

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Zusammenfassung In Extrakten (kochendes Methanol) junger Stengel und Blätter von Solanum nigrum L. aus zwei Versuchsgruppen mit unterschiedlichem K-Gehalt wurden dünnschichtchromatographisch Tryptophan, ein Wuchsstoff (sehr wahrscheinlich Indol-3-Essigsäure) und ein Hemmstoff nachgewiesen. IES und der Hemmstoff wurden im Avena-Krümmungstest quantitativ bestimmt. Die Ermittlung des Tryptophangehaltes erfolgte densitometrisch. K-reiche Pflanzen enthielten weniger Tryptophan als K-arme Pflanzen. Dagegen war der IES- und der Hemmstoffgehalt bei K-reichen Pflanzen höher als bei K-armen Pflanzen. Das Verhältnis von Tryptophan- und IES-Gehalt in Beziehung zum K-Niveau wird diskutiert. Die Befunde sprechen dafür, daß die Biosynthese der IES aus Tryptophan über Brenztraubensäure verläuft.In einer früheren Arbeit wurde gefunden, daß der Alkaloidgehalt vom K-Gehalt abhängig ist. Dies scheint in ursächlichem Zusammenhang mit der in dieser Arbeit festgestellten Abhängigkeit des Tryptophangehaltes vom K-Gehalt zu stehen, denn Tryptophan stellt ja eine Vorstufe bei der Alkaloidsynthese dar.

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This problem took its shape from the discussions with Dr. H. Kaldewey, to whom I owe special gratitude.