Untersuchungen zur Inkompatibilitt imCulex pipiens-Komplex

Zusammenfassung Bei Kreuzungen zwischenCulex pipiens-Popalationen verschiedener geographischer Herkunft werden drei Kreuzungstypen festgestellt: normale Kreuzbarkeit, reduzierte Kreuzbarkeit und Inkompatibilitt (Nichtkreuzbarkeit). Die drei Kreuzungstypen sind mit Hilfe der Embryonierungsrate, der Schlüpfrate und der entstehenden Nachkommenschaft gegeneinander abgrenzbar. Bei Inkompatibilitt sind 99,9% der Embryonen letal, und etwa 0,1% der Tiere schlüpfen und sind fertile, diploide Weibchen.Die Aktivierung des Eies und der Entwicklungsansto\ erfolgt durch das Spermium. Das Spermium gelangt nicht zur Karyogamie mit dem Pronucleus. Es liegt induzierte, meiotische Parthenogenese vor.Die diploiden, parthenogenetischen Weibchen gehen aus einer Oocyte 2. Ordnung oder aus Teilungsprodukten einer Oocyte 2. Ordnung hervor. Die letalen Embryonen sind haploid. Das Spermium beteiligt sich nicht am Aufbau des Embryos. Nach Aktivierung des Eies wird das Spermium im Eiplasma resorbiert, whrend der haploide Pronucleus einen rein haploiden Embryo aufbaut.Bei einigen Kreuzungen entwickeln sich bis zu 75% der Embryonen bis zum Stadium der histologischen Differenzierung der Organe. Die Embryonen zeigen noch einige Stunden nach dem normalen Schlüpftermin Muskelkontraktionen, vermögen die Eihülle jedoch nicht zu sprengen.Die DNS-Verteilungen von Interphasekernen der letalen Embryonen liegen zwischen den Werten C und 2C für haploide Zellen. ltere Embryonen besitzen in geringem Ma\e höhere DNS-Werte als 2C. Whrend der histologischen Differenzierung der Organe liegen in diploiden Kontrollembryonen und in letalen Embryonen die Ploidiestufen C, 2C, 4C, 8C and 16C vor. Bei inkompatiblen Kreuzungen wird das in das Ei eindringende Spermium cytophotometrisch nachgewiesen. Die Wanderung des Spermiums im Ei wird untersucht.In Normalkreuzungen wird nur ein geringer Grad von Polyspermie festgestellt. Monound Dispermie sind am hufigsten. Es werden die Möglichkeiten diskutiert die zur Blockierung der Karyogamie in inkompatiblen Kreuzungen führen können.

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Investigations on the incompatibility in theCulex pipiens-complex

Summary In crosses between populations of the mosquitoCulex pipiens of different geographical origin three crossing types have been found (1) crosses with normal offspring (2) crosses with reduced offspring and (3) crosses that show almost total incompatibility. In the case of incompatible crosses 99.9% of the embryos are lethal and only about 0.1% of the embryos hatch and develop to fertile diploid females. Based on genetical and cytological data it is argued that induced meiotic parthenogenesis takes place. The sperm does not play any part in the production of the diploid females and the lethal embryos. After the activation of the egg the sperm moves to the center of the egg but it does not succeed in fusing with the pronucleus. As a result the pronucleus starts to develop into a haploid embryo in about 99.9% and only in a few cases the diploidy is restored by a change in the meiotic process in the egg. Up to 75% of the haploid embryos develop to the stage of histological differentiation. The frequency distribution of the DNA in interphase nuclei of these embryos shows a maximum at C and 2 C characteristic for haploid cells. The absence of ploidy classes higher than 2 C in the early embryos is in agreement with the assumption of pure haploidy. After histological differentiation ploidy classes C to 16 C can be found in tissues that show endomitotic growth. The development of the haploid embryos is described. It has been shown through cytophotometric methods that in incompatible crosses entrance of the sperm into the egg takes place. In normal crosses polyspermy is rather rare, monospermy and dispermy are most common. The blocking of the sperm in incompatible crosses is discussed.

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Teil einer Dissertation der Math.-Nat. Fakultt der Universitt Mainz. Herrn Prof. Dr. H. Laven danke ich für die Bereitstellung des Untersuchungsmaterials sowie für die Anregungen bei der Durchführung der Arbeit.     

Physiologische und biochemische Beiträge zur Taxonomie der Gattung Chlorella

Zusammenfassung Es wurde die Verwendbarkeit von Glutaminsäure, Glutamin, Nicotinsäure, Nicotinsäureamid und Purin als Stickstoffquelle für die Kultur von 71 autotrophen Chlorella-Stämmen, die 8 Arten angehören, untersucht. Im Licht zeigen mit Glutaminsäure 63 und mit Glutamin 67 Stämme gutes Wachstum. Nicotinsäure wird dagegen nur von 1 Stamm, Nicotinsäureamid von 9 und Purin von 16 Stämmen verwertet. Die Verwendbarkeit der 5 geprüften organischen Stickstoffverbindungen als N-Quelle ist innerhalb der Gattung Chlorella als taxonomisches Merkmal zur Charakterisierung von Arten nicht geeignet. Lediglich die 7 Stämme von Chlorella kessleri unterscheiden sich durch gutes Wachstum mit Nicotinsäureamid von der sonst recht ähnlichen Chlorella luteoviridis sowie von den übrigen Arten.

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Physiological and biochemical contributions to the taxonomy of the genus Chlorella IV. Utilization of organic nitrogen compounds

Summary The utilization of glutamic acid, glutamine, nicotinic acid, nicotinamide, and purine as sources of nitrogen for growth in the light of 71 autotrophic Chlorella strains belonging to 8 species was studied. Whereas 63 strains grow well with glutamic acid and 67 with glutamine, nicotinic acid is used by 1, nicotinamide by 9, and purine by 16 strains only. Utilization of the 5 organic nitrogen compounds tested cannot serve as a taxonomic character in the genus Chlorella. However, the 7 strains of Chlorella kessleri differ in their good growth with nicotinamide from the otherwise rather similar Chlorella luteoviridis and from the other species.

     

Inhibition of nitrite assimilation by uncouplers of phosphorylation

Summary Carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone (CCCP) and pentachlorophenol (PCP), two powerful uncouplers of phosphorylation, specifically inhibit the assimilation of nitrite in the course of nitrate reduction. These results support our former conclusion that high-energy phosphate is involved in the metabolism of nitrite.     

Zur Blütenmorphologie und Bestäubungsökologie vonVeratrum album subsp.lobelianum (Bernh.)Rchb.

Zusammenfassung BeiVeratrum album subsp.lobelianum (Bernh.)Rchb. wurden im Gebirge Krkonoe (Riesengebirge) Blütenbau, Blütedauer und Blühverlauf studiert; besondere Berücksichtigung fanden dabei Vorkommen von Zwitterblüten und eingeschlechtlichen Blüten, Bau des Nektariums, Art und Weise der Nektarsekretion, Funktionsdauer der Narbe und Absinken der Keimfähigkeit des Pollens während der Anthese.Die Blütedauer der Zwitterblüten läßt eine deutliche Abhängigkeit von der Höhe ü. d. M. erkennen.Die (im Gegensatz zuVeratrum nigrum L.) weniger ausgeprägte Dichogamie erlaubt nur, ein männliches und ein Zwitterstadium der Blüte zu unterscheiden.Künstliche Bestäubungsversuche zeigten, daßV. album subsp.lobelianum weitgehend selbstfertil ist.Als regelmäßige Blumenbesucher und hauptsächlichste Bestäuber vonV. album susp.lobelianum wurden im obgenannten Gebirge 15 Dipteren-Arten (der Besucherzahl nach vorherrschend Aasfliegen) festgestellt, die ausgiebig Nachbar- und Fremdbestäubung (Geitonogamie, Allogamie), weniger schon Selbstbestäubung (Autogamie) bewirken.Die experimentelle Analyse des Blumenbesuches dieser Fliegen-Arten im Freiland ergab, daß ihre Fernanlockung durch den spezifischen Duft erfolgt, wobei die optische Wirkung der Blüten (Farbe, Form, Glanz der Nektarschicht) entbehrlich erscheint. Veratrum album susp.lobelianum kann bis zu einem gewissen Grade als aasblumig und ihre Blüte als Täuschblume bezeichnet werden.     

Das Verhalten von Ameisenarbeiterinnen gegenüber der Königin nach vorangegangener weisellosigkeit

Zusammenfassung Arbeiterinnen vonMyrmica ruginodis Nyl. werden im weisellosen Zustand fertil. Sie legen aber keine Eier, wenn sie mehr als 3 Larven je Arbeiterin zu versorgen haben (Mamsch, 1965). Arbeiterinnengruppen wurden mit und ohne Larven von der Königin abgetrennt. In den eierlegenden Gruppen wurde die erneut zugesetzte eigene Königin entweder nicht beachtet oder angegriffen. In den Gruppen, in denen die Arbeiterinnen durch Larvenpflege unfruchtbar blieben, wurde die Königin intensiv beleckt und in das engere Nest eingetragen. Isolierte eierlegende Arbeitergruppen zeigten im Gegensatz zu Arbeiterinnen mit inaktiven Ovarien keine Tendenz, sich mit der Königingruppe zu vereinigen. Das veränderte Verhalten der Arbeiterinnen gegenüber der Königin ist demnach nicht vom Zeitraum der Weisellosigkeit abhängig. Es wurde nur bei eierlegenden Arbeiterinnen beobachtet.

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Summary Workers ofMyrmica ruginodis Nyl. start laying eggs after being separated from their queen. No deposition of eggs occurs in groups in which each worker has to feed 3 or more larvae (Mamsch, 1965). Worker groups rearing larvae and those without brood were separated from the queen.When the queen was put again into an egg-laying worker group, either no attention was paid to her or she was attacked. In groups of workers sterile due to rearing larvae the queen was licked intensively and carried into the nest cavity. Fertile worker groups showed no tendency to join the queen group. The change in the workers' behaviour does not depend on the time of the separation from the queen. It only occurs in groups of fertile workers.

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Résumé Des ouvrières deMyrmica ruginodis Nyl. deviennent fertiles après avoir été séparées de la reine. Mais elles ne pondent pas d'ufs, si elles ont chacune trois larves ou plus à nourrir (Mamsch, 1965). Des groupes d'ouvrières, d'une part avec larves et d'autre part sans, ont été séparés de la reine. Les groupes d'ouvrières pondeuses n'attachaient pas d'attention à la reine replacée dans le nid ou encore l'attaquaient. Dans les groupes où les ouvrières étaient restées infertiles à cause du nourrissement du couvain, la reine était léchée d'une façon intensive et portée à l'intérieur du nid. A l'opposé des ouvrières stériles, les groupes d'ouvrières pondeuses isolées ne montraient aucune tendance à joindre le groupe de la reine. Le changement du comportement des ouvrières ne dépend donc pas de la durée de l'état orphelin; il n'est observé que chez les ouvrières pondeuses.

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Herrn Prof. Dr.K. Gösswald, zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Effects of plant odor on oviposition by the black swallowtail butterfly,Papilio polyxenes (Lepidoptera: Papilionidae)

Black swallowtail females laid more eggs on plant models treated with contact stimulants and volatiles from carrot leaves than on models treated only with contact stimulants. The volatiles enhanced landing rates and females alighted more frequently on artificial leaves treated with host volatiles than on adjacent control leaves. Volatiles from cabbage, a nonhost, inhibited landing rates on artificial leaves treated with carrot contact stimulants. Examination of antennae revealed two major types of sensilla, believed to be olfactory in function. Electroantennogram preparations responded more strongly to carrot volatiles than to cabbage volatiles and several shared responses at particular retention times to carrot volatile components eluting from a gas chromatograph. Our results are consistent with a long-standing hypothesis that behavioral responses to essential oil components characteristic of the larval food plants have facilitated host shifts in the genus Papilio.     

Effect of Desipramine on a Glycoprotein Sialyltransferase Activity in C6 Cultured Glioma Cells

The tricyclic antidepressant desipramine, when added to culture medium, gave rise in C6 rat glioma cells to a decrease of the activity of the enzyme asialofetuin sialyltransferase. The inhibition was dose and time dependent and was observed in both multiplying cells and cells blocked with 2 mM thymidine or depletion of amino acids. This inhibition was rather specific to the sialyltransferase, as under the conditions where this enzyme was inhibited up to 70%, other enzymes such as dolichol phosphate mannose synthetase, glutamine synthetase, and glycerol phosphate dehydrogenase remained unaffected. This inhibition was not reversed after removal of desipramine from the medium and was not observed by direct addition of desipramine to the sialyltransferase incubation assay. Under the same conditions, W-7 [N-(6-aminohexyl)-5-chloro-1-naphthalenesulfonamide], which is known to be a potent calmodulin antagonist and an inhibitor of calmodulin-dependent kinases, gave the same concentration-dependent inhibition profile of sialyltransferase as desipramine, whereas H-7 [1-(5-isoquinolinylsulfonyl)-2-methylpiperazine], which is an inhibitor of protein kinase C and cyclic nucleotide-dependent kinases, had no effect. So, it is suggested that desipramine inhibits the sialyltransferase activity in C6 glioma cells through a calmodulin-dependent system.     

Binding characteristics and cross-reactivity of three different antilipid A monoclonal antibodies

A detailed characterization of binding specificity and cross-reactivity of three antilipid A murine mAb was performed. Binding characteristics of these three mAb were investigated against Ag (ReLPS, lipid A, derivatives of lipid A) in solid phase (ELISA) and in fluid phase (C consumption, inhibition studies), and upon incorporation in membranes (E: passive hemolysis assay, and liposomes: inhibition studies). Cross-reactivity with heterologous Ag was investigated in ELISA (LPS, Gram-negative bacteria) and immunoblot experiments (LPS). The binding specificity of mAb 26-5 (IgG2b), raised against synthetic lipid A, was located in the hydrophilic region of biphospholipid A and was also exposed after membrane incorporation of lipid A or after preincubation of lipid A with polymyxin B (PMX). mAb 26-20 (IgM), also raised against synthetic lipid A, showed binding specificity for the hydrophobic region of lipid A: no binding to membrane-associated lipid A could be demonstrated, and binding in ELISA could be blocked very efficiently by PMX. The reaction pattern of mAb 8-2 (IgM), raised against the heat-killed Re mutant of Salmonella typhimurium, was in part similar to that of mAb 26-20. However, inhibition of binding with PMX was less efficient and a high specificity for ReLPS, also after membrane incorporation of this Ag, was demonstrated. In contrast to mAb 26-5 and 26-20, mAb 8-2 showed extensive cross-reactivity with heterologous LPS preparations and heat-killed as well as live Gram-negative bacteria. It is concluded that each of the three mAb binds to a different antigenic epitope in lipid A and that exposure of those epitopes for antibody binding is restricted in a differential manner, depending on mode of Ag presentation. The here defined reaction patterns provide a basis for the interpretation of potential inhibitory effects on in vitro and in vivo biologic (and toxic) activities of endotoxins and Gram-negative bacteria.     

Preference for plants damaged by conspecific larvae in ovipositing cabbage root flies: influence of stimuli from leaf surface and roots

In laboratory dual-choice assays females of the cabbage root fly, Delia radicum, prefer for oviposition plants with roots damaged by conspecific larvae to undamaged controls. Cauliflower and kale plants were inoculated with root fly eggs (25 per plant) and the hatching larvae were allowed to feed on the roots for various periods of time (1–17 days). After 4 (cauliflower) or 5 (kale) days of larval feeding the oviposition preference was most pronounced and flies laid between 64% and 68% of their eggs near plants with damaged roots. Later, with increasing damage but fewer surviving, and thus actively feeding, larvae, the magnitude of the preference declined. The preference for plants already damaged by conspecific larvae may contribute to the previously observed aggregated distribution of D. radicum eggs in Brassica crop fields.Further experiments revealed that the sensory cues inducing this oviposition preference originate from the complex consisting of the damaged roots, the surrounding substrate (soil) and associated microbes, rather than from the aerial plant parts. In choice assays using the root-substrate complex of damaged and control plants (aerial parts removed), the observed preference for damaged roots was similar to that found for the entire plant but was more pronounced. The damaged roots alone, compared to control roots, received up to 72% (cauliflower) and 75% (kale) of the eggs. By contrast, surrogate leaves sprayed with methanolic leaf surface extracts from the most preferred plants which had been damaged were not discriminated from surrogate leaved sprayed with extracts of the respective control plants. Analysis of glucosinolate levels in methanolic leaf surface extracts revealed that root damage resulted in enhanced concentrations of indole-glucosinolates on the leaf surface in kale but not in cauliflower. Although indole-glucosinolates are oviposition stimulants for the cabbage root fly, the induced changes were apparently too small to influence oviposition behaviour.