Beziehungen Zwischen Chlorophyllgehalt und Chloroplastenstruktur in Einer Chlorina-Mutante von Arabidopsis Thaliana (L.) Heynh

Zusammenfassung In einer chlorina-Mutante (ch ₃) von Arabidopsis thaliana war der Gesamtchlorophyllgehalt auf etwa 1/10 der Menge in der grünen Normalform vermindert und zugleich das Verhältnis der Chlorophylle a/b wesentlich erhöht. Die parallel dazu durchgeführte elektronenmikroskopische Analyse der Chloroplasten zeigte eine starke Reduktion des Membrankörpers und vor allem eine Hemmung der Granadifferenzierung, die in bestimmten Stadien zur Ausbildung völlig abnormer Schichtstapel führte. In Abhängigkeit von der Entwicklung sowie von Umweltbedingungen änderten sich Chlorophyllgehalt und Chloroplastenstruktur in der Mutante in verschiedener Richtung. Diese Änderungen durch endogene und exogene Faktoren wurden vergleichend untersucht, um Einblick in die Beziehungen zwischen Pigmentmangel und Strukturstörung der Chloroplasten zu gewinnen.Das charakteristisch abweichende a/b-Verhältnis (d.h. der relative Chlorophyll b-Mangel) in der Mutante normalisierte sich unter bestimmten Versuchsbedingungen auf zweierlei Weise: 1. Unter dem Einfluß einer Dauerbeleuchtung erhöhte sich mit der Gesamtchlorophyllmenge auch der relative Chlorophyll b-Gehalt, offenbar weil eine Schwellenkonzentration von Chlorophyll a überschritten und damit eine normale Synthese von Chlorophyll b (aus Chlorophyll a?) möglich wurde. 2. Bei Kultur von Keimlingen unter 8:16 Std Licht-Dunkelwechsel oder bei alten, ausbleichenden Rosettenblättern beruhte die Normalisierung des a/b-Verhältnisses auf einem relativ schnelleren Abbau von Chlorophyll a.Im elektronenmikroskopischen Querschnitt nahmen Anzahl, Differenzierung und Schichtung der Thylakoide mit steigender Gesamtchlorophyllmenge zu, während die Membranen bei abnehmendem Chlorophyllgehalt abgebaut wurden. Jedoch ließ sich keine Beziehung der Chloroplastenstruktur zum absoluten oder relativen Chlorophyll b-Gehalt erkennen. Daß Chlorophyll b für den Aufbau einer normalen Chloroplastenfeinstruktur tatsächlich nicht nötig ist, ergab die elektronenmikroskopische Analyse einer anderen, Chlorophyll b-freien Arabidopsis-Mutante (ch ¹), in deren Chloroplasten Membrankörper mit typischen Granastapeln nachgewiesen werden konnten.

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Relations between chlorophyll content and chloroplast fine structure in a Chlorina mutant of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh

Summary In a chlorina mutant (ch ₃) of Arabidopsis thaliana the total chlorophyll content was reduced to about 1/10 the amount of the green wild-type. At the same time the ratio of chlorophyll a/b was markedly increased. The electron microscopic analysis of the chloroplasts showed a considerable reduction in the membrane formation. Especially an inhibition of the grana differentiation was apparent, leading in some stages to an entirely abnormal thylakoid stacking. Depending on developmental as well as environmental conditions, chlorophyll content and chloroplast structure varied in the mutant in a different manner. These changes induced by endogenous and exogenous factors were comparatively investigated in order to reveal the relations between pigment deficiency and structural disturbances in the chloroplasts.The characteristically deviating a/b-ratio (i.e. the relative chlorophyll b deficiency) in the mutant was normalized under particular experimental conditions in two different ways: 1. Under the influence of continous illumination the relative chlorophyll b content increased together with the total amount of chlorophyll, obviously because a threshold of concentration of chlorophyll a was exceeded and thus a normal synthesis of chlorophyll b (from chlorophyll a?) became possible. 2. In cultures of seedlings under an 8:16 hr light-dark-succession as well as in old bleaching rosette leaves the normalization of the a/b-ratio was due to a relatively more rapid destruction of chlorophyll a.In electron microscopic cross sections the number, differentiation, and stacking of the thylakoids increased with an increasing total amount of the chlorophylls, while with decreasing chlorophyll content the membranes evidently disintegrated. However, no relation between chloroplast differentiation and absolute or relative chlorophyll b content could be established. Indeed, the proof that chlorophyll b is actually not necessary for the formation of a normal chloroplast structure was furnished by the electron microscopic analysis of another, chlorophyll b-less mutant (ch ¹), in the chloroplasts of which a membrane differentiation with typical grana piles could be demonstrated.

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Für die Gewährung eines Stipendiums an den ersten Autor, das diese Arbeit ermöglichte, sei der Alexander von Humboldt-Stiftung, Bad Godesberg, verbindlichst gedankt.     

The effect of indole-3-acetic-acid on the photosynthetic apparatus of Sinapis alba

The influence of indole-3-acetic-acid (IAA) during the development of primary leaves of Sinapis alba was studied. IAA treatment (4 ppm 22.8 M) caused a decrease of dry weight, soluble reducing sugars, soluble protein, chlorophylls, carotenoids and cytochrome f; it also caused a lower ratio of protein to chlorophyll, a lower ratio of chlorophyll a to chlorophyll b and a higher ratio of chlorophyll per cytochrome f. Furthermore, IAA treatment induced a significantly lower rate of CO₂ fixation and a depressed nitrite reductase activity. Similar effects could also be observed in adaptation reactions brought about by red light and low-light (or shade) conditions.

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Zusammenfassung Der Einfluß von Auxin (IES) auf die Entwicklung der Primärblätter von Senfpflanzen wurde untersucht. Die Behandlung mit IES (4 ppm 22.8 M) führte zu einer Erniedrigung des Trockengewichtes, der Gehalte an löslichen, reduzierend wirkenden Zuckern, an löslichem Protein, Chlorophyllen, Karotinoiden und Cytochrom f. Außerdem wurden die Quotienten von Protein zu Chlorophyll und von Chlorophyll a zu Chlorophyll b gesenkt und es kam zu einer Erhöhung des Verhältnisses von Chlorophyll zu Cytochrom f. Darüberhinaus bewirkte die Behandlung mit IES eine deutliche Abnahme der CO₂-Fixierungsrate und eine Verringerung der Nitritreduktase-Aktivität. Diese Effekte stimmen gut mit Anpassungsreaktionen überein, die durch Rotlicht oder Schwachlicht hervorgerufen werden.

     

Spontane Mutationen bei Essigsäurebakterien

Zusammenfassung Mit einer modifizierten Penicillintechnik konnten aus Acetobacter-Populationen, die von einem prototrophen Klon stammten, spontane auxotrophe Mutanten isoliert werden. Bei sechs von acht untersuchten Stämmen wurden auxotrophe Mutanten gefunden. Die Häufigkeit dieser Mutanten betrug 10^-6.Die Auxotrophie, welche je nach Stamm auf Äthanol- oder Glucose-Medium auftrat, äußerte sich als Bedarf für Hefeextrakt. Hefeextrakt konnte durch Alanin, Prolin oder Glutaminsäure nicht ersetzt werden. Die Mutation von prototroph auf Äthanol-Medium zu auxotroph auf Äthanol-Medium hatte keine Änderung der spezifischen Aktivitäten der Schlüsselenzyme des Glyoxylsäurecyclus zur Folge.Es wurden auch spontane Mutanten gefunden, welche die partikelgebundene Äthanoldehydrogenase verloren hatten und dadurch unfähig waren, Äthanol zu oxydieren oder als C-Quelle zu verwerten.Bei den spontanen, auf Äthanol-Medium auxotrophen Mutanten handelt es sich um Mutationen von einer Art des Frateurschen Systems in eine andere. Mutanten, welche die partikelgebundene Äthanoldehydrogenase verloren haben, gehören definitionsgemäß nicht mehr in die Gattung Acetobacter. Die Bedeutung solcher interspezifischer und intergenerischer Mutationen für die Arteinteilung innerhalb der Essigsäurebakterien wird diskutiert.

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Spontaneous mutations in acetic acid bacteria

Summary 8 prototrophic Acetobacter-strains were examined for spontaneous auxotrophic mutants. Using a modification of the Penicillin technique, there were detected auxotrophic mutants in 6 strains. The mutant frequency was 10^-6.Auxotrophy manifested itself as a requirement for yeast extract. Alanine, proline and glutamic acid could not replace yeastextract. In addition to the auxotrophic mutants there were found spontaneous mutants, which had lost the particulate ethanol-dehydrogenase and therefore had become unable to oxidise ethanol.The mutation from prototrophic on minerals-ethanol medium to auxotropic on minerals-ethanol medium represents a mutation from one species of Frateur's system into an other species. Mutants which have lost the particulate ethanol-dehydrogenase belong no more to the genus Acetobacter. The importance of such interspecific and intergeneric mutations for the taxonomy of acetic acid bacteria is discussed.

     

Zweiblütige Ährchen und andere Veränderungen der Infloreszenz bei induzierten Gerstenmutanten

Zusammenfassung Aus dem Gaterslebener Mutantensortiment der Kulturgerste wird eine Reihe von Formen mit zusätzlich ausgebildeten Organen im Bereich der Infloreszenz beschrieben. Einige Mutanten haben verzweigte oder zur Verzweigung neigende Ähren und bilden zusätzliche Ährchen aus, eine weitere Mutante zeigt eine zusätzliche Hüllspelze vor der Vorspelze des Mittelährchens. Zwei Mutanten haben zweiblütige Ährchen, bei einer davon sind die sekundären Blütchen an den Seitenährchen zum Teil fertil. Das Merkmal Ährchen zweiblütig greift über den allgemein bekannten Variationsbereich vonHordeum hinaus. Einige damit zusammenhängende Fragen der Taxonomie und der Evolution werden besprochen.Mit 5 AbbildungenHerrn Prof. Dr. Dr. h.c.G. Becker zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Die Verbreitung von Vitamin K1 und Plastochinon in Pflanzen

Zusammenfassung Nach einem streng spezifischen Verfahren (Genauigkeit ±10%) wird die Verbreitung von Plastochinon 45 und Vitamin K₁ in Beziehung zu Chlorophyll a, -Carotin und, soweit ausgebildet, Blattfläche bestimmt. Geprüft wurden Vertreter der Cyano-, Chloro-, Charo-, Phaeo-, Rhodo- und Pteridophyta, Gymno- und Angiospermae.In allen Fällen wird bei Gegenwart von Chlorophyll auch Vitamin K₁ gefunden, begleitet von einem Überschuß an Plastochinon. Nur bei einem Teil der Rotalgen war kein oder nur sehr wenig PQ nachweisbar. Im allgemeinen liegen die Pigmentverhältnisse in den schranken von a:PQ:VK₁=100:10±5:1±0,5. Ausnahmen bilden, neben den Rotalgen, nur Aureablätter (a) und Sonnenblätter mancher Laubbäume (b). Bei (a) bleibt die Chlorophyllsynthese so stark zurück, daß trotz normaler Chinonausstattung pro Blattfläche und normaler Photosynthese extrem niedrige Quotienten a:PQ und a:VK₁ entstehen. Bei (b) folgt nach Abschluß der Chlorophyllsynthese und nach Erreichen maximaler Leistung ein starker Plastochinonanstieg, ohne daß sich der Vitamin K₁-Gehalt vergleichbar erhöht.Chromoplasten führendes Gewebe enthält die Plastidenchinone (PQ und VK₁) nur, wenn die Chromoplasten durch Metamorphose aus Chloroplasten hervorgegangen sind (Herbstlaub, Früchte), nicht aber, wenn sie überwiegend aus Proplastiden entstehen (Blumenblätter). Eine Chinonsynthese im Chromoplasten ist auszuschließen. Chloro- und Chromoplasten entbehrendes Gewebe führt auch keine Chinone (außer den Ubichinonen, die in Mitochondrien zu finden sind).Mit 4 Textabbildungen     

Genbedingte Störungen der Infloreszenz- und Blütenbildung

Zusammenfassung Mit Hilfe von Mikrotomschnitten werden die histologischen Verhältnisse in 2 Mutanten von Pisum sativum im Vergleich zur Normalform beschrieben, die durch Störungen in der Infloreszenz- bzw. Blütenbildung charakterisiert sind.Bei der Mutante 2228 unterbleibt die Ausdifferenzierung sporogener Zellen in den Antheren und Samenanlagen, während bei der Mutante 172A anstelle normaler Infloreszenzen vegetative Kurzsprosse ausgebildet werden. Vergleichende histologische Untersuchungen von Kurzsproß-, Hauptsproß- und Blütenblättern einerseits und von Kurzsproß- und Hauptsproß-Vegetationskegeln andererseits ergeben keine Anhaltspunkte für generative Restpotenzen in dieser Mutante.Zum Schluß werden die Ergebnisse im Zusammenhang mit vergleichbaren Fällen in der Literatur diskutiert, mögliche Ursachen für die Entstehung der Störungen aufgeführt und kurze Hinweise für eine experimentelle Weiterbearbeitung gegeben.

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Genetically determined abnormalities of inflorescence development and of flower formation

Summary In a histological study of two sterile mutants of Pisum sativum induced by X-rays and neutrons, respectively, the following results were obtained: Individuals of the mutant 2228 are characterized by failure to develop normal sexual organs. In the nucellus as well as in the anthers no sporogenous cells are differentiated. Instead, a homogenous mass of cells can be seen to fill the organs, it degenerates sooner or later. In the mutant 172 A no inflorescences are developed at all, so that the change from the vegetative to the generative phase of the plants is blocked. Instead of normal inflorescences so-called vegetative inflorescences are produced. Comparative histological studies showed that in this mutant there remain no residual generative potentialities in either the shoot tips or the leaves.

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Mit Unterstützung des Bundesministers für Wissenschaft und Forschung der Bundesrepublik Deutschland und der Euratom-I.T.A.L.

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Angenommen durch H. F. Linskens     

Über cellulosefreie Mutanten von Acetobacter xylinus

Zusammenfassung Acetobacter xylinus wurde unter verschiedenen Kulturbedingungen gezüchtet. Es konnten dabei Unterschiede im Ausmaß der Cellulosebildung festgestellt werden. Wie sich beim Ausplatten zeigte, waren verschieden gezüchtete Populationen auch in bezug auf die Kolonieform heterogen und je nach Züchtungsart verschieden zusammengesetzt. Ein Zusammenhang zwischen der Kolonieform und dem Cellulosebildungsvermögen einzelner Klone konnte bestätigt werden.Die Fluktuation der Anzahl cellulosefreier Zellen in einer Reihe von Kulturgefäßen, die mit cellulosebildenden Zellen beimpft worden waren, deutet darauf hin, daß die Veränderung cellulosebildend-cellulosefrei auf eine Mutation zurückzuführen ist. Neben vielen labilen cellulosefreien Mutanten mit hoher Rückmutationsrate konnte auch eine stabile cellulosefreie Mutante von Ab. xylinus isoliert werden. Für einen Fall der Rückmutation einer labilen cellulosefreien Mutante wurde die Mutationsrate mit 1.1·10^-8 bestimmt. Die Rückmutationsrate der meisten labilen cellulosefreien Mutanten scheint jedoch wesentlich über diesem Wert zu liegen.Für das Aufkommen von Mutanten in einer Population sind Selektionsvorgänge verantwortlich. In Schüttelkultur werden cellulosefreie Zellen begünstigt, in Standkultur cellulosebildende. Standkulturbedingungen wirken dabei stärker selektiv für cellulosebildende Zellen als Schüttelkulturbedingungen für cellulosefreie Zellen.

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Summary Acetobacter xylinus grown in shake-culture yields less cellulose than when grown in static liquid culture. Upon plating, xylinus populations grown under these two different cultural conditions were also shown to be different in respect to their colony types on agar-plates. A correlation between the colony type of a clone and its cellulose-synthesizing power was confirmed.The fluctuation of the number of cellulose-free cells in a series of flasks, inoculated with cellulose-synthesizing cells, demonstrates that the change of a population from cellulose-synthesizing to cellulose-free is caused by mutation. Besides many unstable cellulose-free mutants with high rates of back-mutation, there has been isolated a stable cellulose-free mutant of Ab. xylinus. In one case the rate of back-mutation of an unstable cellulose-free mutant was determined as 1.1×10^-8.A mechanism of selection is responsible for the overgrowth of mutants in a population. Under conditions of shake-culture, cellulose-free cells are favored. Static culture favors cellulose-synthesizing cells. Conditions of static culture are more selective for cellulose-synthesizing cells than are conditions of shake-culture for cellulose-free cells.The meaning of the system cellulose-synthesizing — cellulose-free for the variability observed among acetic-acid bacteria is discussed.

     

Der Aminosäure-Pool vonNeurospora: Veränderungen unter dem Einfluß exogener Faktoren

Die freien intracellulären proteinogenen Aminosäuren von einemNeurospora crassa-Wildstamm und zweiNeurospora crassa-Mutanten sowie von einer Mutante vonNeurospora sitophila wurden mit Hilfe der Ionenaustauschchromatographie analysiert. Zusammensetzung und Größe des Pools an Aminosäuren und NH ₄ ⁺ sind bei den einzelnen Mutanten unterschiedlich, zeigen aber auch viele Gemeinsamkeiten. Alanin, Glutamat und Arginin finden sich in höchsten Konzentrationen; Tyrosin, Phenylananin und Methionin in den niedrigsten. Die freien Aminosäuren ändern sich in ihren Konzentrationen bei allen Stämmen in Abhängigkeit vom Alter der Kulturen, ihrer Wachstums-und Autolysegeschwindigkeit. Die Menge der freien Aminosäuren ist von der Art der N-Quelle abhängig. N-Mangel führt zur Erniedrigung der Konzentration der freien Aminosäuren.     

Dye-induced changes in the developmental physiology of Aedes aegypti larvae

Exposure to methylene blue and neutral red affected length of development, rate of pupation, and larval mortality in populations of Aedes aegypti (L.). Female pupal weights generally were adversely affected, while male pupal weights were not. Retardation of growth was not caused by rejection of dyed food under the conditions of our experiments. Methylene blue, neutral red, and nile blue A were most severe in their action on longer exposures and exposures to earlier instars.The importance of recognizing the physiological and behavioral changes in organisms caused by perfunctory use of dyes is discussed.

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Zusammenfassung Bei Larven von Aedes aegypti, die Methylenblau oder Neutralrot ausgesetzt wurden, ließ sich eine deutliche Verzögerung des Wachstums nachweisen. Der Verpuppungsbeginn (Larven-Puppen-Häutung) wurde von beiden Farben in Abhängigkeit von der ansteigenden Konzentration verzögert. Obwohl zur Erzeugung der Reaktion mit Neutralrot höhere Konzentrationen erforderlich waren, war die Genauigkeit der Farbwirkung größer. Die geprüften Konzentrationen von Methylenblau reichten von 0,5 bis 4,5 ppm; die für Neutralrot von 3 bis 9 ppm.In der Absicht, die Wirkungen der beiden Farben zu messen, wurden andere Parameter quantitativ geprüft. Diese umfaßten die Mortalität, den Weibchen-Prozentsatz und die durchschnittlichen Puppengewichte der Männchen. Die Sterberaten waren hoch und äußerst variabel. Es ließen sich auch keine Unterschiede im Geschlechterverhältnis der Populationen finden, die als Larven in Methylenblau oder Neutralrot aufgezogen worden waren. Neutralrot und Methylenblau schienen auch die durchschnittlichen Puppengewichte der Männchen nicht zu beeinflussen, jedoch erzeugten sie deutliche Wirkungen bei den durchschnittlichen Puppengewichten der Weibchen. Es konnten keine signifikanten Unterschiede in den Nahrungsmengen festgestellt werden, die von gefärbten oder ungefärbten Larven oder von Larven in ansteigenden Farbkonzentrationen aufgenommen wurden. Die jüngeren Larvenstadien wurden stärker beeinflußt und längerer Aufenthalt in der Farbe ergab stärkere Verzögerung der Wachstumsrate.Folgende Aspekte der Vital-Farbstoffe werden diskutiert: 1. ihre toxischen Wirkungen, 2. Beziehungen zwischen Genauigkeit und Aussagewert der experimentellen Ergebnisse, und 3. die Notwendigkeit vollständigerer Kenntnis der Farbstoffe vor ihrer Anwendung auf lebende Systeme.

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Contribution No: 1420 from the Department of Entomology, University of Massachusetts, Amherst, Mass. This research was supported by Hatch Project No. 253 Revised.     

Über das ätherische Öl von Grünalgen

Zusammenfassung Das ätherische Öl der Gattung Chlorella erweist sich als taxonomisch besonders wertvolles Merkmal, weil es ähnlic wie das enzym Hydrogenase gegenüber Mutation weitgehend stabil ist. Die 21 Mutanten von C. fusca C-1.1.10 bilden sämtlich ätherische Öle, aber nur wenige Proazulene. 2 Mutanten von C. kessleri C-1.1.12 bilden ebenso wie der Wildstamm ätherisches Öl und Proazulene.

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On the essential oil of green algaeIII. The oils of some Chlorella mutants

The stability against mutation of essential oil formation in the genus Chlorella is similar to that of hydrogenase. Both characters are therefore of special value in Chlorella taxonomy. All the 21 mutants of C. fusca C-1.1.10 produce essential oils, but only a few of them produce proazulenes. Two mutants of C. kessleri C-1.1.12 produce essential oils and proazulenes like the wild type.

     

A cause of variation in the distribution of infestations of Wheat Bulb fly (Leptohylemyia coarctata) within fields

Eggs and larvae of Wheat Bulb fly (Leptohylemyia coarctata (Fall.)) were fewest near trees and hedges for a distance approximately equal to the height of the vegeration, probably because egg-laying flies are negatively hypsotactic and avoid the vicinity of prominent objects on the skyline.No gradients in the density of eggs or larvae were found over distances of up to 30 m from crops that were the source of egg-laying flies.

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Zusammenfassung In Versuchen über die Wirkung der Weizenhalmfliege auf den Weizenertrag wurde festgestellt, dass der Befall mit Larven in der Nähe von Bäumen geringer war. Weitere Untersuchungen zeigten, dass die Anzahl der Eier und Larven in der Nähe von Bäumen und Hecken bis zu einer horizontalen Entfernung, die etwa der Höhe der Vegetation entsprach, um die Hälfte oder mehr vermindert war. Die Abnahme wurde in allen Richtungen der Bäume und Hecken zum Feld gefunden. Niedrige Feldbegrenzungen wie Drahtzäune oder Grasstreifen hatten keinen deutlichen Einfluss auf die Verteilung des Befalls, noch ergab sich hier irgendein Gradient in der Ei- oder Larvendichte über Entfernungen bis zu 30 m von dem Weizenschlag, welcher die Quelle der eiablegenden Fliegen darstellte.Verschiedene Erklärungen über die Wirkung der Bäume und Hecken werden erwogen. Am meisten wahrscheinlich ist, dass die eiablegenden Fliegen negativ hypostatisch sind und die Nachbarschaft aufragender Objekte an ihrem Horizont meiden. Einige Unterschiede zwischen die Eiablage-Gewohnheiten von Leptohylemyia coarctata und Erioischia brassicae werden diskutiert.

     

Die Plastidenpigmente einiger Desmidiaceen

Zusammenfassung Die Carotinoide und Chlorophylle von 18 Desmidiaceen-Arten werden durch Adsorptions- und Verteilungs-Dünnschichtchromatographie getrennt, identifiziert und ihre Mengen bestimmt. Die Zusammensetzung der Pigmente ähnelt der, die man gewöhnlich bei Chlorophyceen und in grünen Blättern höherer Pflanzen findet. In Übereinstimmung mit Befunden vonDrawert, aber im Gegensatz zu den Ergebnissen vonBarer wurde beiClosterium auch Chlorophyll b nachgewiesen; daraus geht hervor, daß dieses Genus keine Ausnahme von derSeyboldschen Regel darstellt, nach der die Fähigkeit zur Stärkebildung mit der Anwesenheit von Chlorophyll b verknüpft ist. Die Pigmentmengen pro Zelle schwanken beträchtlich. In einer alten Kultur trat ein rotes Sekundärcarotinoid auf, das wahrscheinlich mit Echinenon (4-Oxo--Karotin) identisch war.

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Plastid pigments of some desmids

Summary The carotenoids and chlorophylls from 18 species of desmids are separated by adsorption- and partition-thin-layer-chromatography, identified and their amounts measured. The distribution of the pigments resembles that usually found in Chlorophyceae and green leaves of higher plants. In accordance with data ofDrawert, but contrary to the earlier findings ofBarer, inClosterium also chlorophyll b was found, indicating that this genus is no exception toSeybold's rule on ability for starch formation being connected with the presence of chlorophyll b. The amounts of the pigments per cell vary considerably. In an old culture a red secondary carotenoid appeared, presumably identical with echinenon (4-oxo--carotene).

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Herrn Dr.K. Kowallik (Botanisches Institut der Universität Marburg/Lahn) danke ich für die Überlassung zahlreicher Desmidiaceen-Klonkulturen, Herrn Dr.W. Koch (Pflanzenphysiologisches Institut der Universität Göttingen, Sammlung von Algenkulturen) für die Übersendung mehrerer Kulturen vonClosterium ehrenbergii, Cl. acerosum undCl. littorale, Herrn Doz. Dr. K.Egger (Botanisches Institut der Universität Heidelberg) für reines Echinenon und-Apo-8-carotinal zu Vergleichszwecken und Frl. E.Castellanos für technische Hilfe.     

Der Einfluß der Kulturbedingungen auf den Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid(phosphat)-Gehalt in Zellen von Rhodospirillum rubrum

Zusammenfassung In Zellen von R. rubrum war das Verhältnis von oxydiertem zu reduziertem NAD(P) vom Sauerstoffpartialdruck im Medium, der Lichtintensität und der Nährbodenzusammensetzung abhängig. In ruhenden Kulturen unter aeroben Bedingungen im Licht oder im Dunkeln und anaerob bei hoher Lichtintensität, wenn der ATP-Pool in den Zellen groß ist, beobachtete man einen relativ hohen Wert für das Verhältnis von NAD(P)⁺/NAD(P)H. Unter Kulturbedingungen, bei denen der ATP-Gewinn der Zellen gering ist (anaerob Schwachlicht oder anaerob Dunkel), sank das Verhältnis von NAD(P)⁺/NAD(P)H ab. Die niedrigsten Werte für das Verhältnis von NAD(P)⁺/NAD(P)H wurden dementsprechend in anaerober Dunkelkultur, die höchsten in aerober Lichtkultur gefunden.Anaerob im Dunkeln war der NAD(P)H-Spiegel auch vom Substrat abhängig: mit Fructose oder ohne Substrat beobachtete man einen sehr großen NAD(P)H-Pool in den Zellen; nach Zugabe von Acetat, Succinat, Pyruvat oder Malat sank der Spiegel der reduzierten Coenzyme ab.In wachsenden Kulturen (außer anaerob im Dunkeln) nahm die relative Konzentration von NAD⁺ und der NADP⁺-Pool im Vergleich zu ruhenden Zellen stark zu (3-5fach).Änderungen im Verhältnis von NAD⁺/NADH und von NADP⁺/NADPH waren aber nicht unter allen Kulturbedingungen direkt korreliert.Es wird diskutiert, wieweit das Adenylatsystem und das NAD(P)-System einen regulativen Einfluß auf die Bacteriochlorophyll-Synthese und die Morphogenese bei Athiorhodaceae haben.

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The influence of culture conditions on the NAD(P) content of Rhodospirillum rubrum cells

Summary In cells of R. rubrum the ratio of oxidized to reduced NAD(P) depended on the oxygen pressure in the medium, the light intensity, and the composition of the medium. The ratio of NAD(P)⁺/NAD(P)H was high under conditions when the ATP-pool in the cell is large, viz. in resting cultures either kept aerobically in the light or in the dark or kept anaerobically in strong light. The quotient NAD(P)⁺/NAD(P)H decreased under conditions of reduced ATP-synthesis in the cells (anaerobic in dimlight or in the dark). Consequently, the lowest NAD(P)⁺/NAD(P)H value was observed in anaerobic dark cultures, the highest in aerobic light cultures.Under anaerobic conditions in the dark, the NAD(P)H level depended also on the substrate: with fructose or without any substrate, a large NAD(P)H pool was observed; the level of reduced coenzymes decreased upon addition of acetate, succinate, pyruvate, or malate.In growing cultures (except under anaerobic conditions in the dark) the relative concentration of NAD⁺ and the NADP⁺ pool showed a considerable increase (3 to 5 fold), as compared with resting cells. However, the changes in the proportions of NAD⁺/NADH and NADP⁺/NADPH were not directly correlated under all culture conditions.The regulative influence of the adenylate and the NAD(P) systems on the synthesis of bacteriochlorophyll and morphogenesis in Athiorhodaceae is discussed.

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Abkürzungen BChl Bacteriochlorophyll a - NAD(P) NAD-Nucleotide=reduziertes und oxydiertes Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid und Nicotinamid-Adenin-Dinucleotidphosphat Herrn Prof. Dr. H. Engel zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Mutationsversuche an Kulturpflanzen VI

Zusammenfassung der Ergebnisse Bei den mit angewandter Zielsetzung durchgeführten Mutationsversuchen an der Sojabohnensorte Heimkraft I wurden zunächst durch Triebkraftversuche Anhaltspunkte und dann im Freilandversuch genauere Hinweise für geeignete Röntgendosen für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen gefunden. Die Anzahl der Pflanzen mit Hülsenansatz der 6 kr-, 8 kr-, 10 kr-und 12 kr-Parzelle (35,0%, 15,3%, 21,8%, 15,5%) derX ₁-Generation zeigen, wie auch schon die im Gewächshaus durchgeführten Triebkraftversuche, daß im Gegensatz zu den AngabenGustafssons (1944) nach unseren Versuchen 10000 r nicht als Höchstmaß der Strahlenverträglichkeit von Sojabohnensamen angesehen werden kann. Im Triebkraftversuch waren bei einer Dosis von 16 kr nach fünf Wochen Versuchsdauer noch 12,5% der Pflanzen durchaus wüchsig, und erst bei 20 kr mit 0,7% wüchsigen Pflanzen war die letale Dosis nahezu erreicht.Wie die prozentuale Verteilung der insgesamt 427 bestätigten Mutanten auf die einzelnen Bestrahlungserien zeigt (Tab. II), sind Röntgendosen von 6 kr bis 12 kr, sowohl was die Höhe der Mutantenhäufigkeit als auch die Anzahl der überlebendenX ₁-Pflanzen (Tab. 4 und 5) betrifft, für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen am besten geeignet.Von den in unseren Versuchen gefundenen Mutanten haben nur einige reichverzweigte Formen, die frühreifen Typen, die Mutanten mit höherem Tausendkorngewicht und eine Reihe noch näher zu untersuchender Formen mit erhöhtem Hülsenbehang und Ertrag und geringerer Keimtemperatur züchterischen Wert. Die außer den Mutanten des Chlorophyllapparates noch zahlreich aufgetretenen verschiedenen Wuchstypen, die Veränderungen in der Blattform und Behaarung der Pflanzen und der Samenschalenfarbe, sind vom Standpunkt der deutschen Sojazüchtung als neutral oder in den meisten Fällen als negativ zu bezeichnen. Ihr Auftreten war aber insofern wichtig, als damit bewiesen werden kann, daß es auch bei Soja in verhältnismäßig kurzer Zeit möglich ist, aus einer Zuchtsorte ein Mutantensortiment experimentell zu erzeugen, in dem die charakteristischen Merkmale eines Teiles der im Weltsortiment bekannten Soja-Varietäten auftreten.Abgesehen davon, daß ein experimentell geschaffenes Mutantensortiment zur Lösung genetischer, physiologischer und biochemischer Fragestellungen geeignetes Ausgangsmaterial bietet, läßt sich aus den bisherigen Ergebnissen schließen, daß bei weiterer Arbeit in absehbarer Zeit Formen geschaffen werden können, die früher als die Ausgangssorte zur Reife kommen und ihr im Ertrag überlegen sind, Außerdem können die Mutanten mit züchterisch wertvollen Merkmalen als Ausgangsmaterial für weitere Kreuzungen verwendet werden und die schwierige Kombinationszüchtung der Sojabohne beschleunigen helfen.Mit 22 Textabbildungen     

Gustatory discrimination between liquids by the aphidMyzus persicae (Sulzer)

The relative acceptability of different fluids toMyzus persicae (Sulzer) was compared using simple choice-chambers in which the aphids had equal access to two fluids via a membrane of stretched Parafilm M^(R). Sucrose solutions were markedly preferred to water. Sucrose solutions containing a mixture of 6 L amino acids (asparagine, leucine, lysine, methionine, threonine and valine, each at 0.1%) were considerably more acceptable than a solution of sucrose only. A solution of the amino acids alone was not discriminated from water. Solutions containing 0.1% neutral red were less acceptable than those without this dye. The results indicate the applicability of the method for rapidly demonstrating the effects of stimulatory and inhibitory substances.

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Unterscheidung von gelösten stoffen durchMyzus persicae (Sulzer) am geschmack

Zusammenfassung Der relative Annahme-(=Geschmacks-)-Wert verschiedener Flüssigkeiten fürMyzus persicae (Sulzer) wurde in kleinen Wahlkammern vergleichend festgestellt, wobei die Läuse durch eine ausgespannte Parafilm-M^(R)-Membran hindurch gleichen Zugang zu zwei (oder mehr) Flüssigkeitstropfen hatten; diese waren jeweils mit einem Deckglas abgedeckt.Ermittelt wurde im Verlauf von 6 Stunden 6–8 mal die Zahl der unter den verschiedenen Flüssigkeiten festsitzenden Tiere (je 10 mal 10 für einen Vergleichswert). Unterschiede entstanden demnach durch verschieden langes Proben oder Saugen, was auf Geschmacksreize zurückzuführen war.Eine unterschiedliche Tendenz zeigte sich oft schon nach wenigen Minuten, statistisch zu sichern waren Unterschiede manchmal schon nach 15 Minuten, in anderen Fällen erst nach 3–4 Stunden.Eindeutig bevorzugt wurden 10–20% ige Saccharoselösungen (40% ige weniger) vor Wasser. Noch stärker war die Unterscheidung einer Lösung von Saccharose mit 6 L Aminosäuren (Asparagin, Leucin, Lysin, Methionin, Threonin und Valin, je 0,1%) im Vergleich zu Wasser oder zu Saccharoselösung allein. Gleiche Ergebnisse wurden bei eingestelltem pH-Wert (6,6; 6,8 oder 7,0) erzielt. Auffallenderweise wurden die 6 Aminosäuren allein, ohne Saccharose, vor Wasser nicht bevorzugt.Einzelne Aminosäuren in gleicher (0,1%) oder 6 facher (0,6%) Konzentration mit Saccharose hatten schwachen, keinen oder gegensätzlichen Effekt. Es muss sich demnach bei der Mischung der 6 Aminosäuren plus Saccharose um eine synergistische Wirkung von Zucker und mehreren Aminosäuren handeln.Eine routinemässig verwendete Diät wurde vor Saccharose bevorzugt. Dieselbe Diät ohne ihren Saccharoseanteil war dagegen sogar ungünstiger als Wasser, weshalb auf abschreckende Stoffe in ihr geschlossen wird.Wässrige Lösungen von Neutralrot (0,1%) mit und ohne Saccharose wurden weniger angenommen als Wasser bzw. Saccharose allein; Neutralrot wirkt also abschreckend.Die Ergebnisse zeigen die Brauchbarkeit der Methode, um rasch den positiven oder negativen Geschmackswert einer Substanz zu ermitteln. Sie beweisen zugleich, dass ein Gemisch von Aminosäuren für die polyphageMyzus persicae nicht nur Nährwert, sondern — in Kombination mit Saccharose — hohen Geschmackswert besitzen kann.

     

Mite-load function improves precision of feeding damage estimation in Tetranychus urticae

The influence of temperature and light regime on the feeding intensity of Tetranychus urticae (Koch) (Acari: Tetranychidae) was studied on bean plants. A nonlinear relationship was found between temperature and feeding activity of T. urticae. The feeding intensity increased from 10 °C to 35 °C. At 10 °C there was practically no feeding, whereas at 35 °C maximum feeding occurred. above 35 °C the activity of the mites decreased. No difference could be found in the feeding intensity of mites kept at permanent darkness or permanent light. Based on the observed relationship between temperature and feeding activity and intensity of damage symptoms, respectively, we propose the use of a mite-load function to define the mite stress imposed on the plant.

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Zusammenfassung Wir untersuchten den Einfluss von Temperatur und Licht auf die Saugtätigkeit von Tetranychus urticae auf Bohnenpflanzen und fanden eine nicht-lineare Beziehung zwischen Temperatur und Saugaktivität. Die Saugintensität stieg bei Temperaturen über 10 °C an bis zum Saugmaximum bei 35 °C und sank dann relativ rasch ab. Permanentes Licht- oder Dunkelregime übte keinen Einfluss auf die Saugleistung aus. Aufgrund der beobachteten Zusammenhänge zwischen Temperatur, Saugintensität und Intensität der Ausbildung der Schadsymptome entwickelten wir ein verbessertes Mass (mite-load) für die Erfassung des Spinnmilbenstresses auf die Wirtspflanze. Die präsentierten Daten zeigen, dass mit der mite-load Funktion die Saugschäden von T. urticae präziser erfasst werden können als mit den bisher gebräuchlichen Milbendichten pro Blatt oder Milbentagen.

     

Unterschiedliche Wirkung von Captan auf das Wachstum einiger Stämme von Chlorella und Scenedesmus

Zusammenfassung Das Fungicid Captan erwies sich bei 37 Stämmen von Chlorella als ein wirksamer Wachstumshemmstoff. Nur 3 Chlorella-Stämme besitzen eine gewisse Captanresistenz. Das Merkmal Captanresistenz scheint in der Gattung Chlorella nicht artspezifisch verteilt zu sein.Bei Scenedesmus acutus f. alternans Hortob. und Scenedesmus armatus (Chod.) Smith wird Captan noch in einer Dosis von 50 mg/l vertragen, ohne daß Anzeichen einer Hemmwirkung zu erkennen sind.

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Differential action of captan on the growth of some strains of Chlorella and Scenedesmus

Summary The fungicide captan was found to inhibit strongly the photoautotrophic growth of 37 Chlorella strains. Only 3 strains are fairly resistant to captan. In the genus Chlorella resistance to captan does not seem to be species specific.Two strains of Scenedesmus (Scenedesmus acutus f. alternans Hortob. and Scenedesmus armatus (Chod.) Smith) tolerate captan up to 50 mg/l without being inhibited at all.

     

Use of a juvenile hormone analogue against the fall webworm, Hyphantria cunea

Administration of 0.1–100 g of ethyl 11-chloro-3,7,11-trimethyl-2-dodecenoate to lastinstar larvae of Hyphantria cunea that have not initiated cocoon spinning induces development of superlarvae and larval-pupal intermediates. The superlarvae continue feeding and a few of them eventually pupate, but all the intermediates die soon after ecdysis. Spraying of 0.0005–0.5% emulsions of the compound affects the development of Hyphantria under field conditions. As many as 80% of the insects fail to pupate after spraying with 0.5% emulsion and nearly 60% of the insects are affected after spraying 0.05% emulsion. The treatment of larvae with the juvenile hormone analogue seems to have little effect on the development of parasites of Hyphantria.

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Zusammenfassung Ein Bio-Analog des Juvenilhormons der Insekten der 11-Chloro-3,7,11-trimethyl-dodec-2-en-karbonsäure-äthylester verhindert die Umwandlung von Hyphantria-Raupen zu Puppen. Die mit 0,1–100 g der Substanz behandelten Raupen häuten sich entweder zu Riesenraupen eines überzähligen Larvenstadiums oder zu verschiedenen Mischformen zwischen Raupe und Puppe. Je früher im letzten Larvenstadium die Substanz angewendet wird, desto mehr larvale und weniger pupale Merkmale weisen die Tiere nach der Häutung auf; Applikation der Substanz nach dem Einsetzen des Spinnens beeinflußt die Puppenhäufung nicht mehr. Die Mischformen gehen nach der Häutung bald ein, die Riesenraupen aber leben und fressen noch lange Zeit nach der Verpuppung der Kontrolltiere und einige von ihnen häuten sich schließlich zu entwicklungsfähigen Puppen.Bespritzung der Raupen mit, 0,0005–0,5% igen Emulsionen der Substanz unter Feldbedingungen (1500 Liter per Hektar Obstgarten) bewirkte ihre Entwicklung in derselben Weise. Die Fraßperiode wurde in einigen Fällen verlängert, aber die Zahl der Puppen war immer reduziert. Die Wirksamkeit der Behandlung wurde entweder im Prozent der morphologisch beeinflußten Tiere (100%=die bis zur Häutung lebenden Tiere) oder in Prozent der nichtverpuppten Tiere (nach Abbott gerechnet, 100%=alle Tiere im Versuch) ausgedrückt. Sie erreichte mehr als 80% im Falle der 0,5% igen Emulsion und etwa 60% im Falle der 0,05%-igen Emulsion. Die Entwicklung der Tachinen in den Raupen und der Befall der Puppen durch parasitische Hymenopteren schien durch den Eingriff nicht beeinflußt.