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Some effects of the herbicide EL-107 on cellular growth and metabolism

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Summary Effects of the herbicide EL-107 (N-[3-(1-ethyl-1-methylpropyl)-5-isoxazolyl]-2,6-dimethoxy-benzamide) on the growth of dicotyledonous plants are described. The herbicide did not inhibit germination but reduced the growth of rape (Brassica napus L.) by half at 0.0057 mg l−1. The most characteristic symptom induced was a swelling of the apical regions, and histological observations of root tips of Polygonum persicaria and rape revealed a progressve disappearance of the meristematic zone, which was replaced by enlarged cells almost devoid of cytoplasm. Growth of cells of Acer pseudoplatanus L. and soybean (Glycine max L.) cultured in suspension was also inhibited by EL-107, which induced a characteristic change in the cell morphology to an enlarged, rounded shape. EL-107 apparently did not block cell division; at a high concentration it produced some inhibition of protein synthesis, but in Acer cells only. In both types of cell cultures it inhibited, to some extent, the incorporation of glucose into cell wall material. Resume Quelques effets de l'herbicide EL-107 sur la croissance et le metabolisme cellulaires Les effets de l'herbicide EL-107 (N-[3-(1-ethyl-1-methylpropyl)-5-isoxazolyl]-2,6-dimethoxybenzamide) sur la croissance de dicotyledones sont decrits. L'herbicide n'inhibait pas la germination mais reduisait de moitie la croissance du colza (Brassica napus L.) pour une concentration de 0,0057 mg l−1. Le symptome le plus caracteristique etait un gonflement des regions apicales, et des observations histologiques d'extremites racinaires de Polygonum persicaria et de Brassica napus ont montre une disparition progressive de la zone meristematique, remplacee par une zone de cellules agrandies et presque vides de cytoplasme. La croissance de cellules d'Acer pseudoplatunus L. et de Glycine max L. cultivees en suspension, etait aussi inhibee par le EL-107, qui induisait une evolution caracteristique de la morphologie cellulaire vers une forme agrandie et arrondie. Le EL-107 ne bloquait apparemment par la division cellulaire. A forte concentration, il provoquait une inhibition de la synthese proteique, mais seulement chez les cellules d'Acer. Chez les deux types de cultures cellulaires, il s'est montre capable d'inhiber dans une certaine mesure l'incorporation de glucose dans la paroi cellulaire. Zusammenfassung Wirkungen des Herbizids EL-107 auf dus Zell-wachstum Es wird die Wirkung des Herbizids EL-107 auf das Wachstum zweikeimblattriger Pflanzen beschrieben. Die Keimung wurde nicht gehemmt, aber die ED50 fur das Wachstum von Brassica napus L. lag bei 0,0057 mg l−1. Das charakteristischste Symptom war die stauchung der Triebspitze, und die Wurzelspitzen von Polygonum persicaria L. und Brassica napus verloren ihr meristematisches Gewebe, das durch vergrosserte, fast cytoplasmalose Zellen ersetzt wurde. In Zellkulturen von Acer pseudoplatanus L. und Glycine max L. entwickelten sich vergrosserte, abgerundete Zellen. Die Zellteilung wurde offen-sichtlich nicht unterbunden. Bei hohen EL-107 Konzentrationen war die Proteinsynthese etwas gehemmt, jedoch nur bei Acer-Zellen. Die Einlagerung von Glukose in die Zellwande konnte in beiden Zellkulturen in geringem Umfang herabgesetzt sein.