N2-Fixierung in der phytopathogenen Gattung Erwinia

Von 18 Erwinia herbicola- und 16 Enterobacter agglomerans-Stammen wiesen vier Stämme von Erwinia herbicola und zwei von Enterobacter agglomerans hohe Stickstoff-Fixierungsaktivitäten in Flüssigkeitskultur auf und wuchsen auf N₂ als einziger Stickstoffquelle unter anaeroben Bedingungen. Stickstoff-Fixierungsaktivität in Erwinia herbicola konnte erst nach einigen Tagen der Inkubation unter N₂ nachgewiesen werden. Die für Erwinia herbicola gemessenen spezifischen Nitrogenaseaktivitäten übertreffen in der Höhe die für andere Enterobacteriaceae bisher gefundenen Werte. Die Berechnung des Verhältnisses von Stickstoff-Fixierungsaktivität (C₂H₂-Reduktion) zu effektiv assimiliertem Stickstoff (Proteingehalt) ergab, daß von Erwinia herbicola nur 35 bis 50 % der Nitrogenaseaktivität für das Wachstum genutzt wurden. Die nif+-Enterobacter agglomerans- und Erwinia herbicola-Stämme lassen sich mit den klassischen Diagnoseverfahren kaum gegeneinander abgrenzen. Sie unterscheiden sich jedoch darin, daß die untersuchten Erwinia herbicola-Stämme nur unter streng anaeroben Bedingungen Nitrogenaseaktivität zeigen, während die Enterobacter agglomerans-St'imme auch auf Agaroberflächen unter Luft beträchtliche Stickstoff-Fixierungsaktivität aufweisen. Bisher konnte bei phytophatogenen Erwinia amylovora- und Erwinia carotovora-Stämmen keine Stickstoff-Fixierungsaktivität nachgewiesen werden. Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die gewährte Unterstützung im Schwerpunktprogramm ?Stoffwechsel der anorganischen Schwefel- und Stickstoff-Verbindungen”.     

THE MECHANISM OF MALATHION-RESISTANCE IN THE BLOWFLY CHRYSOMYA PUTORIA

DER MECHANISMUS DER MALATHION-RESISTENZ BEI DER SCHMEISSFLIEGE CHRYSOMYA PUTORIA 1. Der zu dieser Untersuchung benutzte resistente Stamm von Chrysomya putoria stammt aus dem Kongo, wurde aber vorher etwa 6 Jahre lang im Labor gezüchtet. Frühere Untersuchungen ergaben, daß (1.) seine Resistenz hochspezifisch gegen Malathion und Malaoxon gerichtet ist, (2.) diese Resistenz durch nichtgiftige, dreifach substituierte Phosphor-Verbindungen überwunden werden kann, die als Malathion-Synergisten wirken, und (3.) diese Resistenz durch ein einzelnes, dominantes autosomales Gen vererbt wird. 2. Wenn der Stamm zu Homozygotie selektiert wurde, war er beträchtlich weniger fruchtbar als ein empfindlicher Schmeißfliegen-Stamm. Vergleichende Messung der Lebensdauer, Eiproduktion, Schlüpf-, Verpuppungs- und Puppenschlupfraten zeigte, daß der einzig deutliche Unterschied darin bestand, daß die Anzahl der täglich pro Weibchen produzierten Eier bei dem resistenten Stamm nur etwa halb so groß war wie die des anfälligen. 3. Durch Vergleich der entsprechenden LD 50-Werte der beiden Stämme wurde ein Resistenzspektrum für Malathion-Analoge erhalten und mit ähnlichen Spektren für Stubenfliegen und Mücken verglichen. Wie bei anderen Insekten wurde festgestellt, daß für die Resistenz die Alkyloxy-Gruppe im Malathion-Molekül entscheidend ist (höchste Resistenz mit Methoxy). Die Natur des Carboxy-Alkyl-Restes war relativ unwichtig. 4. Die Kutikula-Durchdringungsrate des Malathion war in den beiden Stämmen etwa die gleiche. 5. Der Malathion-Abbau durch den larvalen Fettkörper in vitro wurde gaschromatogra-phisch gemessen und im resistenten Stamm größer befunden. Dieses Verfahren war jedoch nicht ideal und alle weiteren Versuche wurden daher mit ¹⁴C-markiertem Malathion durchgeführt. 6. Abbauprodukte des Malathion, die von larvalem Fettgewebe in vitro entstanden, wurden durch Dünnschichtchromatographie getrennt. Die einzige festgestellte Verbindung entsprach dem Rf-Wert von Malathion-Monoacid. Die Anreicherung desselben entsprach dem Verlust an Malathion und war bei dem resistenten Stamm durchgehend größer. 7. Die symmetrischen, dreifach substituierten Phosphor-Verbindungen, welche sich in früheren Untersuchungen vorzugsweise in resistenten Stämmen als Synergisten von Malathion erwiesen hatten, wurden auf ihre Wirkung beim in vitro-Abbau von Malathion geprüft. Der Abbau wurde in beiden Stämmen bis auf einen Rest verhindert, der geringer war als der des nichtverhinderten empfindlichen Stammes. Andere Synergisten wurden ebenfalls, aber mit unterschiedlichen Ergebnissen erprobt; jedoch war keiner ebenso wirksam wie die der ursprünglichen Serien, die für Carboxyesterase-Hemmer gehalten werden. 8. Larvale Fettkörper wurden homogenisiert und durch Zentrifugieren in verschiedene Fraktionen getrennt. Maximaler Malathion-Abbau war nachweislich mit der Mikrosomen-Fraktion verbunden. 9. Eindringen und Abbau des Malathion wurden in vivo an erwachsenen Schmeißfliegen untersucht. Das Eindringen verlief beim resistenten Stamm etwas schneller, während dann im Inneren Malathion-Monoacid immer doppelt so hoch war wie Malathion. Das Umgekehrte galt für den empfindlichen Stamm. 10. Gewebe adulter Schmeißfliegen wurden homogenisiert und zentrifugiert (wie die larvalen Fettkörper) und wieder fand sich die maximale Aktivität in der Mikrosomen-Fraktion. 11. Die Eigenschaften der Esterasen beider Stämme wurden untersucht. Die Cholinesterase-Niveaus waren etwa gleich, aber die Ali-Esterase-Aktivität betrug in dem resistenten Stamm nur 10–20% der im empfindlichen gefundenen. 12. Homogenisierung und Zentrifugierung der Gewebe zeigten, daß die Ali-Esterase-Aktivität in der Mikrosomen-Fraktion lokalisiert ist. 13. Beide Stämme wurden gekreuzt. Die auf Resistenz ausgelesene Hybridnachkommenschaft hatte niedrigere Ali-Esterase-Spiegel. Paarungen innerhalb eines auf niedrigen Ali-Esterase-Gehalt ausgelesenen Hybridstammes ergaben eine hochresistente Nachkommenschaft.     

90. K. Jeremias und Elisabeth Frank: Das jahresperiodische Verhalten der Zucker und der Stärke in Wedeln und Rhizomen; von Athyrium filix-femina und Dryopteris dilatata

1. In Wedeln und Rhizomen von Athyrium filix-femina und von Dryopteris dilatata wird der Jahresgang der Zucker und der Stärke bestimmt. 2. Die sommergrünen Wedel von Athyrium besitzen im Juni und im November je ein Zuckermaximum, das von Glucose, Fructose und Saccharose gebildet wird. Ein Zuckerminimum, das mit dem Stärkemaximum zusammenfällt, liegt im Mai. 3. Die Wedel von Dryopteris und die Rhizome beider Arten zeigen ein ausgeprägtes winterliches Zuckermaximum. In den Rhizomen wird während der kalten Jahreszeit Raffinose angehäuft. Der Stärkegehalt ist relativ hoch, nur während der Hauptwachstumsperiode geht er deutlich zurück. 4. Das jahresperiodische Verhalten der Zucker und der Stärke zeigt keine grundsätzlichen Unterschiede zu dem aus den Spermatophyten bekannt gewordenen.     

Einfluss der stärkeherkünfte gerste,mais und kartoffeln und ihrer rationsanteile auf die nährstoffverdaulichkeit und die energieverwertung bei wiederkäuern

Mit Untersuchungen zum Einfluß unterschiedlicher Stärkeherkünfte (Gerste, Mais und rohe Kartoffeln) und unterschiedlicher Rationsanteile der Stärkeherkünfte (50, 25 und 10% bezogen auf die Einnahme an Nettoenergie‐Fett) auf die Energieverwertung von Rationen wurde ein Beitrag zur Weiterentwicklung der energetischen Futterbewertung im Rostocker NEF‐System geleistet. Die Untersuchungen wurden mit Ochsen unter den Bedingungen der Fettmast durchgeführt. Die Methodik des Gesamtstoffwechselversuches und die Methodik der duodenalen Durchflußmessung mit Hilfe von Brückenfisteln fanden Anwendung. Die Ernährungsniveaus betrugen 1,7 und 1,1.

Die Verwertung der umsetzbaren Energie von 9 Rationen mit Gerste, Mais und rohen Kartoffeln als Stärkeherkünfte und bei Rationsanteilen von jeweils 50,25 und 10 % für den Körperenergieansatz lag bei 65, 61 und 59 %, 61, 60 und 58 % sowie 59, 61 und 55 %. Der Energieerhaltungsbedarf ergab sich zu 526 kJ uE/kg LM^0.75.d. Die Abstufungen in der Energieverwertung sind auf den Zusammenhang zwischen Energiekonzentration und ‐Verwertung bei Rationen für Wiederkäuer zurückzuführen. Die unterschiedlichen Stärkeherkünfte hatten bei vergleichbaren Rationsanteilen keinen wesentlichen Einfluß auf die Energieverwertung der Rationen.

Trotz einer weiten Variation in der Einnahme an Stärke plus wasserlösliche Kohlenhydrate (WLK) zwischen 896 und 3426 g/Tier.d war ein Zusammenhang zwischen der Art der Verdauung (fermentativ oder enzymatisch) von Stärke und WLK und der Energieverwertung der Rationen aufgrund einer nahezu ausschließlich fermentativen Verdauung von Stärke und WLK mit Anteilen zwischen 86,0 und 97,2 % nicht meßbar.

Die Ergebnisse zum Energie‐ und Stoffumsatz aus den vorliegenden Untersuchungen befinden sich in guter Übereinstimmung mit Ergebnissen eines früheren Versuchsprogramms mit 92 Rationen.     

Viren als Krankheitserreger bei Gemüsekulturen im Süden der Fernöstlichen Region Russlands

Im Fernen Osten Russlands werden die dort vorherrschenden Gemüsekulturen Tomate, Paprika, Eierpflanze, Zucchini, Gurke, Weiß - und Blumenkohl sowie Radies und Loba - Rettich von einer Reihe von Viruskrankheiten befallen, die ernsthafte Verluste verursachen können. Folgende Viren wurden isoliert: aus Paprika Normal-und Nekrosestämme des Tobacco mosaic virus , (TMV), aus Tomate und Eierpflanze - Stämme des Tomato mosaic virus (ToMV), aus Zucchini - das Watermelon mosaic virus (WMV), aus Paprika, Tomate, Gurke und Eierpflanze - das Cucumis mosaic virus (CMV), aus Paprika das Tobacco etch virus (TEV) und aus der Schalotte - das Onion yellow dwarf virus (OYDV). Auf Gemüsearten aus der Familie der Brassicaceae wurden das Turnip mosaic virus (TuMV), das Radish mosaic virus (RaMV) und das Cauliflower mosaic virus (CaMV) identifiziert.     

Einfluss der stärkeherkünfte gerste,mais und kartoffeln und ihrer rationsanteile auf die nährstoffverdaulichkeit und die energieverwertung bei wiederkäuern

In 9 Versuchsperioden an 4 adulten Ochsen (LM 550 kg) mit Brückenfisteln am Duodenum wurden isoenergetische Futtereinnahmen je Tier und Tag auf dem Ernährungsniveau 1,7 mit Gerstenschrot, Maisschrot bzw. frischen Kartoffeln als Stärkequelle und Anteilen von 10, 25 und 50% der Nettoenergie‐Fett aus diesen Stärketrägern realisiert. 50 ... 80 % der TS‐Einnahmen der Rationen bestanden aus Grastrockengrün (TGF), ca. 10 % aus Trockenschnitzeln. Das TGF lieferte im Mittel 87, 79 und 62 % des Futterrohproteins. Die Futteraufnahme betrug 7,74 ±0,42 (y±s) kg/d. Die energetische Effizienz der mikrobiellen N‐Synthese im Pansen (g N/kg im Pansen wahr fermentierte organische Substanz, WFOS) betrug im Mittel 16,4, wobei die Werte von 10,6 bis 21,4 variierten. Bei einem NFE/RFa‐Verhältnis von 1,7 und 2,1 (Gerste), 1,8 (Kartoffeln) bzw. 2,1 und 3,3 (Mais) erreichte die mikrobielle Effizienz ihr Maximum. Zur Passage an nichtmikrobieller organischer Substanz aus dem Pansen (g/d) und zur duodenalen Flußrate (kg Digesta/kg TS‐ Aufnahme) bestand eine positive Beziehung, zur Fermentationsrate der Kohlenhydrate im Pansen (in %) und zur Menge an WFOS (g/d) ein negativer Zusammenhang. Der duodenale Fluß an Mikroben‐N und Nicht‐NH₃‐N (g/d) war mit der im Pansen scheinbar fermentierten organischen Substanz (SFOS, g/d) negativ, mit der Nicht‐SFOS positiv korreliert. Das Aminosäure (AS) muster des duodenalen Proteins wurde durch die Stärkequelle signifikant beeinflußt. Es wird gefolgert, daß die N‐Umsetzungen in den Vormägen des Rindes von der Stärkeherkunft und dem Konzentrat‐Grobfutterverhältnis beeinflußt werden, wobei zwischen beiden Faktoren Wechselwirkungen vorhanden sind. Die Nettosythese von Mikroben‐N ist nicht nur das Ergebnis des Substratumsatzes im Pansen. Die Passage der unfermentierbaren Substanz beeinflußt signifikant den energetischen Wirkungsgrad der mikrobiellen N‐Synthese und die duodenale AS‐Versorgung.     

Morphogenesis und Pflanzengallen

Die Form und die Farbe der Gallen sind mannigfaltig; es gilt aber für alle, daß gleichartige Gallen stets gleichartigen Parasiten ihre Entstehung verdanken. Wir haben folgende Gallenarten studiert und ihre Entwicklung untersucht: Eriophyiden-, Cecidomyiden-, Cynipiden- und Aphiden-Gallen. Das Ausschalten des Parasiten zu verschiedenen Zeitpunkten nach seinem Festsetzen an der Pflanze führt zur Unterbrechung der weiteren Entwicklung der Galle und erlaubt, die Cecidogenesis in ihren Elementarprozessen zu analysieren. Wachstumshemmungen und Störung der normalen Zellpolarität sind die ersten Reaktionen, die man als Beginn einer Cecidogenesis feststellen kann. Beide Reaktionen sind definitiv und betreffen oft schon alle Zellen des Wirtsgewebes, aus denen die zukünftige Galle entstehen wird. Während die Galle wächst und sich entwickelt, erlaubt uns das Ausschalten des Parasiten, in jedem Moment zu erfahren, in welche Richtung das Wachstum “eingeschaltet” war. Die verschiedenen Gewebe der Galle entstehen nur, wenn die Larve tätig ist. Alle Beobachtungen und Versuche (in vitro-Kultur von Gallgewebe, Realisation von heterospezifischen Gallen) weisen darauf hin, daß Galle und Parasit eng miteinander korreliert sind, daß die Gallenbewohner das Wachstum der Galle beeinflussen und der Galle die artspezifische Struktur aufprägen.     

Der Anionenmetabolismus in stärkehaltigen und stärkefreien Schliefbzellprotoplasten

Mit isolierten und gereinigten stärkehaltigen (Vicia faba) und stärkefreien (Allium cepa) Schließzellprotoplasten wurde der Anionenmetabolismus in Abhängigkeit von der Volumenregulation der Protoplasten untersucht. Es wurden die Korrelation von Malatsynthese und dem Anschwellen in stärkehaltigen sowie der Blockierung dieser Korrelation in stärkefreien Schließzellprotoplasten gezeigt. Die Untersuchung der CO₂-Fixierung und des Stärkemetabolismus ergab, daß die Licht-unabhängige und schnelle Stärkeakkumulation in den Protoplasten von Vicia auf eine CO₂-Fixierung durch die PEP-Carboxylase zurückzuführen ist, wobei das entstandene Malat auf dem Weg der Gluconeogenese zur Stärke umgewandelt werden dürfte. Die schnelle, K+-induzierte Volumenzunahme der Schließzellprotoplasten, die von einer Malatsynthese und einem Stärkeabbau begleitet ist, weist auf ein enges Stärke-Malat-Gleichgewicht hin. Umgekehrt werden nach Reduzierung der Kationenkonzentration ein Anschwellen der Protoplasten (Vicia) und somit eine Stärkemobilisierung zum Malat verhindert. Ein Modell wurde aufgestellt, um einen Beitrag zur Klärung der Rolle des Malats und den Ort seiner Synthese in den stärkehaltigen und stärkefreien Schließzellprotoplasten zu liefern.     

Lichtabhängige Insektizidwirkungen auf einzellige Algen

Bei der Einwirkung der Insektizide Sevin (Carbaryl) sowie Lindan und Dieldrin in Konzentrationen von 0,1 bis 100 ppm wurden eine Reihe von Schädigungen auf das Wachstum und den Stoffwechsel von Ankistrodesmus braunii und Anacystis nidulans beobachtet Alle drei Insektizide stören die Synchronisation von Ankistrodesmus-Kuturen und erniedrigen Chlorophyllgehalt, Trockengewicht, Photosynthese und Autosporenbildung. Die Autosporenbildung wird aber auch im Dunkeln direkt durch Sevin und Dieldrin gehemmt. Lindan erniedrigt Pigmentgehalt, Trockengewicht und Zellzahl ab 10 ppm, wenn es im Licht gegeben wird. Nach der Dunkelphase, bei der alle bisher untersuchten Größen konstant bleiben, verstärkt sich besonders die Hemmwirkung von 10 ppm Lindan auffällig im Licht. Die Photosyntheseaktivität und die Dunkelatmung zeigen bei niedrigen Lindan-Konzentrationen Förderungen, bei höheren Konzentrationen wachsende Hemmwirkungen. Hemmwirkungen entstehen und verstärken sich nur im Licht. Lindan wird bei Ankistrodesmus gegenüber dem Gehalt in der Nährlösung erheblich akkumuliert. Die Lindan-Konzentrationen sind bei den Lichtkulturen deutlich höher als bei den Dunkelkulturen. Die vorliegenden Untersuchungen wurden durch die finanzielle Unterstützung des Bundesministeriums für Forschung und Technologie ermöglicht. Für die methodischen Hinweise zur Vorreinigung und Extraktion des Lindan aus den Alpen danken wir Frau Dr. D. URBACH sowie Frau E. KAISER für gediegene technische Assistenz.     

Entwicklungsstadien- und sippenspezifische Zellwand-Autolysine bei der Freisetzung von Fortpflanzungszellen in der Gattung Chlamydomonas

Zellwand-Autolyse ist nach vorliegender Untersuchung in der Gattung Chlamydomonas ein normaler und streng stadienspezifischer Vorgang in der Ontogenese Zum Nachweis der beteiligten lyrischen Faktoren (?Autolysine”) wurden einfache biologische Tests entwickelt Eine Freisetzung von Zoosporen aus den Sporangien mittels enzymatischer Sporangienwand-Autolyse ließ sich bei 52 Stämmen unterschiedlicher Herkunft von 42 Arten nachweisen und ist für die Gattung als generelles Prinzip anzusehen Sekretion wie auch Wirksamkeit der Sporangienwand-Autolysine sind entwicklungsstadien-spezifisch: nur junge Zellen können das Autolysin sezernieren; mit dem Autolysin läßt sich nur die Sporangienwand lysieren, nicht aber die Wand von Zoosporen, vegetativen Zellen oder Gameten Mit Sporangienwand-Autolysinen von Arten, bei denen sowohl vegetative Zellen wie Sporangien von einer gallertigen ?Kapsel” umgeben sind, ließ sich diese Gallerte in jedem Entwicklungsstadium kurzfristig auflösen, ohne jedoch auch hier die eigentliche Zellwand vegetativer Zellen zu lysieren Hinsichtlich der Wirksamkeit der Sporangienwand-Autolysine auf Sporangien anderer Chlamydomonas-Arten ergab sich eine Sippen-Spezifität, d. h. sie wirkten in der Regel nur innerhalb einer Gruppe morphologisch meist ähnlicher Arten, in einigen Fällen nur auf Sporangien des Erzeugerstammes. Nach der Wirkungsspezifität ihrer Autolysine ließen sich die 52 aktiven Chlamydomonas-Stämme 15 Gruppen zuordnen Eine Autolysinwirksamkeit zwischen diesen Gruppen war in mehreren Fällen nachweisbar: die Autolysine von vier Gruppen wirkten im Biotest einseitig auch auf Sporangien der Stämme jeweils einer anderen Gruppe Arten mit gemeinsamem Sporangienwand-Autolysin stimmten auch in weiteren physiologischen und morphologischen Merkmalen überein; offensichtlich handelt es sich um Gruppierungen natürlich verwandter Formen Es werden vier Modi der autolytischen Sporenfreisetzung beschrieben entsprechend dem unterschiedlichen Verhalten der Sporangienwände (totale oder partielle Lysis) und der Gallerten im Sporangieninneren Es wurden Methoden zur Isolierung und Reinigung von Sporangienwand-Präparaten für 14 Chlamydomonas-Arten mit jeweils spezifischem Autolysin ausgearbeitet. Nach dünnschicht-chromatographischen Analysen von Hydrolysaten dieser Wandpräparate sind die Haupt-Zuckerkomponenten fast immer Galaktose und Arabinose, dazu kommen in geringerer Menge je nach Art in wechselnden Verhältnissen Xylose, Fucose, Rhamnose, Uronsäuren und eine nicht identifizierte Pentose; Glucose — und damit Cellulose — fehlt in der Regel oder ist nur in Spuren nachweisbar. Eine Ausnahme macht nur C. ulvaensis. Haupt-Zuckerkomponenten sind hier Xylose und Glucose; Galaktose und Arabinose sind nur in geringen Anteilen enthalten In Bestätigung einer früheren Beobachtung von Claes (1971) wird die Wirksamkeit eines zweiten Autolysins im Entwicklungszyklus von Chlamydomonas nachgewiesen: Gameten der diözischen C. reinhardii sezernieren bei Geißelkontakt der Kreuzungspartner ein ?Gametenwand-Autolysin”, das zum Abwurf der Gametenwände bei beiden Kreuzungstypen führt. Es wurde eine verbesserte Methodik zur Gewinnung des Gametenwand-Autolysins erarbeitet Mit dem Gametenwand-Autolysin ließen sich die Wände aller Zellstadien der Art (Gameten, Zoosporen, vegetative Zellen, Sporangien), mit Ausnahme der Zygoten, total auflösen. Entsprechend dieser Eigenschaft des Gametenwand-Autolysins wurde — erstmals bei einzelligen Grünalgen — ein schonendes Verfahren zur Isolierung von Protoplasten für Zellanalysen entwickelt Mit dem Gametenwand-Autolysin ließen sich nur bei den Stämmen Protoplastenbildung und Sporangiolysis erzeugen, die ein gemeinsames Sporangienwand-Autolysin mit C. reinhardii besitzen; beide Autolysine stimmen also in der Sippenspezifität ihrer Wirkung überein Sporangienwand- und Gametenwand-Autolysine gleichen sich in den bisher geprüften Eigenschaften: sie sind fällbar mit (NH₄)₂SO₄, nicht dialysierbar, temperaturlabil (inaktiviert nach 10 Min. 70 C), inaktivierbar mit 5 × 10^?4 M HgCl₂, mit der Proteinase Papain und meistens mit dem Komplexbildner Äthylendiamin-tetraessigsäure In der Diskussion wird im Zusammenhang mit den Resultaten vorliegender Arbeit über die Zusammensetzung der Zellwände bei den Volvocales, über die Beteiligung von Autolysinen bei der Freisetzung von Fortpflanzungszellen aus Sporangien und Gametangien bei Pilzen und Algen sowie über eine mögliche Berücksichtigung der Sippenspezifität von Autolysinen für ein natürliches System der Chlamydomonaden referiert     

Eine morphologische Analyse der Anisophyllie bei Pellionia Gaudich. (Urticaceae)

Unter den Anisomorphien der Pflanzen beansprucht besonders die Anisophyllie ihrer bemerkenswerten Plastizität wegen das morphologische Interesse. Einer der bekanntesten Vertreter des Goldfussia-Typus (habituelle Anisophyllie) ist die Gattung Pellionia Gaudich., deren Blattentwicklung und Phyllotaxis ontogenetisch untersucht werden. — Bei der Entwicklung der kleinen Blätter (Dorsalblätter), deren Oberblatt bekanntlich stark rudimentiert, kann im Unterblattbereich eine leicht asymmetrische Randmeristeminkorporation und -fusion nachgewiesen werden; die zur (+)-Seite der hypoton-dorsiventralen Achse weisende Medianstipelhälfte ist gefördert. — Die Entwicklung der größeren Blätter (Flankenblätter) ist durch vier Besonderheiten charakterisiert: 1. asymmetrische Randmeristemfraktionierung (Primär “ternation”); 2. Randmeristeminkorporation im Unterblattbereich über die adaxiale Seite von einem Blattrand aus. 3. Randmeristeminkorporation auch auf die Dorsalseite, korreliert mit einer Drehung des Blattes kurz oberhalb seiner Insertion zur fixen Lichtlage; 4. maskierte Fiederbildung. — Die Blattstellung der Seitenachsen beginnt mit drei Vorblättern in streng disticher Anordnung; ab dem vierten Blatt (ersten (+)-Blatt) setzt abrupt schräge Dekussation ein, die durch ein keilförmiges Wachstum des Sprosses in die adulte Position abgeändert wird (Abb. 7 und 11). — Die kritische Analyse der Förderungsverhältnisse macht deutlich, daß die Gattung Pellionia nicht als Vertreter der Goldfussia-Aniso-phyllie angesehen werden kann.     

Die Dynamik des Kohlenhydratmetabolismus als Kriterium der Frostresistenz von Obstgehölzen in Abhängigkeit von der Winterruhe

Zur Charakterisierung des Resistenzgrades dreier unterschiedlich frostharter Sorten von Vitis vinifera wurde im Verlauf der Winterruhe die Stärke-Zucker-Umwandlungsrate untersucht. Frostresistente Sorten reagierten schneller auf induktive Temperaturen als empfindliche. Die Reaktionszeit wurde stark von den verschiedenen Härtungsphasen modifiziert, wobei in den Monaten Dezember und Januar bereits nach 6 Stunden ein Zuckeranstieg erfolgte. Im Herbst und im Spätwinter nahm die Reaktionsgeschwindigkeit wieder ab. Bei fehlender Temperaturhärtung ist die frostempfindliche Sorte im Gegensatz zu den resistenten Sorten zur Stärkehydrolyse bei Kälteeinwirkung noch nicht befähigt. Eine stufenweise Anpassung an extrem tiefe Temperaturen hatte im Dezember und Januar auch bei ?20 °C noch keinen Stillstand des Zuckeranstiegs zur Folge. Abkühlung auf die jeweilige Endtemperatur ohne vorherige Adaptation verursachte wesentlich geringere Mobilisierungsraten bzw. führte zur Umkehrung des Prozesses und vermehrt zu einer atypischen Stärkebildung. Raffinose und Stachyose wurden gehäuft in resistenten Sorten gefunden Die Weinreben unterlagen auch unter konstanten Bedingungen von + 5 °C endogen gesteuerten Resistenzschwankungen, die sich in Tendenzen zur Zuckerbzw. Stärkebildung widerspiegelte. Zwischen Frosthärte und der durch Abscisinsäure (ABS) bedingten Knospenruhe ergaben sich keine eindeutigen Beziehungen: hoher ABS-Gehalt im November, geringe Resistenz; niedriger ABS-Gehalt im Dezember, hohe Resistenz; niedriger ABS-Gehalt im Februar/März, geringe Resistenz Es wurden fünf Parameter zur Bestimmung des Merkmals Frostresistenz aus der Untersuchung des Kohlenhydratmetabolismus abgeleitet     

Die Variabilität vegetativer und generativer Flechtenstrukturen und ihre Bedeutung für die Systematik

Die Entstehung von Stützleisten in den Thalli von Cladonia chlorophaea und Cetraria islandica, sowie die Entwicklung sekundärer Soredien im Inneren der Podetien von Cladonia chlorophaea werden beschrieben. Gemeinsam mit anderen Entwicklungsvorgängen von Flechten zeigen die Beobachtungen eine sehr geringe Determination der Flechtengewebe. Die Struktur wird weitgehend durch die Funktion bestimmt, während gleichzeitig bestimmte ontogenetische Abläufe unveränderbar sind. Die Bedeutung dieser Erscheinungen für die Systematik wird diskutiert.     

28. U. Kull: Zum physiologischen Verhalten der Sedoheptulose im Rahmen des Kohlenhydrathaushaltes einiger Crassulaceen

• 1 . Sedoheptulose weist in Sempervivum tectorum deutliche jahresperiodische Gehaltsveränderungen auf. Sie ist am winterlichen Zuckermaximum führend beteiligt. Der Gehalt an Oligosacchariden zeigt ebenfalls ein Maximum im Winter. Dagegen erreicht die Menge der Stärke im Sommer die höchsten Werte.
• 2 . Durch Temperaturerniedrigung im Sommer kann bei Sempervivum und Bryophyllum eine Zunahme der Mengen an Sedoheptulose und anderen Zuckern erreicht werden. An dieser Zunahme ist der Photosynthesegewinn während der Kältebehandlung beteiligt. Temperaturerhöhung im Winter führt zu einer Abnahme der Zuckergehalte. Die Stärke verhält sich jeweils umgekehrt.
• 3 . In Phyllodien von Bryophyllum tubiflorum treten nennenswerte tagesperiodische Veränderungen der Sedoheptulosegehalte nicht auf.
• 4 . Es ist wahrscheinlich, daß die Sedoheptulose — und ebenso die in den Stengeln gefundenen Raffinosezucker — bei Bryophyllum als Transportkohlenhydrate fungieren.
• 5 . Bei Verdunkelung von Bryophyllum-Pflanzen beteiligt sich die Sedoheptulose an der fortlaufenden Abnahme des Kohlenhydratgehaltes nicht.
• 6 . Die Befunde werden in Zusammenhang mit der physiologischen Bedeutung und den möglichen Bildungswegen der Sedoheptulose diskutiert.

Herrn Prof. Dr. A. Arnold sowie Herrn Priv.-Doz. Dr. K. Jeremias danke ich herzlich für Anregungen, die sich aus verschiedenen Diskussionen ergaben. Für die Untersuchungen auf Zuckeralkohole danke ich Herrn S. Seybold . Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie der Vereinigung von Freunden der TH Stuttgart bin ich für Sachbeihilfen zu Dank verpflichtet.     

Wachstum und Bildung extrazellulärer Polysaccharide in Batch-Kulturen von Porphyridium aerugineum,Rhodophyceae

An batch-Kulturen von P. aerugineum im Algen-Lichtthermostaten und in 5-Liter-Rohren mit Innenbeleuchtung wurde der Einfluß einzelner Nährlösungskomponenten (SO₄-, Mg- und Mn-Gehalt, Tricin- und Tris-Puffer, pH-Wert), sowie von Beleuchtungsstärke und Durchlüftungsintensität auf das Wachstum und auf die Bildung extrazellulärer Polysaccharide untersucht. Beide Prozesse werden durch diese Faktoren verschieden und teils gegensinnig beeinflußt. Als Maß für die Produktion extrazellulärer Polysaccharide diente die Viskosität der Algensuspensionen, für die Wuchsleistung das Trockengewicht. Die für die Bildung extrazellulärer Polysaccharide optimale Sulfatkonzentration der Nährlösung ist doppelt so hoch als die für optimales Wachstum benötigte. Sehr viskose Suspensionen ergeben sich, wenn die molare Mg-Konzentration nur die Hälfte der SO₄-Konzentration des Mediums beträgt. Einseitige Erhöhung der Mg-Konzentration fördert das Wachstum, mindert aber die Bildung extrazellulärer Polysaccharide erheblich. Stark viskositätssenkend bei unverminderter Wuchsleistung wirkt eine Erhöhung des Mn-Gehaltes der Nährlösung. Eine spezifisch viskositätsfördernde Wirkung über die pH-Wirkung hinaus kommt dem Tricingehalt des Mediums zu. Bemerkenswert ist auch das hohe Beleuchtungsoptimum von P. aerugineum. Besonders hohe Wuchsleistungen bei intensiver Produktion extrazellulärer Polysaccharide wurden in den stark belüfteten 5-Liter-Rohren mit Innenbeleuchtung erzielt. Die Ergebnisse werden auch in Hinblick auf eine Möglichkeit zur Gewinnung von gallertigen Wandsubstanzen für industrielle Zwecke diskutiert.     

Lichtabhängige DDT-Wirkung bei Mikroalgen

In sieben Tage laufenden Kulturversuchen wurde das “Wachstum, gemessen in mg Trockensubstanz/100 ml Algensuspension, von Microcystis aeruginosa und von Coelastrum proboscideum unter dem Einfluß von DDT im Nährmedium und unter der zusätzlichen Wirkung von einem zu Versuchsbeginn gegebenen Starklichtschock verschiedener Stärke geprüft Bei Microcystis aeruginosa, die auch auf die Starklichtbestrahlung allein mit erheblichen Zuwachsdepressionen reagierte, stieg auch die DDT-Empfindlichkeit mit steigender Intensität der Starklichtbestrahlung stark an Coelastrum proboscideum hingegen erwies sich als weitgehend unempfindlich sowohl gegen Starklichtbestrahlung allein wie auch in Kombination mit DDT-Zusätzen Es wird darauf hingewiesen, daß absolute Angaben über die DDT-Empfindlichkeit oder die DDT-Toleranz einer Alge nur sehr bedingt möglich sind, da zusätzliche Faktoren diese Reaktionen entscheidend beeinflussen können. Den Tedmischen Assistentinnen Fräulein E. KONZ und Fräulein W. HILSCHER danken wir für stets zuverlässige Mitarbeit bei der Durdiführung der Versudie, der Deutschen Forsdiungsgemeinsdiaft und dem Bunde der Freunde der Tedinisdien Universität Mündien für wesentliche Förderung durch wertvolle Sadibeihilfen.     

Zweiphasenaktivität bei der Schleiereule (Tyto alba)

Für die Schleiereule (Tyto alba) wird während der Fütterungszeit eine nächtliche Zweiphasenaktivität beschrieben. An zwei verschiedenen Brüten wurde in der Nacht eine vormitternächtliche Aktivitätsphase von etwa 2 Std. Länge und eine etwas kürzere Morgenaktivitätsphase beobachtet. Ein solcher Bigeminus war von vielen Säugetierarten, nicht aber von nachtaktiven Vögeln bekannt. Bei drei etwa 1 Monat alten Jungen muß jeder Altvogel, binnen 3 bis 3,5 Stunden, also während der Hälfte der Dunkelperiode, mindestens 5 Stück mäuse- bzw. sperlingsgroße Beutetiere erspähen und erbeuten. Die Analyse von Schädelresten aus dem Gewöllmaterial der Jungeulen ergibt kein reales Bild des Speisezettels, da die Altvögel den Kopf der Beute nicht selten abreißen, wodurch diese in den Speiballen nicht aufscheinen.     

11. H. F. Neubauer: Bemerkungen über den Bau der Begoniaceen

• 1 . In einer Tabelle werden diejenigen Begonienarten ec. angeführt, welche einzelne Stomata, Stomatagruppen, eine Hypodermis oder andere Qualitäten besitzen. Bei drei Arten können die Epidermen zwischen 100 bis 350 μ dick sein. Nur zwei Arten haben Gruppen von 15 oder auch mehr Stomata. 56,5% der untersuchten Arten haben einzelne Stomata.
• 2 . An den Kotyledonen solcher Arten, welche an den Folgeblättern Gruppen von Stomata aufweisen, finden sich stets nur einzelne Stomata. An den Primärblättern finden sich auch vorwiegend nur einzelne Stomata, deren Zahl bei den folgenden Blättern zunimmt, wodurch die Gruppen zustande kommen.
• 3 . Es wird die Entstehung der Atemhöhle und der sie überdeckenden Brücke beschrieben, die aus niedrigen Epidermiszellen besteht. Ferner wird die Entstehung des ersten (bei Arten mit einzelnen Stomata des einzigen) Spaltöffnungsapparates beschrieben sowie bei Arten mit Stomatagruppen die Bildung weiterer Spaltöffnungsapparate beobachtet, die schließlich zur Bildung der Gruppe führt.
• 4 . Es werden die Arten ec. in Listen aufgezählt, welche im Mark oder in der Rinde sowohl der Stammorgane wie auch der Blattstiele Stein- oder Spikularzellen führen; ferner jene, bei welchen die Leitbündel nach ?monokotyloider” Art verstreut angeordnet sind und jene, welche markständige Bündel führen.
• 5 . Außer an unterirdischen Rhizomen finden sich an den Blattstielen aller untersuchter Arten und an den Stämmen aller Arten mit oberirdischen Stammorganen die erstmals von V. Vouk beschriebenen Pneumathoden.
• 6 . Alle Arten, die oberirdische Stammorgane besitzen, abgesehen von zwei Arten mit monokotyloider Anordnung der Bündel in ihren dickfleischigen, rübenartigen Stämmen, sind zur Anlage eines interfaszikulären Kambiums und zur Entwicklung eines sekundären Holzkörpers grundsätzlich befähigt, wenngleich dies bei manchen Arten nur in sehr beschränktem Ausmaß eintritt.
• 7 . Die Befunde werden von phylogenetischem Gesichtspunkt gedeutet. Als abgeleitet mag gelten: Die Ausbildung sehr dicker Epidermen, die Ausbildung von Hypodermen, die Ausbildung von Stomatagruppen; monokotyloide und markständige Leitbündel in Stamm und Blattstiel. Das hypodermislose Blatt mit Epidermen durchschnittlicher Dicke und einzelnen Stomata kann als Ausgangstyp gelten.
• 8 . Da das Primärblatt symmetrische Hälften bei etwa löffelförmiger Form besitzt, ist das Folgeblatt der Begonien mit ungleichen Hälften ebenfalls als abgeleitet anzusehen.

     

Ein bakterielles Kulturfiltrat mit antiphytoviraler Aktivität an Gurke/Gurkenmosaik-Virus (cucumber mosaic virus) und Tabak/Tabakmosaik-Virus (tobacco mosaic virus): (Kurze Mitteilung)

Es wurde die Intra‐ und Interpopulationsvariation untersucht, die durch Adaptationsreaktionen der Individuen (Klone) der Gemeinen Quecke (Elytrigia repens (L.) DESV.) am Versuchsort zum Ausdruck kommt. Die Klone stammten aus Populationen verschiedener Höhenlagen vom Territorium der östlichen Bundesländer Deutschlands. Die Ergebnisse zeigen, daß sich die Populationen in der Variabilität der Enzymaktivität (saure Phosphatase, Peroxidase, Polyphenoloxidase) sowie in der Variabilität der Isoenzymmuster (Peroxidase, Esterase) unterscheiden. Die höchste Variabilität der genannten Parameter wurde für Populationen nachgewiesen, die aus einer Höhenlage von ca. 400 m ü. NN stammten. Ausgehend von 400 m ü. NN nimmt die Variabilität in Richtung größerer und niedrigerer Höhenlagen von 400 m hin ab. Die Variabilitätsunterschiede, die unter gleichen Bedingungen nachgewiesen wurden, weisen auf die Existenz eines Zusammenhanges zwischen den typischen Adaptationsreaktionen von Populationen und der Gesamtheit der Selektionsfaktoren des natürlichen Milieus hin, von dem sie stammten. Es gibt einen Zusammenhang zwischen der nachgewiesenen Variabilität und der Überlebensrate nach einer Adaptationsdauer von fünf Jahren.     

34. K. H. von Wangenheim: Entwicklungsphysiologische Untersuchungen über die Beteiligung nukleärer und extranukleärer Erbträger an der Phänogenese

Die Ursache für die unterschiedliche Entwicklung des Endosperms in reziproken Kreuzungen zwischen Diploiden und Autotetraploiden beruht auf der Konstitution des Endosperms selbst. Es wurden Bestimmungen des Cytoplasmavolumens in unbefruchteten Samenanlagen und Endospermen von Oenothera hookeri durchgeführt. Sekundäre Embryosackkerne von tetraploiden Pflanzen sind von etwa doppelt so viel Cytoplasma umgeben wie solche von diploiden. Die triploiden Endosperme aus den reziproken Kreuzungen zwischen Diploiden und Autotetraploiden unterscheiden sich nach der vierten, fünften und sechsten Kernteilungsfolge noch immer in ihrem Verhältnis zwischen Cytoplasma und Kern wie 1:2, und es ist dem Kern nicht möglich, die abweichenden Verhältnisse, welche durch die unterschiedliche Ausgangsmenge an Cytoplasma in den Samenanlagen aus diploiden und tetraploiden Pflanzen entstehen, zu normalisieren. Die ermittelten Werte entsprechen einer von der Ploidie des Zellkerns unabhängigen Vermehrung der cytoplasmatischen Bestandteile um etwa 120% je Interphase. Hierdurch erreichen die einzelnen Kreuzungen bestimmte Verhältnisse zwischen Cytoplasmavolumen und Zahl der Chromosomensätze zu verschiedenen Zeiten bzw. Kernteilungsfolgen, und es läßt sich entwicklungsphysiologisch der unterschiedliche Zeitpunkt der Zellwandbildung und der Beendigung der Mitosetätigkeit sowie die unterschiedliche Samengröße erklären.