Untersuchungen zur Pollenentwicklung und Pollenschlauchbildung bei höheren Pflanzen

Zusammenfassung In reifen Pollenkörnern von vier Petunia hybrida-Mutanten wurde gleichzeitig die DNS-Menge der generativen und vegetativen Kerne cytophotometrisch gemessen. Bei zwei dieser Mutanten wurden die entsprechenden Messungen auch an Pollenschläuchen vorgenommen.Die DNS-Werte generativer Kerne zeigen, daß die Replikation der DNS im allgemeinen nicht im reifen Pollenkorn, sondern erst im Pollenschlauch nach Einwandern der Kerne ihren Abschluß findet. Diese Befunde bei Petunia-Mutanten stehen im Gegensatz zu den bisher nur bei ganz wenigen Objekten in Pollenkörnern durchgeführten DNS-Messungen generativer Kerne, nach denen die S-Phase während der Reifung des Pollenkorns abläuft und spätestens zum Zeitpunkt der Pollenreife die G₂-Phase erreicht wird.Aus den Befunden für den vegetativen Kern ergibt sich, daß eine große Variabilität bezüglich des Einsetzens der Degeneration dieses Kerns besteht. Im Extremfall von ustulata-2n kann einerseits bereits in reifen Pollenkörnern die Degeneration ihren Endpunkt erreicht haben. Andererseits lassen sich bei dieser Mutante in Pollenschläuche eingewanderte Kerne nachweisen, deren DNS-Gehalt unverändert geblieben ist. Außerdem wurden in einigen Pollenschläuchen von ustulata-2n vegetative Kerne mit einem erhöhten DNS-Gehalt gefunden. Bei diesen Kernen wird eine partielle DNS-Replikation für möglich gehalten. Die Befunde einer Abnahme des DNS-Gehalts vegetativer Kerne bereits in Pollenkörnern stehen im Gegensatz zu den Ergebnissen anderer Autoren, die gefunden haben, daß bei ihren Objekten die DNS-Menge bis zur Pollenreife konstant bleibt.In der Diskussion wird dargelegt, daß sich die eigenen Befunde mit der Hypothese vereinbaren lassen, die der vegetativen Zelle eine außerordentliche Rolle bei der Pollenschlauchbildung zuschreibt. Die Petunia-hybrida-Mutanten werden als besonders geeignetes Ausgangsmaterial betrachtet, um die Aufklärung des Fragenkomplexes über die Bedeutung und Funktion der vegetativen Zelle für die Pollenkorn- und Pollenschlauchbildung voranzutreiben.Mein Dank gilt Herrn Prof. Dr. F. Mechelke für die Anregung zu diesen Untersuchungen und Fräulein H. Nagel für gewissenhafte technische Assistenz.

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The development of pollen grains and formation of pollen tubes in higher plantsI. Quantitative measurements of the DNA-content of generative and vegetative nuclei in the pollen grain and pollen tube of Petunia hybrida mutants

Summary The DNA-content of generative and vegetative nuclei in mature pollen grains of four Petunia hybrida mutants was determined by cytophotometry. In addition the DNA-content of generative and vegetative nuclei in the pollen tube of two of these four mutants (virescens-2 n and ustulata-2 n) was cytophotometrically measured.The DNA-values found in the generative nuclei indicate that the DNA-replication continues in the mature pollen grain and comes to an end only after the migration of the nuclei into the pollen tube. These data are in disagreement with the results of DNA-measurements described for a limited number of other species which all show completion of DNA-synthesis during the maturation stage of the pollen grains.The vegetative nuclei of the four Petunia mutants studied show significant differences in the onset of the degenerative phase. Extreme variation is manifested in the ustulata-2 n mutant in which the degeneration of nuclei may reach the final stage in the maturing pollen grain. However in this mutant vegetative nuclei with an unaltered DNA-content may also be demonstrated in the pollen tube. Some of the vegetative nuclei in the pollen tube of ustulata-2 n exhibit an increased amount of DNA which could be the result of differential DNA-replication in the vegetative nuclei. The decrease of the DNA-content in a certain fraction of the vegetative nuclei in the maturing pollen grain does not agree with observations made in other species by several authors who report DNA constancy until the pollen grain is fully mature.The data obtained from the analysis of the four Petunia hybrida mutants point to an important role of the vegetative nucleus in the development of the pollen tube. The Petunia hybrida mutants may be regarded as especially favourable material for investigations concerning the function of the vegetative cell in the development of the pollen grain and pollen tube.

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Herrn Prof. Dr. J. Straub zum 60. Geburtstag gewidmet.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Natürliche pflanzliche Resistenzstoffe gegen den Kartoffelkäfer und ihr möglicher Wirkungsmechanismus

Zusammenfassung Unter Berücksichtigung eigener, zum Teil noch unveröffentlichter Arbeiten werden unsere heutigen Kenntnisse über die natürlichen pflanzlichen Resistenzstoffe gegen den Kartoffelkäfer kritisch zusammengefaßt.Ein besonderes Interesse besitzen in diesem Zusammenhang die inSolanum- undLycopersicon-Arten vorkommenden Alkaloidglykoside. Einige dieser Alkaloide wirken abschreckend auf die Larven des Kartoffelkäfers, so z. B. Tomatin, Demissin, zwei Alkaloidtetroside ausS. polyadenium und der Wildkartoffelserie derAcaulia, eindulcamara-Alkaloid sowie die inS. chacoense aufgefundenen Leptine. Andere wiederum, wie z. B. -Solanin, -Chaconin, Solasonin und Solamargin, besitzen diese Schutzwirkung nicht.Untersuchungen, die zur Klärung der Beziehungen zwischen der chemischen Konstitution dieser Alkaloide und ihrer Kartoffelkäferwirksamkeit durchgeführt wurden, deuten darauf hin, daß die speziellen konstitutionellen Verschiedenheiten nur indirekt, die durch diese bedingte Veränderung der biophysikalischen Eigenschaften jedoch direkt für die unterschiedliche Wirksamkeit verantwortlich zu machen sind. Durch die konstitutionellen Besonderheiten der wirksamen Alkaloidglykoside wird die Polarität der Moleküle wesentlich vergrößert, und zwar sowohl durch die Tetrasaccharidkomponente im Vergleich zur Trisaccharidkomponente als auch durch den Xylose-Anteil und das gesättigte Aglykon im Vergleich zu dem Rhamnose-Anteil und dem ungesättigten Aglykon.Die erhöhte Polarität der wirksamen Alkaloide findet ihren Ausdruck in einer vergrößerten Affinität dieser Alkaloide zu den Sterinen. Es bilden sich — so ähnlich wie mit dem Steroidsaponin Digitonin — Molekülverbindungen, wodurch die für das Insekt essentiellen Phytosterine blockiert zu werden scheinen.Wie die Saponine, so sind auch die verwandtenSolanum-Alkaloidglykoside oberflächenaktiv, und zwar tritt diese Eigenschaft bei den larvenwirksamen Alkaloiden auf Grund der erhöhten Polarität ihrer Moleküle stärker in Erscheinung als bei den unwirksamen Alkaloiden. Wir vermuten, daß im Zusammenhang mit einer derartigen extremen Veränderung der Oberflächenspannungsverhältnisse durch biophysikalische Beeinflussung der Permeabilitäts- und weiterer zellphysiologischer Vorgänge eine geschmackliche Vergällung des Futters für die Larven des Kartoffelkäfers bewirkt wird.Mit 3 TextabbildungenErweiterte Wiedergabe zweier Vorträge, die anläßlich der Intern. wiss. Konferenz über das Kartoffelkäferproblem in Moskau-Leningrad am 26. 10. 1956 und des Symposiums Insect and Foodplant in Wageningen (Holland) am 27. 5. 1957 gehalten wurden.     

A sex attractant of the olive fruit fly, Dacus oleae and its biological activity under laboratory and field conditions

Volatile substances collected by various methods from laboratory and wild female Dacus oleae (Gmelin) flies attracted males of the same species during the hours of sexual activity (dusk) in laboratory and field tests. The presence of an air-borne sex pheromone in this species, previously suspected, was thus verified. Laboratory and field cage tests showed pheromonal communication between laboratory-reared and wild insects.

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Zusammenfassung Flüchtige Substanzen von Laborzucht- und wilden Weibchen von Dacus oleae (Gmelin) wurden mit verschiedenen Methoden gewonnen; sie lockten Männchen derselben Art während der Stunden ihrer sexuellen Aktivität (Abenddämmerung) in Labor- und Feldversuchen an. Die Existenz eines flüchtigen Sexualpheromons bei dieser Art, bisher nur vermutet, wurde somit bewiesen. Labor- und Feldkäfigversuche zeigten eine Pheromon-Kommunikation zwischen Laborzucht- und wilden Insekten.

     

The design of a low-speed wind tunnel as an instrument for the study of olfactory orientation in the Colorado beetle (Leptinotarsa decemlineata)

Aerodynamic phenomena relevant to the olfactory orientation of walking adult Colorado beetles are discussed and a low-speed wind tunnel suitable for the study of olfactory orientation is described. It is concluded that in this wind tunnel the beetles respond to attractive plant volatiles by odourconditioned anemotaxis. The presence of potted potato plants in the air stream of the wind tunnel causes positive anemotactic responses of male and female Colorado beetles. The maximum positive anemotactic response of the male beetles is obtained after 6 hours of starvation. Fully grown potato plants are more attractive to male beetles than young plants.

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Zusammenfassung Aerodynamische Phänomene werden diskutiert, die für die geruchliche Orientierung der adulten Kartoffelkäfer von Bedeutung sind, nämlich der Übergang von wirbelfreier zu turbelenter Strömung im freien Strom; die Grenzschicht; der Übergang von wirbelfreier zu turbulenter Strömung in der Grenzschicht und die Dicke der wirbelfreien Grenzschicht. Ein Windtunnel für niedrige Windgeschwindigkeit wird beschrieben, der sich für das Studium der geruchlichen Orientierung des Kartoffelkäfers als günstig erwies. Messungen der Windströmung in diesem Tunnel zeigten, daß der Prozentsatz von Turbulenz im Hauptstrom der Insektenprüfkammer niedrig ist und daß eine einheitliche Lockstoffkonzentration in dieser Kammer vorliegt. Es wird geschlossen, daß die Käfer auf pflanzliche Duftstoffe mit Geruch-induzierter Anemotaxis reagieren. Die Dicke der wirbelfreien Grenzschicht über der Laufplatte in der Prüfkammer wurde ermittelt.Die Einführung von getopften Kartoffelpflanzen in den Luftstrom des Windtunnels löst positive anemotaktische Reaktionen bei Männchen und Weibchen des Kartoffelkäfers aus. Die stärkste positive anemotaktische Reaktion der Männchen wird nach sechs Stunden Hunger erzielt. Ausgewachsene Kartoffelpflanzen sind attraktiver für Männchen als junge.In der Diskussion wird vermutet, daß die Größe der Turbulenz und die Dicke der Grenzschicht unter Freilandbedingungen die geruchlich induzierte anemotaktische Reaktion der Insekten beeinträchtigt.

     

Infectivity of Tomato Leaf Curl Hainan Virus in Tomato and Tobacco in China

Tomato leaf curl Hainan virus (ToLCHnV) was previously reported as a distinct begomovirus infecting tomato in Hainan, China. To investigate the infectivity of ToLCHnV, an infectious clone of ToLCHnV‐[CN: HaNHK7] was constructed and agro‐inoculated into Solanum lycopersicum, Nicotiana benthamiana, Nicotiana glutinosa, Petunia hybrida, Cucumis sativus, Solanum melongena and Capsicum annuum plants; it induced severe leaf curling and crinkling symptoms in these plant species except C. sativus, S. melongena and C. annuum. The induced symptoms were compared with those induced by Papaya leaf curl China virus.     

The morphology and anatomy of the stigma of Petunia hybrida

Summary A mature stigma of Petunia hybrida ready for pollination shows 4-6 large shining drops of the exudate along with numerous smaller ones. A developing style and stigma have a columnar tissue that flares at the top. In the stigma there can be distinguished a secretory and a storage zone. In the former, schizogenous cavities are formed which are filled with the exudate. The mode of formation and secretion of the drop has been studied with light and electron microscope. The nature of reserves has been studied histochemically.The exudation takes place in two stages. In the first stage, the epidermal and papillae cells release out the oily exudate upon rupture of the cuticle. The second phase of exudation begins with anthesis. The exudate from the schizogenous cavities is released between the epidermal cells. There are distinct loci on the stigma surface where more exudate is given out than at other places.

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Zusammenfassung Bei der Durchsicht der einschlägigen Literatur ergab sich, daß die Kenntnisse über die Entwicklungsgeschichte und den Sekretionsmechanismus des Narben-Schleimes äußerst lückenhaft sind, obgleich dieser im Verlauf des Bestäubungs-Vorganges bei vielen Pflanzen eine bedeutende Rolle spielt. Die vorliegende Untersuchung versuchte daher eine detaillierte Einsicht in die Morphologie und Anatomie der Narbe von Petunia hybrida zu geben, da diese Art als Objekt für zahlreiche physiologische Untersuchungen auf dem Gebiet der Befruchtungs-inkompatibilität dient.Die Blüten von Petunia sind zwittrig, zygomorph und fünfzählig. Sie besitzen fünf epipetale Antheren mit drei verschiedenen Filament-Längen; diese öffnen sich zu verschiedenen Zeitpunkten. Die reife Narbe zeigt zum Zeitpunkt der Bestäubung 4-6 große sowie zahlreiche kleinere, transparente Flüssigkeits-Tropfen.Der sich entwickelnde Griffel mit der Narbe besteht aus einem säulenartigen Gewebe, das sich an der Spitze verbreitert. Bei der Narbe kann eine Sekretions-und eine Reservematerial-Zone unterschieden werden. In der Sekretionszone werden schizogen Hohlräume gebildet, die sich mit dem Exsudat füllen. Die Bildung und Sekretion der Narbenflüssigkeit wurde licht-und elektronenmikroskopisch untersucht. Mittels histochemischer Methoden wurden die Substanzen der Reservematerial-Zone näher charakterisiert.Die Freisetzung der Narben-Flüssigkeit findet in zwei Schritten statt: Während der ersten Phase wird das ölige Exsudat von den epidermalen Zellen und den Papillen der Narbe nach Zerreißen der Narben-Cuticula freigesetzt. In der zweiten Phase jedoch tritt das Exsudat aus den schizogenen Hohlräumen durch die Zwischenräume in der Narben-Epidermis aus. Auf der Narben-Oberfläche gibt es Bezirke, welche offensichtlich in reichlicherem Maße Flüssigkeit produzieren als andere Bezirke.

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Dedicated to the memory of the late Prof. P. Maheshwari FRS, our teacher (R. N. K.) and friend (H. F. L.) who read through the Ms in April at Paris, a month before his death.     

Kairomone mediated host-finding behavior in the parasitic wasp Orgilus lepidus

Host-finding by the parasitic wasp Orgilus lepidus, a braconid parasite, is mediated by two kairomones present in the frass of the host insect, the potato tuberworm. A volatile substance identified as heptanoic acid elicits heightened searching behavior, resulting in the parasite contacting the frass. A contact chemical stimulus in the frass induces the parasite to probe the substrate with the ovipositor, culminating in contact with the host.

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Zusammenfassung Das Auffinden des Wirts durch die parasitische Wespe Orgilus lepidus wird durch zwei Kairomone vermittelt, die im Bohrmehl des Wirtsinsekts, der Kartoffelmotte (Phthorimaea operculella) vorliegen. Eine flüchtige Substanz, identifiziert als Heptansäure, löst erhöltes Suchverhalten aus, das zur Kontaktnahme des Parasiten mit dem Bohrmehl führt. Ein chemischer Kontaktreiz im Bohrmehl veranlasst den Parasiten, das Substrat mit dem Legestachel solange zu sondieren, bis er mit dem Wirt in Berührung kommt.

     

Relationship between saturation deficit and the survival and locomotory activity of surface dwelling Collembola

The springtails Tomocerus minor, Orchesella cincta and Isotoma viridis survive only in air with a saturation deficit near zero. Their survival time is inversely related to saturation deficit and not simply to the relative humidity. The different species show different reactions to the same saturation deficit values, which agree with the humidity preferences of the species in their natural habitats.Drought stimulates Collembola to start locomotory activity which may lead them to aggregate in optimal humidity conditions. Thus this reaction may play a part in increasing the survival rate of these animals.

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Zusammenfassung Die Beziehung zwischen Sättigungsdefizit (S.D.) und Überlebenszeit und zwischen S.D. und lokomotorischer Aktivität wurde an drei epedaphischen Collembolen-Arten untersucht. Die Überlebensdauer verhält sich umgekehrt proportional zum S.D., und steht in keinem direkten Verhältnis zur relativen Luftfeuchte. Die verschiedenen Arten weisen unterschiedliche Reaktionen zu den gleichen S.D.-Werten auf. Diese Reaktionen stimmen mit den Feuchte-Präferenzen der drei Arten in ihren natürlichen Habitats überein. Hohe S.D.-Werte führen zu lokomotorischer Aktivität, mittels welcher die Tiere optimale Feuchtigkeitsverhältnisse erreichen können.Diese Ergebnisse weisen auf einen ökologischen Überlebensmechanismus hin.

     

Untersuchungen über die Temperaturabhängigkeit von Lebensprozessen bei Insekten unter besonderer Berücksichtigung winterschlafender Kartoffelkäfer

Zusammenfassung Winterschlafende Kartoffelkäfer (Leptinotarsa decemlineata) verfügen über zwei Sicherungen gegen einen zu raschen Stoffwechsel. Der Sauerstoff verbrauch der intakten Tiere sowie der des Gewebes wird wie bei anderen echten Winterschläfern unter den Insekten gegenüber dem Fraßzustand erheblich herabgesetzt. Ferner zeigen Sauerstoffverbrauch der intakten Tiere, des Gewebes sowie die Aktivität der Fermente Succinodehydrase, Katalase und Glycerophosphatase eine Temperaturadaptation im Sinne des Typs 3. Der Winterschlafende Pappelblattkäfer (Melasoma populi) besitzt als weitere Sicherung gegen eine Stoffwechselsteigerung bei einem plötzlichen Temperaturanstieg im biologisch besonders wichtigen niederen Temperaturbereich auffallend niedrige Temperaturkoeffizienten. Sowohl Sauerstoffverbrauch wie auch die CO₂-Abgabe zeigen den Adaptationstyp 3; der respiratorische Quotient ist von der Adaptationstemperatur unabhängig.Die Temperaturadaptation ist als echte Regulationserscheinung reversibel.Bei zu großen, plötzlichen Temperatursprüngen können Schockwirkungen auftreten. Beim winterschlafenden Kartoffelkäfer machten sie sich in einer Erhöhung des Sauerstoffverbrauchs bemerkbar. Die Gewebsatmung zeigte diese Erscheinung nicht.Nicht alle eurythermen Tiere verfügen über das Mittel der Temperaturadaptation entsprechend den häufigsten Typen 2–3. Sie fehlte (Typ 4) bei dem Sauerstoffverbrauch der intakten Larven und Puppen des Mehlkäfers (Tenebrio molitor), dem des Gewebes der Larven und der Dehydrasenaktivität beider Stadien, wahrscheinlich auch beim Sauerstoffverbrauch der im Fraßzustand befindlichen intakten Kartoffel- und Pappelblattkäfer. Kartoffelkäfer, die gerade aus dem Winterschlaf erwacht waren, zeigten eine viel geringere Abhängigkeit der Gewebsatmung von der Adaptationstemperatur als während des Ruhestadiums.Bei den Larven von Tenebrio molitor ist die Aktivität der Dehydrasen während der Häutung bedeutend geringer als zwischen den Häutungen.Die Untersuchungen an Larven der Weidenblattwespe (Pteronus salicis) in Diapause können deshalb schlecht eingeordnet werden, weil bei den hohen Adaptationstemperaturen im Gegensatz zu den niedrigen anscheinend eine latente Entwicklung einsetzte.Allgemein betrachtet kann man einer Adaptation des Sauerstoffver brauchs eine entsprechende fermentative Temperaturadaptation zuordnen.Gekürzte Wiedergabe einer Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel (Anregung und Anleitung: Prof. Dr. H. Precht). — Die photometrischen Messungen wurden mit einem Pulfrichphotometer ausgeführt, welches die Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft Herrn Prof. Precht zur Verfügung stellte.     

Über die physikalische Beschaffenheit des Wachses bei seinem Erscheinen auf der Epidermis

Zusammenfassung Nachdem hinsichtlich der physikalischen Beschaffenheit der Ölüberzüge auf verschiedenen Pflanzenorganen (vgl. Anm. 1, S. 526) festgestellt war, daß die bei ein und derselben Pflanze vorhandenen Ölüberzüge oft alle Übergänge von flüssigen fetten Öltropfen über schmierige fettartige Substanzen bis zu trockenen festen Wachskörnern zeigen können, habe ich auch die genetischen Beziehungen zwischen diesen einzelnen physikalisch-chemischen Zuständen der Wachsüberzüge genauer untersucht. Wie bei den Ölüberzügen, so konnten auch bei den Wachsüberzügen auf den Blüten vonHyacinthus orientalis undDracaena elliptica solche physikalisch verschiedene Übergangsstadien beobachtet werden. Schon auf Grund dieser Tatsache und auch deshalb, weil erst jüngstDous (1927) in den Epidermisaußenwänden verschiedener wachsbedeckter Pflanzenteile Kanäle nachweisen konnte, durch die das Wachs ausgeschieden werden dürfte, lag die Vermutung nahe, daß das Wachs zuerst in Form eines flüssigen oder schmierigen Öles auf der Epidermis erscheint. Eine ganz ähnliche Ansicht hat bereitsde Candolle (1833) geäußert. Es konnte dann im Verlaufe der Untersuchung tatsächlich festgestellt werden, daßdas Wachs zuerst in Form eines schmierigen oder auch flüssigen fetten Öles auf der Epidermis ausgeschieden wird, und daß es erst nachher an der Luft allmählich fest wird. So waren an jungen und noch wachsenden Laubblättern vonTulipa silvestris, die in ausgewachsenem Zustande bereift sind, oder an den Keimlingen vonLupinus albus alle Ubergänge von flüssigem fettem Öl bis zu festen Wachskörnchen nachzuweisen. Auch an Abklatschpräparaten konnte durch geeignete Behandlung und längeres Aufbewahren dieunmittelbare Umwandlung des schmierigen oder flüssigen fetten Öles zu schmelzbaren Wachskörnchen beobachtet werden.Man kann somit dasflüssige bis schmierige fette Öl als die erste sichtbare und auf der Epidermis nachweisbare chemisch-physikalische Vorstufe der Wachskörnchen bezeichnen. Dabei muß aber ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß durchaus nicht alle auf der Epidermis ausgeschiedenen fetten Öle (wohl vor allem nicht die auf den mehr oder weniger chlorophyllfreien Blüten befindlichen) unter normalen Umständen in Wachs überzugehen brauchen (Blüten vonStanhopea, Odontoglossum u. a.).Mit 4 Textabbildungen.     

S-alleles are retained and expressed in a self-compatible cultivar of Petunia hybrida.

Summary We identified two S-allele-associated proteins (S-proteins) in a self-compatible cultivar of Petunia hybrida based on their segregation in F₁ hybrids between P. hybrida and its self-incompatible relative, Petunia inflata (with S₂S₂ genotype), and in selfed progeny of P. hybrida. These two S-proteins, designated S_x-protein (24 kDa) and S_o- protein (31 kDa), are pistil specific, and their expression follows a temporal and spatial pattern similar to that of S-proteins characterized in self-incompatible solanaceous species. Their amino-terminal sequences also share a high degree of similarity with those of solanaceous S-proteins. Selfing of P. hybrida yielded plants with S_oS_o, SxSo, and S_xS_x genotypes in an approximately 1:2:1 ratio, indicating that the S_x- and S_o-alleles, though expressed in the pistil, failed to elicit a self-incompatibility response. The S₂-allele of P. inflata is expressed in all the F₁ hybrids, rendering them capable of rejecting pollen bearing the S₂-allele. The S_o-allele is not functional in the F1 hybrids, because all the F₁ progeny with S₂S_o genotype are self-compatible. However, in F₁ hybrids with S₂S_x genotype, approximately half are self-incompatible and half are self-compatible, indicating that the function of the S_x-allele depends on the genetic background. These results strongly suggest that the presence of functional S-alleles alone is not sufficient for expression of a self-incompatibility phenotype, and reaffirm the multigenic nature of gametophytic self-incompatibility suggested by earlier genetic studies.     

Cloning and sequencing of cDNAs encoding two SSS

A defective S-allele, S ₀, and a functional S-allele, S _x, have previously been found to be retained in an F₁ hybrid of a self-compatible commercial cultivar of Petunia hybrida. Pistil proteins associated with these two alleles have also been identified. Their amino-terminal sequences have been found to share a high degree of similarity with those of S-proteins characterized from self-incompatible solanaceous species. Here we report the isolation and sequencing of cDNAs encoding S ₀- and S _x-proteins. Their deduced amino acid sequences contain all the consensus primary structural features of S-proteins from self-incompatible solanaceous species. Both proteins also have ribonuclease activity. The implications of these findings are discussed in relation to the presumed function of the S-protein in the self-incompatibility interaction.     

Effects of hostplant age on phytophagous insects

In Colorado beetle females fed with physiologically aged potato leaves, an inhibition or even a standstill of reproduction occurs, followed by diapause.In such beetles, the volume of the corpora allata is reduced and the medial cerebral neurosecretory cells do not transport their neurosecretory material. In feeding tests, it is shown that the beetle can detect the age of its hostplant.

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Zusammenfassung Wenn weiblichen Kartoffelkäfern zwei Arten bevorzugter Wirtspflanzen zur Verfügung stehen, ändert sich ihr Wirtswahlverhalten mit dem Ansteigen der Temperatur, während das nicht der Fall ist, wenn abgelehnte mit angenommenen Pflanzen verglichen werden.Die Käfer können zwischen alten und jungen Blättern bevorzugter Wirtspflanzen unterscheiden.Bei Kartoffelkäfern, die mit physiologisch gealtertem Laub gefüttert werden, tritt eine Hemmung oder sogar ein völliger Stillstand der Reproduktion ein, worauf eine Diapause folgt. Es scheint, daß die Corpora allata beeinflußt werden und aufhören zu arbeiten; die Käfer zeigen histologisch die charakteristischen Anzeichen diapausierender Käfer genauso wie hungernde Käfer: einen völligen Stillstand des Transportes von Neurosekret und eine dichte Anhäufung neurosekretorischen Materials innerhalb der Zellen. Nachfolgende Nahrungsaufnahme der hungernden Käfer bewirkt den Transport neurosekretorischen Materials entlang der Neurosekretbahnen und die Dispersion desselben innerhalb des Zellplasmas.Es scheint also, daß die jahreszeitlichen Veränderungen im Zustand der Wirtspflanze dem neuro-endokrinen System angezeigt werden und für die Nahrungswahl sowie für die Synchronisation von Bedeutung sind.

     

Pepper veinal mottle virus-a new member of the potato virus Y group from peppers (Capsicum annuum L. and C. frutescens L.) in Ghana

Pepper veinal mottle virus (PVMV), a previously undescribed virus widespread in Capsicum annuum and C. frutescens in the Eastern Region of Ghana, is acquired and inoculated in 2 min feeding periods by aphids (Myzus persicae and Aphis gossypii); it is transmissible by inoculation of sap to eleven of fifteen Solanaceae and to five of forty-six other species within three of seventeen other families. The virus was propagated in Nicotiana clevelandii and Petunia hybrida, and assayed in Chenopodium quinoa, C. amaranticolor and C. murale. Sap from Capsicum annuum was infective after dilution to 10^-3 but not 10^-4, after 10 min at 55 but not 60^oC, and after 7 but not 8 days at 25^oC. Lyophilized sap from P. hybrida was infective after 6 years in vacuo. Yields of 10–25 mg of virus per kg of leaf tissue were consistently obtained from P. hybrida or N. clevelandii by extracting systemically infected leaves in 0.5 M borate (pH 7.8) containing 0.2% mercaptoethanol and chloroform, followed by repeated precipitation with 50 g polyethylene glycol (M.W. 6000) per l, several cycles of differential centrifugation and centrifugation in sucrose density-gradient columns. Virus preparations had ultraviolet absorption spectra typical of a nucleoprotein containing c. 6% nuclei acid (A 260/280 = 1.25; A 260/246 = 1.27) and contained numerous unaggregated and unbroken filamentous particles c. 770 times 12 nm which sedimented as a single component with a sedimentation coefficient (s^o_20,w) of 155 S. PVMV contained RNA (moles %: G = 24, A = 23, C = 27, U = 26), and a single protein species with a molecular weight of 32000–33000 daltons. PVMV was not serologically related to potato virus Y (three strains), or to twelve other morphologically similar viruses, and seems to be a distinct member of the potato virus Y group. The cryptogram of PVMV is R/(I):*/(6):E/E:S/Ap.     

The influence of physical factors and host plant odour on the induction and termination of dispersal flights in Sitona cylindricollis Fahr

The reactions of S. cylindricollis to various weather factors were studied in the laboratory and in the field. The preferred temperature was dependent on the temperatures to which the weevils were adapted. Weevils emerging from hibernation had a lower temperature preference than weevils collected later in the field during the summer months. High humidity inactivated the weevils at all temperatures. Light did not change the reactions to temperature but high temperature reversed the negative reactions to light. The threshold ambient temperature for flight in the field in bright sunshine was 25° C. This implies a threshold body temperature of about 35° C which was found to be the threshold under laboratory conditions. A wind speed above 0.1 m/sec. decreased the flight activity and at 0.6 m/sec. flights ceased completely. Feeding and adaptation to high temperatures and light intensities increased the threshold for flight activity. Young weevils normally did not fly. The attractancy of colour and odour on flying insects was investigated with baited traps. S. cylindricollis did not show any reaction to colours. Coumarin proved to be a significant olfactory stimulus for terminating flights. Dispersal flights of S. cylindricollis occurred in both years mainly during a short period in May. Responses to temperature and light significantly regulated behaviour in the field. Later in the year the weevils do not often encounter flight-inducing high temperatures in their habitat.

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Zu sammenfassung Das Verhalten von S. cylindricollis gegenüber einzelnen Wetterfaktoren wurde im Laboratorium und im Freiland untersucht. Die Vorzugstemperatur war abhängig von der Temperatur, an welche die Käfer adaptiert waren. Käfer aus den Winterquartieren hatten eine niedrigere Vorzugstemperatur als Käfer, welche während der Sommermonate im Freiland gesammelt wurden.Hohe Luftfeuchtigkeit inaktivierte die Käfer in allen untersuchten Temperaturstufen. Licht beeinflusste die Reaktionen gegenüber Temperatur nicht, aber hohe Temperatur kehrte das photonegative Verhalten um. Zur Flugauslösung war der Schwellenwert in der Umgebungstemperatur 25° C im Freiland in hellem Sonnenschein. Dies bedeutet einen Schwellenwert in der Körpertemperatur von 35° C, wie in Laboratoriumsversuchen gefunden wurde. Eine Windgeschwindigkeit von über 0.1 m/sec. beeinflusste die Flugaktivität bereits, und bei 0.6 m/sec. hörten die Flüge ganz auf. Nahrungsaufnahme und Adaptation an hohe Temperaturen erhöhten die Reizschwelle für Flugaktivität. Jungkäfer flogen normalerweise nicht.Das Anziehungsvermögen von Farben und Geruch auf fliegende Käfer wurde in farbigen Köder-Fallen untersucht. S. cylindricollis zeigte keine Reaktionen gegenüber Farben. Cumarin erwies sich als wirkungsvoller Geruchsreiz um Flüge zu beenden. Verbreitungsflüge fanden in beiden Jahren hauptsächlich in einer kurzen Periode im Mai statt. Reaktionen gegenüber Licht und Temperatur regulieren nachweislich das Verhalten des Süsskleekäfers im Freiland. Später im Jahr sind die Käfer in ihrem Habitat flugauslösenden hohen Temperaturen meistens nicht mehr ausgesetzt.

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The author is Mrs. D. Peschken

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This investigation was supported financially by the Manitoba Government Department of Agriculture and the National Research Council of Canada.     

Predation on woodlice; an investigation using the precipitin test

Predation on woodlice (terrestrial isopods, Crustacea — Oniscoidea) was examined serologically. Using the precipitin test technique the presence of isopod antigen was demonstrated in the guts of a number of predators from an area of limestone grassland. These included the common shrew, Sorex araneus, lycosid and dysderid spiders, and the centipede Lithobius variegatus. The evidence for considering carabid beetles as isopod predators is also discussed. It was concluded that woodlice are preyed upon by a number of invertebrates and small mammals in the field.

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Zusammenfassung Asseln (terrestrische Isopoden, Crustacea — Oniscoidea) werden im Laboratorium von einer ganzen Reihe von Tieren gefressen, aber es ist wenig bekannt über ihre Vertilger im Freien. Zur Untersuchung dieses Problems wurde eine serologische Technik an Tiermaterial aus einer Probefläche eines Kalksteinrasens in Wytham Woods, Berkshire, England angewendet. Körperextrakte der Assel Philoscia muscorum wurden zur Auslösung von Antikörperbildung bei Kaninchen benutzt. Bei der Prüfung der Spezifität des verwendeten Präzipitin-Tests (Ouch-terlony-Methode) reagierten die gebildeten Antikörper über Kreuz mit Extrakten aller untersuchten Asseln, ergaben aber keine Reaktion mit Amphipoden oder anderem Tier- oder Pflanzenmaterial. Der Antikörper wurde sodann zur Prüfung der Anwesenheit von Isopoden-Antigen im Darminhalt einer Anzahl weit verbreiteter Räuber aus dem Freiland eingesetzt. Positive Reaktionen wurden von den Spitzmäusen Sorex araneus und S. minutus, von Apodemus sylvaticus, von Lycosiden und Dysderiden (Spinnen), dem Chilopoden Lithobius variegatus und dem Carabiden Pterostichus madidus erhalten. Einige weitere mögliche Räuber wurden nicht geprüft. Die Möglichkeit, daß positive Reaktionen eher auf Leichenfresser als auf Räuber hinwiesen, wurde zwar in Betracht gezogen, aber unter Berücksichtigung anderer Informationsquellen wurde doch geschlossen, daß Asseln unter Freilandverhältnissen von den untersuchten Tieren hauptsächlich von Spitzmäusen, Hundertfüßlern, Wolfsspinnen und Laufkäfern gefressen werden.

     

Artificial diet without crude plant material for two oligophagous leaf feeders

Studies of nutritional requirements of phytophagous insects have led to the general opinion that these requirements are qualitatively more or less similar, but quantitatively vary widely according to the species. This implies that certain combinations of non-specific nutritive substances, such as in artificial diets, can in principle support growth of insects, provided that the same dietary constituents also elicit feeding in the insects.An artificial diet composed of ordinary nutritive substances evokes feeding in newly hatched larvae of the oligophagous Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata Say, which, however, grow only moderately on it. Improved growth can be achieved by the application of high temperature treatment to the diet, viz. by autoclaving. The same type of diet treated in the same way supports growth of Pieris brassicae (L.). Both species can be reared non-aseptically on an artificial diet without the aid of crude plant material or plant extracts for two generations. This finding may confirm the above-mentioned principles.

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Zusammenfassung Untersuchungen über die Nahrungsansprüche phytophager Insekten haben zu der allgemeinen Auffassung geführt, daß die Ansprüche qualitativ mehr oder weniger ähnlich sind, quantitativ aber weitgehend artspezifisch variieren. Das schließt ein, daß gewisse Kombinationen unspezifischer Nährstoffe, wie die in künstlichen Diäten, im Prinzip das Wachstum der Insekten gewährleisten können, wenn nur gewisse Bestandteile der Diät zugleich die Fraßreaktion der Insekten auslösen.Eine künstliche, aus den gewöhnlichen Nährstoffen zusammengesetzte Diät löst zwar das Fressen frisch geschlüpfter Larven des oligophagen Kartoffelkäfers, Leptinotarsa decemlineata Say, aus, sie wachsen aber nur mäßig dabei. Verbessertes Wachstum kann erreicht werden durch die Anwendung einer Behandlung der Nahrung mit hoher Temperatur, z.B. durch Autoklavieren. Der gleiche Typ der in gleicher Weise behandelten Diät gewährleistet das Diät ohne die Mitwirkung von Pflanzenrohstoffen oder Pflanzenextrakten über zwei Generationen aufgezogen werden. Dieser Befund vermag die oben dargelegten Prinzipien zu unterstützen.

     

Die Wirking einiger Solanum-Alkaloidglykoside auf den Kartoffelk?fer, Leptinotarsa decemlineata say

Zusammenfassung Die kristallisierten Solanum-Alkaloidglykoside (Solanin, Chaconin, Leptinin I, Leptinin II, Leptin I, Demissin und Tomatin) und ein amorphes Leptin III — Präparat wurden im Fraßtest an Kartoffelkäfern geprüft. Die Resistenz von Solanum chacoense gene Leptinotarsa kann durch den Gehalt an Leptinen erklärt werden. Die Leptine gehen unter Abspaltung der Acetylgruppe in die Leptinine über und verlieren damit ihre hohe fraßabschreckende Wirksamkeit. DDT-resistente Käfer sind gegen Solanum chacoense, die Leptine und die Leptinine unempfindlicher als normale.

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Summary Different Solanum alkaloids (crystallized samples of solanine, chaconine, leptine I, leptinine I, leptinine II, demissine and tomatine, and an amorphous sample of leptine III) were examined by a feeding-test in the Colorado beetle. All were found to discourage uptake of food.The resistance of Solanum chacoense against Leptinotarsa is due to its content of leptines. Leptines are transformed into leptinines by loss of the acetyl group. They lose their high activity in this process. Beetles resistant to DDT are less sensitive towards Solanum chacoense, leptines and leptinines than normal beetles.

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1) Herrn Professor Dr. Richard Kuhn zum 60. Geburtstag gewidmet. Seine Frage nach dem Vergällungsstoff von Solanum chacoense führte zu diesen Untersuchungen.

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2) Anschrift: Homburg/Saar, Institut für Physiologie.