Enzymatische Differenzierung der Symbiose von Glycine max und Rhizobium japonicum mit effektiven und ineffektiven Stämmen

Die Symbioseentwicklung von Glycine max und Rhizobium japonicum 61-A-101 in Nitrogenaseaktiven Wurzelknöllchen wird anhand des Knöllchenwachstums, der Nitrogenaseaktivität und einiger Enzyme des N-Stoffwechsels verfolgt: Aspartat-Aminotransferase = AST (E.C. 2.6.1.1.), Alanin-Amino-transferase = ALT (E.C. 2.6.1.2.), Glutamat-Dehydrogenase = GDH (E.C. 1.4.1.2.), Glutamat-Synthase = GOGAT (E.C. 1.4.1.13.), Glutamin-Synthe-tase = GS (E.C. 6.3.1.2.) und Alanin-Dehydrogenase = ADH (E.C. 1.4.1.1.). Die spezifischen Aktivitäten der AST, ALT und GDH aus dem pflanzlichen Cytoplasma durchlaufen ähnlich wie die bakterielle Nitrogenase ein frühes Maximum während der Knöllchenentwicklung, während sie in den Bakteroiden niedriger sind (20 bis 40 %) und sich geringfügiger verändern als in der pflanzlichen Fraktion. Die GS aus den Bakteroiden zeigt konstant niedrige Werte (um 350 mUnits), während in der pflanzlichen Fraktion ein Aktivitätsanstieg von etwa 1,2 Units am 19. Tag auf über 6 Units am 50. Tag meßbar ist. Die bakterielle ADH weist in demselben Zeitraum einen ähnlichen Anstieg (bis 300 mUnits) auf. Die GOGAT-Aktivitäten liegen in den Bakteroiden zweibis dreimal höher als im pflanzlichen Cytoplasma und steigen leicht an. Die Ergebnisse bei verschiedenen Soja-Sorten werden dargestellt. Die Auswirkungen der Infektion mit einem ineffektiven Stamm von Rhizobium japonicum (61-A-24) auf die Enzymaktivitäten werden untersucht. Sowohl die bakteriellen als auch die pflanzlichen Enzyme AST, ALT und GDH weisen eine ähnliche Entwicklung ihrer Aktivitäten wie in effektiven Knöllchen auf. Die pflanzlichen GOGAT- und GS-Aktivitäten und die der bakteriellen ADH liegen allerdings viel niedriger. Die GS-Aktivitäten aus den Bakteroiden übertreffen die spezifischen Aktivitäten aus effektiven Zellen um das Drei- bis Vierfache. Der ineffektive Rhizobienstamm unterscheidet sich auch vom effektiven dadurch, daß er bei den infizierten Pflanzen zu einer Erhöhung der Knöllchenzahl mindestens bis zum 50. Tag führt, im Gegensatz zu den N₂-fixierenden Pflanzen, die ihre Knöllchenzahl ab dem 15. Tag nicht mehr steigern. Ein Vergleich der Enzym-Aktivitäten aus Bakteroiden mit den Aktivitäten von Nitrogenaserepremierten und -derepremierten freilebenden Zellen von Rhizobium japonicum ergibt mehr Übereinstimmung mit letzteren. Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die gewährte Unterstützung im SFB 103 ?Zellenergetik und Zelldifferenzierung”.     

Wechselwirkungen zwischen Lektinen und Mikroorganismen II. Identifizierung von Mikrobiellen Stämmen und Mutanten durch die Kinetik induzierter Agglutinationen

The kinetic of lectin or antibody induced agglutination between single cells in a complex but highly specific reproducible marker. It is useful for the identification of strains and mutants. Using the described method we are able to differentiate the mutants of yeast strains.     

13. Hans-Rolf Höster und Walter Liese: Über fransenförmige Gefäßdurchbrechungen in der Sproßachse von Dendrocalamus strictus1

In einigen Internodien der Sproßachse von Dendrocalamus strictus konnte ein bislang nicht bekannter Typ einer vielfachen Gefäßdurchbrechung festgestellt werden. Die Form dieser als ?fransenförmig” bezeichneten Perforation sowie die Häufigkeit und Verteilung innerhalb des Internodiums werden beschrieben. Es dürfte sich hierbei um eine durch Störung der Differenzierung bedingte Form handeln.     

Beziehungen zwischen der relativen Größe des Tieftemperaturemissionsmaximums bei 738 nm und der Aktivität von PS I

Die Proportionalität zwischen bei 77 K gemessenem relativen Emissionssignal F₇₄₀ (PS I) und F₆₉₅ (PS II) und in vitro Elektronentransport-Aktivität unter lichtlimitierenden Bedingungen, Grundlage vieler Vorstellungen zur Regulation des Energieflusses, wurde erneut untersucht. Die Thylakoidmembranen wurden durch Zusatz von Dimethylsulfoxid verändert und dessen Einwirkung auf 77-K-Spektren und Quantenausbeute bei Raumtemperatur verglichen. Einer starken Veränderung der Emission stand dabei eine unveränderte Quantenausbeute gegenüber. Eine Korrelation ist daher zumindest fraglich.     

Respirationsintensität in Stäinmen, Zweigen und Blältern von Laubbäumen im tropischen Regenwald und in temperierten Wäldern

Respiratory Activity in Stem, Branches and Leaves of Evergreen Trees in Tropical Rain Forest and of Deciduous Trees in Temperate Climate.— Reduced to the same temperature, the respiratory activity of different parts of tropical rain forest trees and of corresponding parts of temperate deciduous trees is approximately the same. In particular, the leaf-blades of Danish deciduous trees and of tropical rain forest trees from the lowland of Côte d'Ivoire (57° north. lat.) have nearly the same respiratory activity at 20°C: the blades of the extreme shade leaves about 0.1 mg CO₂, those of the extreme sun leaves about 0.8 mg CO₂ per 50 cm² (one side only) per hour at 20°C. This is in accordance with the fact that the blades of shade leaves, respectively Sim leaves, of the tropical rain forest trees are built in the same way as the blades of deciduous trees in our temperate climate. The respiratory activity shows that they have the same “concentration” of living cells, the same “concentration” of active plasma. The respiratory activity of trunk and branches depends mainly on three factors: diameter of the stem-section or branch-section, nutritional condition, and temperature. The respiratory activity of trunk and branches of hardwoods in temperate climate is also dependent on the season. The estimations on stems and branches from the temperature trees were made In July–August. There was in most cases a remarkable agreement in respiratory activity between temperate and tropical hardwoods: Branches with a diameter of about 0.5–2 cm have a respiration of about 70–100 mg CO₂ per kg fresh weight per hour at 20°C. Trunk sections with a diameter over 20 cm have a respiratory activity of about 3–5 mg CO₂, per kg fresh weight per hour at 20°C. In the older parts of a stem most of the cells are dead. The agreement in respiratory activity probably means that the “concentration” of living cells in the older parts of the stem of tropical and temperate hardwoods is the same.     

Gewinnung und Charakterisierung von Prolidase aus Escherichia coli B,II. Charakterisierung,Reinigung und Trägerfixierung des Enzyms

Prolidase, a specific exopeptidase, is isolated from Escherichia coli B. The enzyme being present in the raw extract is purified and enriched by fractionated ammonium sulfate precipitation, ion exchange chromatography on DEAE-Sephadex A 50 as well as by gel filtration on Sepharose 4 B. Total yield of prolidase amounts to 19% with a 67fold enrichment Substrate specifity of the enzyme mainly corresponds to that of the animal prolidase. It is able to hydrolize the imido linkage at the N-terminal end of prolin in the case of di- and tripeptides. The temperature optimum of prolidase from E. coli B is 37 °C, the pH-optimum from pH 7.6 to 9.0. Storage stability at pH 8.6 and a temperature of 4 °C is optimal. The enzyme is only active in presence of Mn²⁺-ions. This metal cannot be replaced by Mg^2-- or Zn²⁺-ions A high enzyme activity and storage stability in presence of Mn²⁺-ions can be reached by immobilization of the prolidase, by covalent binding on Sepharose 6 B, adsorption on DEAE-Sephadex as well as by combination with glutar dialdehyde on DEAE-Sephadex.     

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.     

Wirt-Parasit-Beziehungen: Untersuchungen zur Induktion der Äthylenbildung in Höheren Pflanzen und zur Rolle des Äthylens bei der Ausprägung von Krankheitssymptomen und der Einleitung von Abwehrreaktionen

Die gegen Phytophthora magasperma var. soyae (Pms) resistente Soya-Sorte Glycine max L. cv. Harosoy 63 reichert nach Infektion mit Pms u. a. das fungitoxische Pterocarpan ?Glyceollin” an. Zeitlich vor der Synthese dieses ?Phytoalexins” wurde nach Behandlung von Kotyledonen mit Zellwandpräparaten (?Elicitoren der Phytoalexinsynthese”) aus Pms eine Induktion der Phenylalanin Ammonium-Lyase (PAL) gemessen (Zähringer, Ebel und Grisebach, Arch. Biochem. Biophys. 188, 450, 1978). Wir zeigten kürzlich, daß in Bohnenblättern (Phaseolus vulgaris) nach Infektion mit Uromyces phaseoli eine sortenabhängige Äthylenbildung einsetzt, wobei hypersensitive Sorten eine stärkere ?thylenbildung zeigen als tolerante Sorten. In Hypokotylsegmenten von Bohnen gelang es die infektionsbedingte, sortenspezifische Äthylenreaktion durch Zellwandpräparate (Elicitoren) aus U. phaseoli zu ersetzen (Paradies et al., Planta, 146, 193, 1979). Aus diesen Befunden und aus Literaturberichten hatten wir eine mögliche Funktion des ?Pflanzenhormons” ?thylen bei der hypersensitiven Reaktion und der Nekrosenbildung abgeleitet. Am Beispiel des Pms-Soya-Systems zeigen wir jetzt, daß a) Kotyledonen ?thylen, PAL und Glyceollin nach 1,5, 3 und 6 h nach der Inkubation mit Pms-Elicitor synthetisieren, b) 1-Aminocyclopropan-1-carbonsäure als direkter ?thylenvorläufer genau wie der Pms-Elicitor die ?tylenbildung, aber nicht die PAL- oder Glyceollin Synthese stimuliert und c) AVG, ein spezifischer Inhibitor der ?thylenbildung zwar die Synthese des Äthylens, aber nicht die von PAL oder Glyceollin beeinflußt. Man kann also die Äthylenbildung von der Phytoalexininduktion entkoppeln; demnach ist Äthylen nicht ein Auslöser, sondern nur eine Begleiterscheinung der elicitorbedingten Phytoalexinsynthese in Soya.