Morphologie und Wirtskreis eines neu isolierten Rhodopseudomonas palustris-Phagen

Zusammenfassung Aus Teichwasser in der Nähe Freiburgs wurde ein Bacteriophage angereichert, der Rhodopseudomonas palustris, Stamm 1 e 5 befällt. Dieser, als Rp 1 bezeichnete Phage kann in anaeroben Lichtkulturen von Rps. palustris bis zu einem Titer von 10⁹ vermehrt werden. Der Infektionscyclus findet auch in aerober Dunkelkultur statt. Von 17 untersuchten Rps. palustris-Stämmen wird nur der Stamm 1 e 5 befallen und bei ihm die Entwicklung von Plaques beobachtet. Das Capsid des Phagen ist icosaedrisch. Die Capsomeren erscheinen pentagonal. Das Capsid hat einen Durchmesser von 380–390 . Die Festheftung des Phagen an der Oberfläche der Wirtszelle oder an den Thylakoiden erfolgt mit einer röhrenförmigen Struktur, die 200 lang und 55–60 dick ist.

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Morphology and host range of a new isolated Rhodopseudomonas palustris-phage

Summary A Phage active against Rhodopseudomonas palustris was isolated from freshwater ponds near Freiburg. The Phage is called Rp 1. Rp 1 could be propagated to titres of 10⁹ plaque-forming units/ml in anaerobic light cultures. It is also synthesized in aerobic dark cultures of Rps. palustris strain 1 e 5. The host range of this phage is very narrow. Only one of seventeen strains of Rps. palustris is able to propagate the phage. The other tested Athiorhodaceae do not give rise to plaque development. The Rp 1 virus consists of an icosahedral head (380–390 in diameter) and a tail like structure. After degradation of the capsid pentagonal capsomeres become visible. The phages are attached by a hollow tube (length 200 , diameter 55–60 ) to the host cell. In negative stained preparations of phages many Rp 1 are seen attached to the thylakoid of the bacteria.

     

Untersuchungen zur Adsorption des Bacteriophagen Rp 1 an Rhodopseudomonas palustris 1 e 5

Zusammenfassung Adsorptionskinetiken mit verschiedenen Rhodopseudomonas palustris-Stämmen ergaben, daß Rp 1-Phagen nur an Stamm 1 e 5 adsorbieren. Als Adsorptionskonstante wurde ein Wert von K=3,8·10^-10 ml/min ermittelt. Während des Wachstums der Wirtsbakterien werden die Rp 1-Phagen nur in der Teilungsebene und an einem Zellpol adsorbiert. Die Phagen adsorbieren auch an den intracytoplasmatischen Membranen. Die Spezifität dieser Adsorption wird diskutiert.

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Investigations on the adsorption of the bacteriophage Rp1 to Rhodopseudomonas palustris 1 e 5

Summary The adsorption of the bacteriophage Rp 1 is restricted to cells of the strain 1 e 5 of Rhodopseudomonas palustris. The adsorption constant was found to be K=3.8·10^-10 ml/min. During the growth phase of the host bacterium Rp 1 is only adsorbed to one of the cell poles and the division plain of the cells. In addition, the phage is adsorbed to the intracytoplasmic membranes. The specifity of this adsorption is discussed.

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Abkürzungen pfu plaque forming units - Rps. Rhodopseudomonas - R. Rhodospirillum     

Charakterisierung des Rhodopseudomonas palustris-Bacteriophagen Rp 1

Zusammenfassung RP 1-Phagen sind wenig stabil. Durch Chloroform werden sie rasch inaktiviert, während entsprechende Konzentrationen an Äther ohne Titerverlust toleriert werden; pH-Werte, kleiner als 5 und größer als 8,5 führen zur Inaktivierung, ebenso Temperaturen über 30°C. Die temperaturabhängige Inaktivierungskinetik ist bei 46°C bi-phasisch. Der Phage hat eine Latenzzeit von 90 bis 100 min, eine rise period von 2 Std und eine Wurfgröße von 10–12.Anhand von Ultradünnschnitten konnte gezeigt werden, daß die intracelluläre Phagenentwicklung im peripheren Cytoplasma abläuft. Durch Fluorescenzfärbung und Einbau von ³H-Thymidin konnte 2-DNS als Phagennucleinsäure bestimmt werden.

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Characterization of the Rhodopseudomonas palustris-bacteriophage Rp 1

Summary Isolation and enrichment of the Rp1-bacteriophage of Rhodopseudomonas palustris, strain 1 e5, resulted in a yield of 10 to 20% of the total amount of phage particles in the lysate and a titer of about 10⁹ pfu/ml. The high lost of phage particles may be due to an unspecific adsorption to the membranes of the bacterial cell. The bacteriophage Rp 1 is quickly inactivated at a pH lower than 5 and higher than 8.5 and a temperature higher than 30°C. The inactivation curve at 46°C shows two phases. The phage is rapidly inactivated by chloroform but not by ether. The one-step-growth curve shows a latency period of 90 to 100 min, a rise period of 2 h, and a burst size of 10 to 12 pfu/cell. The development of Rp1 was demonstrated to be in the peripheral region of the cytoplasm. By fluorescence staining and incorporation of ³H-thymidine the nucleic acid of Rp 1 was found to be a double-stranded DNA. The phage is tentatively put into the group C of Bradley.

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Abkürzungen Rps. Rhodopseudomonas - pfu plaque forming units     

Untersuchungen zur Photoautotrophie mit molekularem Wasserstoff bei neuisolierten schwefelfreien Purpurbakterien

Zusammenfassung In einer Mineralsalzlösung mit 0,1% NH₄Cl und 0,01% Hefeextrakt wurden aus Schlammproben unter einer Atmosphäre aus 90% H₂ und 10% CO₂ im Licht acht verschiedene Stämme von schwefelfreien Purpurbakterien angereichert und isoliert, die zum photoautotrophen Wachstum mit H₂-CO₂ befähigt sind. Die neuisolierten Stämme wurden aufgrund ihrer mikroskopischen Merkmale und ihrer Fähigkeit zur Verwertung verschiedener organischer C-Verbindungen bestimmt. Drei Rps. capsulata-Stämme benötigen Thiamin als Wachstumsfaktor, zwei R. rubrum-Stämme Biotin und ein Rps. gelatinosa-Stamm benötigt Thiamin und Nicotinsäure. Ein Rps. palustris-Stamm wächst langsam in einem Medium ohne Vitaminzusatz. Der Wachstumsfaktor-Bedarf eines zweiten Rps. palustris-Stammes kann nur durch Hefeextrakt gedeckt werden. Bei allen Stämmen wird das Wachstum durch kleine Mengen (0,01%) Casaminosäuren bzw. Hefeextrakt merklich beschleunigt. Die kürzesten Verdoppelungszeiten beim photoautotrophen Wachstum mit H₂ weisen die drei Rps. capsulata-Stämme auf (17 bis 23 h in einem Mineralmedium mit Thiamin, 10,5–11 h in einem Mineralmedium mit 0,01% Hefeextrakt). Die Hydrogenase-Aktivitäten der Stämme sind in starkem Maße abhängig von der Anzucht der Zellen. Die niedrigsten Aktivitäten werden nach photoheterotropher Anzucht in einem Medium mit NH₄Cl als N-Quelle gemessen, mittlere Aktivitäten nach photoheterotropher Anzucht in einem Medium mit Glutamat als N-Quelle und die höchsten Aktivitäten nach photoautotropher Anzucht mit H₂-CO₂. Die höchsten Raten der H₂-abhängigen CO₂-Fixierung werden ebenfalls nach photoautotropher Anzucht gemessen.

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Studies on the photoautotrophic growth of new isolated nonsulfur purple bacteria at the expense of molecular hydrogen

Summary By incubating samples of mud in a mineral salt medium containing 0.1% NH₄Cl and 0.01% yeast extract under an atmosphere of 90% H₂ and 10% CO₂ in the light, eight strains of nonsulfur purple bacteria capable of photoautotrophic growth at the expense of H₂-CO₂ were enriched and isolated. The bacteria were characterized by their microscopical features and their ability to use various organic compounds for growth. Three strains of Rps. capsulata need thiamine as a growth factor and two strains of R. rubrum biotin. The Rps. gelatinosa strain is dependent on thiamine and nicotinic acid. One of two Rps. palustris strains grows slowly in a medium completely free of growth factors, the other strain is dependent on the presence of 0.01% yeast extract. The growth of all strains is markedly stimulated by small amounts (0.01%) of amino acids or yeast extract. The three Rps. capsulata strains differ significantly from the other strains with regards to their fast photoautotrophic growth (doubling time: 17–23 h in a mineral salt medium with thiamine, 10.5–11 h in a medium with 0.01% yeast extract). The hydrogenase activities of all strains are strongly dependent on the culture conditions. The lowest activities are obtained after photoheterotrophic growth in a medium with NH₄Cl as the nitrogen source, moderate activities after photoheterotrophic growth in a medium with glutamate as the nitrogen source and maximum activities after photoautotrophic growth at the expense of H₂-CO₂. Maximum rates of CO₂-fixation are also obtained after photoautotrophic growth.

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Abkürzungen MB Methylenblau - PHBS Poly--hydroxybuttersäure - R. Rhodospirillum - Rps. Rhodopseudomonas Meinem Vater gewidmet.     

Der Geißelapparat von Rhodopseudomonas palustris

Zusammenfassung Das Polorganell von Rhodopseudomonas palustris Stamm 11/1 ist eine komplexe Struktur. Es besteht aus der äußeren und inneren begrenzenden Schicht und der Zentralschicht. Zwischen äußerer Grenzchicht und Zentralschicht-und innerer Grenzschicht und Zentralschicht befindet sich ein ca. 85–90 Å breiter, elektronentransparenter Raum, der von Polorganell-Speichen durchsetzt wird. Sowohl äußere und innere Polorganell-Grenzschichten als auch die Zentralschicht werden von 40 Å großen, globulären Untereinheiten gebildet. Die Zentralschicht, die einen Durchmesser von ca. 60 Å besitzt, ist doppelschichtig und steht mit den Polorganell-Grenzschichten in Verbindung. Die Polorganell-Speichen stellen Verbindungsstränge zwischen den globulären Untereinheiten der Grenzschichten und der Zentralschicht dar. Die ober- und unterhalb der Zentralschicht gelegenen Polorganell-Speichen alternieren miteinander.Das Polorganell liegt unter der Cytoplasmamembran und steht mit dieser in enger Verbindung. Es kann zusammen mit dem Polthylakoid in die Zelle invaginiert werden wobei das Polthylakoid als Trägerstruktur zu dienen scheint.

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The flagellar apparatus of Rhodopseudomonas palustris I. An investigation of the fine structure of the polar organelle

Summary The polar organelle of Rhodopseudomonas palustris strain 11/1 is a complex structure. It consists of the outer and inner limited layers and of the central layer of the polar organelle. Between the outer boundary layer plus central layer and the inner boundary layer plus central layer there is an electron-transparent space of about 85–90 A diameter. This space is interrupted by fine stalks. They are attached on both ends to spherical subunits having a diameter of 40 A. These subunits are arranged in the outer and inner boundary layers and in the double-layered central layer of the polar organelle. The central layer has a diameter of about 60 A. It is continuous with the boundary layers. The upper and lower spokes of the polar organelle alternate with another.The polar organelle may be attached to the cytoplasmic membrane. It may be partially invaginated in the cytoplasm, and then it is always attached to the polar thylakoid.

     

Gefrierätzung verschiedener Stämme von Bacillus sphaericus

Zusammenfassung Drei thermophile und ein mesophiler Bacillus sphaericus-Stamm wurden gefriergeätzt und ihre Feinstruktur verglichen. Mit Ausnahme eines thermophilen Stammes konnte bei allen untersuchten Organismen eine aus 13 nm großen Einheiten aufgebaute, rechtwinkelig geordnete Zellwandoberflächenstruktur nachgewiesen werden. Die Zellwand ließ sich bei sämtlichen Stämmen zweischichtig aufspalten. An ihren Querbrüchen traten 10–20 nm dicke Fibrillen auf, die als Subeinheiten der Zellwand gedeutet werden. Das Gefrierätzbild der Cytoplasmamembran läßt eine Deutung im Sinne einer teilweisen Aufspaltung längs einer zentralen Ebene zu.An aufgebrochenen Reservestoffgranula wurden hornartige Artefakte dargestellt, deren Entstehung teilweise auf eine schlagartige Expansion eines komprimierten, streng abgrenzbaren zentralen Teiles zurückgeführt wird.

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Freeze etching of different strains of Bacillus sphaericus

Summary The fine structures of three thermophilic and one mesophilic strain of Bacillus sphaericus have been compared by means of freeze etching. With the exception of one thermophilic strain, all strains had a rectangular cell wall surface structure consisting of 13 nm units. With all strains it was possible to split the cell wall into two layers. On its cross fractures 10–20 nm thick fibrils could be observed, presumably subunits of the cell wall.The image yielded by the freeze etched cytoplasmic membrane can be interpreted as due to partial cleaving along a central plane. The formation of hornlike artefacts rising from cross-fractured storage granules is explained partially by a sudden expansion of a compressed central part.

     

Der Geißelapparat von Rhodopseudomonas palustris

Zusammenfassung Rhodopseudomonas palustris Stamm 11/1 wirft bei Änderung der Umweltsfaktoren seine subpolar inserierende Geißel ab. Dieser Vorgang erfolgt auch während niedrigtouriger Zentrifugation. Die im Zentrifugenüberstand strukturell vollkommen erhaltenen Geißeln werden durch differentielle Zentrifugation angereichert und gereinigt.Durch Behandlung der Geißeln mit Aqua bidest. oder durch Einfrieren (-15° C) und Auftauen der in Aqua bidest. oder 0,05 M Trispuffer (pH 7,4) suspendierten Geißeln dissoziieren die Geißelfilamente, während die Geißelhaken strukturell erhalten bleiben. Auf diesen Eigenschaften basiert die Isolationsmethode der Geißelhaken.Ammonsulfatfällungen in Suspensionen dissoziierter Geißeln führen zur Aussalzung der protein-(flagellin-)haltigen Komponenten (1. Aqua bidest. lösliches, feinflockiges Präcipitat; 2. Aqua bidest. unlösliches, grobflockiges Material), während nach Zentrifugation das nichtproteinhaltige Geißelscheidenmaterial im Überstand verbleibt.Die scheidenhaltigen Geißeln von Rhodopseudomonas palustris enthalten nur eine einzige Proteinkomponente, das Flagellin, aus dem die core-Untereinheiten bestehen.

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The flagellar apparatus of Rhodopseudomonas palustris IV. Isolation of the flagellum and its parts

Summary Rhodopseudomonas palustris, strain 11/1, loses its flagellum when the environment is changed, f.e. during low speed centrifugation. The flagella which are well preserved in their structure are found in the supernatant of such centrifugation. They can be purified by differential centrifugation.By treatment of the flagella with distilled water or by freezing (-15°C) and thawing the flagellar filament is decomposed into subunits, whereas the flagellar hook does not become desintegrated. By using this procedure the flagellar hooks have been isolated.The solubilized flagellar filament material was precipitated by treatment with ammonium sulfate. Two different flagellin containing fractions were obtained, one is a fine precipitate which is soluble in distilled water, the other one is an unsoluble flocky material. After spinning down the protein containing fractions the nonproteinous sheath material remains in the supernatant.There is only one protein fraction in the total sheathed flagellum. This protein is the flagellin component of the core subunits.

     

Sulfide utilization by purple nonsulfur bacteria

Summary The purple nonsulfur bacteria Rhodospirillum rubrum SMG 107, Rhodopseudomonas capsulata SMG 155, Rps. sphaeroides SMG 158 and Rps. palustris SMG 124 were tested for a possible utilization of sulfide. The first three strains were found to oxidize sulfide to extracellular elemental sulfur only, whereas Rps. palustris SMG 124 converted sulfide into sulfate without intermediate accumulation of elemental sulfur. Growth ceased at lower sulfide concentrations than usually found with purple sulfur bacteria. In consequence of the low sulfide tolerance information on the specific growth rates obtainable with sulfide as photosynthetic electron donor could not be provided by cultivation in batch cultures. Sulfide-limited chemostat cultures of Rps. capsulata SMG 155 showed that the maximum specific growth rate was close to 0.14 h^-1 (doubling time 5 h). Sulfide was converted into extracellular elemental sulfur at all dilution rates tested. The maximum specific growth rate of Rps. palustris SMG 124 was found to be much lower (less than 0.03 h^-1). Sulfate was the only product of the conversion of sulfide.These data show that at least some purple nonsulfur bacteria may play a role in the dissimilatory sulfur cycle in nature. Taxonomic implications of our results are discussed.Abbreviation SMG Sammlung für Mikroorganismen, Göttingen     

Die Fettsäuren in ganzen Zellen,Thylakoiden und Lipopolysacchariden von Rhodospirillum rubrum und Rhodopseudomonas capsulata

Zusammenfassung Die photosynthetischen Bakterien Rhodospirillum rubrum und Rhodopseudomonas capsulata wurden auf ihre Fettsäurezusammensetzung untersucht. Die Hauptfettsäuren von R. rubrum waren C_16:0 (11%), C_16:1 (30%) und C_18:1 (52%). Vaccensäure (C_18:1) bildete 94% der Fettsäuren von Rps. capsulata. Anaerobe Lichtzellen (thylakoidhaltig) unterschieden sich nicht in ihrem Fettsäuremuster von aeroben Dunkelzellen (thylakoidfrei). Gereinigte Thylakoide aus Lichtzellen zeigten das gleiche Fettsäuremuster wie die ganzen Zellen.Nach Phenol/Wasser-Extraktion der ganzen Zellen bei 68° C war bei beiden Organismen sowohl aus Licht- als auch aus Dunkelzellen eine Substanz aus der gäßrigen Phase isolierbar, welche in den Sedimentationseigenschaften mit den Lipopolysacchariden der Enterobacteriaceae übereinstimmte und nach orientierenden Untersuchungen Zucker enthält. Aus ihr wurde ein Fettsäuregemisch gewonnen, dessen Zusammensetzung von dem aus ganzen Zellen erheblich abwich. In Rps. capsulata enthielt es C_12:1 (40%) und C_16:0 (50%), während in R. rubrum sich das Fettsäuremuster über den Bereich von C₁₀ bis C₂₀ erstreckte. Licht- und Dunkelzellen wiesen in dieser Substanz Unterschiede in der Fettsäurezusammensetzung auf. Der quantitative Anteil der Fettsäuren in dieser Substanz, bezogen auf die Gesamtfettsäuren der Zelle, betrug in Licht- und Dunkelzellen 5–7%. Hydroxy-myristinsäure ließ sich in beiden Organismen nicht nachweisen.

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Fatty acid composition of whole cells, thylakoids and lipopolysaccharides of Rhodospirillum rubrum and Rhodopseudomonas capsulata

Summary The fatty acid composition of the photosynthetic bacteria Rhodospirillum rubrum and Rhodopseudomonas capsulata was investigated. The bulk of fatty acids of R. rubrum consisted of C_16:0 (11%), C_16:1 (30%), and C_18:1 (52%). The major fatty acid of Rps. capsulata was vaccenic acid (C_18:1), which accounted for 94% of the total fatty acids. Cells of both organisms, which were grown anaerobically in the light and fitted out with thylakoids had the same fatty acid composition as cells grown aerobically in the dark, which have no thylakoids.Purified thylakoids had the same fatty acid pattern as whole cells. Whole cells of light and dark cultures were extracted with phenol/water at 68° C. An opalizing fraction in the aqueous phase was sedimentable in the ultracentrifuge like the lipopolysaccharides of the Enterobacteriaceae. The pattern of fatty acids in this compound differed considerably from that of whole cells. The major fatty acids in this macromolecular fraction were C_12:1 (40%) and C_16:0 (50%) in Rps. capsulata, whereas in R. rubrum the whole range of fatty acids from C₁₀ to C₂₀ was demonstrable. Light and dark grown cells differed in the fatty acid composition of that compound. The fatty acid content of the extracted fraction accounted for 5–7% of the total fatty acids of whole cells. No hydroxymyristic acid could be identified in either R. rubrum or Rps. capsulata.

     

Ein neues Bacteriochlorophyll aus Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung Rhodospirillum rubrum und Rhodopseudomonas palustris enthalten ein Bacteriochlorophyll, das mit Farnesol statt mit Phytol veretert ist. Das neue Bacteriochlorophyll (Bchl a_F) läßt sich vom bekannten Bacteriochlorophyll a (Bchl a_P) durch ¹H-NMR-Spektroskopie unterscheiden sowie durch Dünnschichtchromatographie der entsprechenden Phäophytine an mit Silbernitrat imprägniertem Kieselgel. Die Chromophore von Bchl a_F und Bchl a_P sind auch bezüglich ihrer Stereochemie identisch.

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A new bacteriochlorophyll from Rhodospirillum rubrum

Summary Rhodospirillum rubrum and Rhodopseudomonas palustris contain a bacteriochlorophyll which is a farnesyl rather than a phytyl ester. The new bacteriochlorophyll (Bchl a_F) can be distinguished from the well known bacteriochlorophyll a (Bchl a_P) by ¹H-n.m.r. spectroscopy and by t.l.c. of the corresponding pheophytins on silver nitrate impregnated silica gel. The chromophores of Bchl a_P and Bchl a_F are identical in structure and stereochemistry.

     

Thylakoidmorphogenese bei Rhodopseudomonas palustris

Zusammenfassung Rhodopseudomonas palustris, Stamm 11/1, kann in Dunkelkulturen durch Absenken des Sauerstoffpartialdruckes in der Submerskultur von 100 auf etwa 5 mm Hg [pO₂] zur Bacteriochlorophyllsynthese und Thylakoidmorphogenese induziert werden.Die Thylakoidbildung beginnt meistens an einem Zellpol (Vorderende). Sie erfolgt durch Vorstülpung der cytoplasmatischen Membran in das Zellinnere. Diese Invaginationsbezirke wachsen dann flächenförmig, in der Regel parallel zur cytoplasmatischen Membran aus. Die Thylakoide ihrerseits können durch lokal begrenzte Wachstumsprozesse in der Fläche und an den Kanten sich ausdehnen, sich verzweigen, sich falten und wieder mit anderen Thylakoiden oder der cytoplasmatischen Membran verschmelzen. An Hand von Serienschnitten und daraus rekonstruierten räumlichen Modellen wird versucht, die Stapelbildung durch lokale Überschiebungsund Überwachsungsprozesse zu erklären.

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The morphogenesis of the thylakoids of Rhodopseudomonas palustris

Summary Rhodopseudomonas palustris, strain 11/1 is able to grow aerobically in the dark and likewise anaerobically in the light. The biosynthesis of bacteriochlorophyll and the morphogenesis of the thylakoids (chromatophores) are light independent processes. They are induced by lowering the oxygen partial pressure in the culture from 100 to 5 mm Hg [pO₂].The morphogenesis starts in a defined polar region of the cell. The cytoplasmic membrane forms channel-like invagination structures. The arising protuberances grow plain like and parallel to the cytoplasmic membrane producing the flat vesicels of the thylakoids. These thylakoids are able to branch, to fuse with another and with the cytoplasmic membrane.From serial sections three-dimensional models of the thylakoid pattern in the cell are constructed. The evaluation has suggested that the staples of thylakoids are caused by overlapping, overgrowing and thylakoid invaginations.

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Dedicated to Prof. C. B. van Niel on the occasion of his 70th birthday.     

Physiologische und biochemische Beiträge zur Taxonomie der Gattung Chlorella

Zusammenfassung 16 nicht-autotrophe Chlorella-Stämme erwiesen sich als auxotroph (benötigen Thiamin). 14 dieser Stämme sind außerdem mesotroph (können kein Nitrat verwerten). Chlorella protothecoides Krüger (14 Stämme) enthält keine Hydrogenase, ist nicht zur Reduktion von Nitrat befähigt, verflüssigt nicht Gelatine, bildet bei N-Mangel keine Sekundär-Carotionoide, bleicht bei Kultur mit Glucose aus, und erreicht die Grenze des Wachstums im sauren Bereich bei pH 3,5–4,0.Die beiden anderen Stämme haben Hydrogenase-Aktivität, können Nitrat als N-Quelle verwenden, verflüssigen nicht Gelatine, bilden keine Sekundär-Carotinoide, bleichen bei Kultur mit Glucose nicht aus und erreichen die Grenze des Wachstums bei pH 4,5–5,0. Sie werden als Chlorella VI bezeichnet.

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Physiological and biochemical contributions to the taxonomy of the genus Chlorella V. The auxotrophic and mesotrophic species

Summary 16 non-autotrophic Chlorella strains were found to be auxotrophic (i.e., require thiamine). 14 of these strains are also mesotrophic (i.e., unable to utilize nitrate). Chlorella protothecoides Krüger (14 strains) does not contain hydrogenase, is unable to reduce nitrate, does not liquefy gelatin, does not synthesize secondary carotenoids when nitrogen is deficient, loses its chlorophyll when grown in the presence of glucose, and reaches its limit of growth at pH 3.5–4.0.The two other strains contain hydrogenase, are able to use nitrate as a source of nitrogen, do not liquefy gelatin, do not synthesize secondary carotenoids, do not lose their chlorophyll when grown in the presence of glucose, and reach their limit of growth at pH 4.5–5.0. They are designated as Chlorella VI.

     

Behavioural response to different wavelength bands and attraction to colour by larvae of the mustard beetle Phaedon cochleariae

Larvae of the mustard beetle Phaedon cochleariae Fab. show differential response to light of different wavelengths. With brightness of wavelength bands adjusted to correct for sensitivity of the receptors, greatest numbers of larvae go to yellow (570–600 nm) and yellow-green (520–570 nm) bands.

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Über morphologischer unterschiede innerhalb acyrthosiphon pisum und in der Übertragungsfähigkeit für das schwerechlorosevirus der ackerbohne

Zusammenfassung Larven des Meerrettichblattkäfers zeigen eine unterschiedliche Reaktion gegenüber Licht verschiedener Wellenlänge über den Bereich von 440 bis 680 nm. Die Zahl der Larven, die sich auf Leuchtschirme zu bewegen und diese erreichen, wurde als Reaktionsmass verwendet. Am meisten Tiere bewegten sich auf gelbgrünes Licht (520–570 nm) zu. Die Intensität der Wellenlängebereiche wurde nun der Empfindlichkeit der larvalen Rezeptoren angepasst, und es wurde zur Ausschaltung der Reaktion auf Helligkeit eine andere Lichtquelle verwendet. Damit konnte bestätigt werden, dass die Larven von Farben angezogen werden und nicht bloss auf Helligkeit reagieren.

     

Zum Vorkommen helixförmig angeordneter Ribosomen bei Rhodopseudomonas palustris

Zusammenfassung Es wird das Vorkommen von Polysomensäulen bei Rhodopseudomonas palustris beschrieben. An Hand der Daten ergab sich, daß diese Polysomen aus zwei helixförmig angeordneten Ribosomensträngen aufgebaut sind, die eine linksdrehende Schraube bilden. Der Querschnitt der Schraube zeigt hexagonale Anordnung der Ribosomen. Der Steigungswinkel der Helices beträgt 20⁰, der Gesamtdurchmesser der hexagonalen Polysomensäule beträgt 375 Å. Diese Polysomenart kommt lediglich in der begeißelten Polregion vor und ist dicht unter der Cytoplasmamembran lokalisiert. Die Polysomen stehen mit der Cytoplasmamembran in Kontakt. Ihre Längsachse läuft parallel zur Plasmamembran.

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The occurrence of helical arranged ribosomes of rhodopseudomonas palustris

Summary Helical arranged ribosomes were detected in the polar region of Rhodopseudomonas palustris cells. They are attached to the cytoplasmic membrane. The columnar polysomes are shaped of two helical strings of ribosomes, which are arranged around the axis of the screw. The vertical projection of the single ribosomes in one turn of the screw is a hexagon. The helices are left handed. The angle between the horizontal line and the ribosome chain in the helix is =20⁰. The diameter of the polyribosome column amounts to 375 Å.

     

Preferential Incorporation of Coloured-carotenoids Occurs in the LH2 Complexes From Non-sulphur Purple Bacteria Under Carotenoid-limiting Conditions

The effect of growing Rhodopseudomonas (Rps.) acidophila and Rps. palustris in the presence of different concentrations of the carotenoid (Car) biosynthetic inhibitor diphenylamine (DPA) has been investigated. Growth with sub-maximal concentrations of DPA induces Car limitation. The exact response to DPA is species dependent. However, both Rps. acidophila and Rps. palustris respond by preferentially incorporating the limiting amount of coloured Cars into their LH2 complexes at the expense of the RC-LH1 complexes. As inhibition by DPA becomes more severe there is an increase in the percentage of Cars with reduced numbers of conjugated C=C bonds. The effect of this changed Car composition on the structure and function of the antenna complexes has been investigated using absorption, fluorescence, CD and Raman spectroscopies. The results show that although the presence of Car molecules is important for the stability of the LH2 complexes that the overall native structure can be maintained by the presence of many different Cars.     

Die spektrale Transmission des dioptrischen Apparates von Aeschna cyanea Müll.

Zusammenfassung Die spektrale Transmission wurde mit dem UMSP (UniversalMicro-Spektralphotometer) im Bereich von 550–300 nm am fixierten (Carnoy) und frischen dioptrischen Apparat einzelner Ommatidien von Aeschna cyanea Müll. (Odonata) gemessen.Die Transmission der Kristallkegel und der frischen Cornea ist zwischen 550–370 nm nahezu konstant; bei kürzeren Wellenlängen des UV-Bereiches sinkt die Transmission etwas. Erst bei Wellenlängen, die kürzer als 330 nm sind, wird der Transmissionsabfall signifikant.

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The spectral transmission of the dioptric apparatus of aeschna

Summary Spectral transmission was measured by means of a Zeiss Universalmicro-spectralphotometer between 550 and 300 nm on fixed (Carnoy) and also on fresh cornea and crystalline cones of single ommatidia of Aeschna cyanea Müll. (Odonata).Both crystalline cones and fresh corneas (in contrast to fixed corneas) have nearly constant transmission from 550 to 370 nm; in uv-range with shorter wavelengths the transmission decreases slightly. Only at wavelengths shorter than 330 nm is the absorption significant.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Mit Unterstützung der Alexander von Humboldt-Stiftung.     

Detection of capsule and slime polysaccharide layers in two strains of Rhodopseudomonas capsulata

A capsule and slime were visualized electronmicroscopically in Rhodopseudomonas capsulata strain St. Louis (=ATCC 23782) and strain Sp 11 after pre-incubation of the cells in the homologous O/K antisera. The slime consists of loosely associated material surrounding the cell in irregular distribution. The capsule is directly adjacent to the cell wall and has a constant thickness of 75–85 nm in strain St. Louis and 30–40 nm in strain Sp 11. The capsule has a fibrillar fine-structure with radial orientation to the cell surface. In contrast to the slime, it is not removed from the cells by washing with saline.An acidic polysaccharide fraction was obtained from both strains by cetavlon fractionation of hot phenol-water extracts. The composition is strain-specific: the relative amounts of the common sugars found, i.e. rhamnose, galactose, glucose, glucosamine and galacturonic acid are different, the fraction from strain Sp 11 contains additionally fucose, 3-amino-3,6-dideoxygalactose, an unknown amino sugar and an unknown acidic component. Whether the polysaccharides of these fractions are in fact the slime or capsular substances remains to be established.     

Characterization of Rhodopseudomonas capsulata

Thirty-three strains of Rhodopseudomonas capsulata have been studied in order to develop a more comprehensive characterization of the species. On the basis of morphological, nutritional, physiological and other properties, the characteristics of an ideal biotype have been defined, which can be used to distinguish Rps. capsulata from similar purple bacteria. In this connection, two properties of Rps. capsulata are of particular note: a) sensitivity to penicillin G is 10³–10⁵ times greater than that shown by closely related species, and b) all strains examined are susceptible to lysis by one or more strains of host species-specific virulent bacteriophages. It appears that members of the species Rps. capsulata form a stringent taxonomic grouping.     

Fledermäuse im Windkanal

Zusammenfassung In einem Windkanal wurde für eine Myotis lucifugus die Abhängigkeit der Fluggeschwindigkeit (v_F) und der Geschwindigkeit über Grund (v_G) von der Windgeschwindigkeit (v_W) bestimmt. Die Fledermaus flog bei Windstille mit einer mittleren v_F von etwa 4,5 m/sec. Bei zunehmenden Gegenwinden erhöhte sie v_F und verringerte v_G, um bei v_W=7,7 m/sec für kurze Zeit stationären Flug (v_G=0) zu erreichen. Die Flügelschlagfrequenz lag bei Gegenwinden von 0–7,7 m/sec zwischen 10–11/sec. Bei zunehmenden Rückenwinden wurde der Flug immer mehr dem Rüttelflug ähnlich und die Flügelschlagfrequenz stieg bis 16/sec an. Die v_G blieb nahezu konstant in einem Bereich zwischen 4,5–5 m/sec. Bei Myotis lucifugus, Chilonycteris rubiginosa, Carollia perspillicata und Rhinolophus ferrum-equinum wurde die Flügelstellung während der Lautaussendung ermittelt. Alle Arten erzeugten entweder einen Einzellaut oder eine Gruppe von Lauten pro Flügelschlag.

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Bats in the wind tunnel

Summary In an experimental wind tunnel air speed (v_F) and ground speed (v_G) of a Myotis lucifugus were measured as a function of wind speed (v_W). The bat had a v_F of about 4,5 m/sec in still air. With head winds it increased v_F and lowered v_G to reach stationary flight (v_G=0) at a v_W of 7,7 m/sec. The rate of wing motion remained at about 10–11/sec at head winds from 0–7,7 m/sec. With tail winds the bat changed to a semi-hovering flight with wing beat frequencies rising to about 16/sec and v_F dropping to almost zero at 4–5 m/sec tailwinds. The v_G remained nearly constant between about 4,5–5 m/sec. (Figs. 2 and 3). The wing positions during which orientation sounds were emitted were determined for Myotis lucifugus (Fig. 4), Chilonycteris rubiginosa, Carollia perspillicata and Rhinolophus ferrum-equinum (Fig. 5). All bats emitted either one single sound or a group of sounds per wing beat.

     

Evolution of low-light adapted peripheral light-harvesting complexes in strains of Rhodopseudomonas palustris

Purple bacteria have peripheral light-harvesting (PLH) complexes adapted to high-light (LH2) and low-light (LH3, LH4) growth conditions. The latter two have only been fully characterised in Rhodopseudomonas acidophila 7050 and Rhodopseudomonas palustris CGA009, respectively. It is known that LH4 complexes are expressed under the control of two light sensing bacteriophytochromes (BphPs). Recent genomic sequencing of a number of Rps. palustris strains has provided extensive information on PLH genes. We show that both LH3 and LH4 complexes are present in Rps. palustris and have evolved in the same operon controlled by the two adjacent BphPs. Two rare marker genes indicate that a gene cluster CL2, containing LH2 genes and the BphP RpBphP4, was internally transferred within the genome to form a new operon CL1. In CL1, RpBphP4 underwent gene duplication to RpBphP2 and RpBphP3, which evolved to sense light intensity rather than spectral red/far-red intensity ratio. We show that a second LH2 complex was acquired in CL1 belonging to a different PLH clade and these two PLH complexes co-evolved together into LH3 or LH4 complexes. The near-infrared spectra provide additional support for our conclusions on the evolution of PLH complexes based on genomic data.