Studies on the relations of insect and host plant

Brevicoryne brassicae and Myzus persicae were caged on the mature leaves of brussels sprout plants receiving different amounts of nitrogen and potassium. An increase in N or decrease in K resulted in an increase in soluble nitrogen levels in the leaves. The fecundity and reproductive rate of M. persicae were correlated with these changes; B. brassicae showed a markedly lower response to the nutrient treatments. The possible relationships of these results to other contrasts between the two aphids are discussed.

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Zusammenfassung Brevicoryne brassicae (L.) und Myzus persicae (Sulz.) wurden in Käfigen auf mittelalten Blättern von Kohlpflanzen gehalten, die unterschiedlich mit Stickstoff und Kali gedüngt wurden. Erhöhung der Stickstoff- oder Verminderung der Kalidüngung steigerte den Gehalt löslichen Stickstoffs in den Blättern der Pflanze. Nachkommenzahl und Vermehrungsrate von M. persicae wurden durch diese Behandlungen mehr gefördert als die von B. brassicae und waren mit dem Gehalt an löslichem Stickstoff gut korreliert. Es ist möglich, daß sich dieser Unterschied zwischen B. brassicae und M. persicae teilweise auch in anderen Unterschieden zwischen den zwei Arten äußert, z.B. im Verhalten zu Blattalter und Wassermangel in der Pflanze. Eine hohe Kalidüngung hemmt die Vermehrung beider Arten und kann möglicherweise, wenn mit dem Eingriff der natürlichen Feinde integriert, eine nützliche Rolle in der Bekämpfung dieser Blattläuse spielen.

     

A comparison of the reproduction of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae in relation to soluble nitrogen concentration and leaf age (leaf position) in the brussels sprout plant

Wide variations in total soluble nitrogen occurred in different leaves of Brussels sprout plants. These variations were partly the result of leaf age (leaf position) and partly the result of different fertiliser application to the plants. The fecundity of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae caged on such leaves also varied greatly and was correlated with total soluble nitrogen within leaves of the same age, but not between leaves of different ages. The value of total soluble nitrogen concentrations, based on analysis of leaf tissue, for indicating plant suitability for aphids is discussed as well as the difference in response of the two aphid species to experimental conditions favouring proteolysis in the leaf.

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Ein vergleich der vermehrung von Brevicoryne brassicae und Myzus persicae in beziehung zum gehalt löslichen stickstoffs und dem blattalter von rosenkohlpflanzen

Zusammenfassung Brevicoryne brassicae (L.) und Myzus persicae (Sulz.) wurden an Kohlblättern gekäfigt, die infolge verschiedener physiologischer Ursachen sehr unterschiedliche Mengen löslichen Stickstoffs enthielten. Den Pflanzen wurden zwei Düngerstoffe ((NH₄)₂SO₄ und KCL) verabreicht und die Blattläuse auf jungen, mittelalten und alten Blättern gekäfigt. Dadurch wurde der Gehalt löslichen Stickstoffs in den Blättern zwischen 0,543% und 1,286% variiert. Die Nachkommenzahl der Blattläuse bei diesen Düngungen und auf verschiedenaltrigen Blättern war sehr unterschiedlich (zwischen 7,3 und 30,2 bei B. brassicae; 17,6 und 59,4 bei M. persicae) und konnte in jedem Blattalter mit dem Stickstoffgehalt korreliert werden. Der Befund, daß die Korrelationen zwischen Blattlausnachkommenzahl und Stickstoffgehalt nicht unabhängig vom Blattalter waren, deutet darauf hin, daß der Stickstoffgehalt in physiologisch aktiven Blattgeweben nicht relativ mit dem der Siebröhren übereinstimmt. M. persicae vermochte in höherem Maße als B. brassicae Blätter auszunützen, in denen der Eiweißabbau durch Düngung oder Alter begünstigt war. Dieser Unterschied zwischen den beiden Arten steht möglicherweise mit ihren verschiedenen Nährstoffbedürfnissen in Zusammenhang.

     

Selection of Brussels sprouts of different water status by apterous and alate Myzus persicae and Brevicoryne brassicae in relation to the age of leaves

The feeding preferences of apterae for leaves of different ages are shown largely to determine the distribution of Myzus persicae and Brevicoryne brassicae on Brussels sprouts in which they colonise particularly the old and young leaves respectively. Alatae contribute to this segregation but less so since alatae of both species settle preferentially on the plant apex. Apterous and to some extent alate M. persicae select the most nutritious leaves as measured by reproduction, but this is less often so with B. brassicae.Water stress causing wilting of the old leaves reduces settling on the plants by alate B. brassicae but not alate M. persicae which avoid the old leaves and instead colonise the apex. Among leaves of different water status apterous M. persicae again select the most nutritious while B. brassicae does so less consistently.These results are compatible with some aspects of the dual discrimination theory of hostplant selection assuming the polyphagous M. persicae responds more to nutrients and less to flavour than the oligophagous B. brassicae.

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Zusammenfassung Geflügelten Virginoparen von M. persicae und B. brassicae wurde gestattet, von übervölkerten Quell-Pflanzen abzufliegen und Kohlpflanzen (Brassica oleracea L. var. bullata gemmifera) zu besiedeln, die unterschiedlich mit Wasser versorgt waren (feucht, mäßig, trocken). Wassermangel, der (durch Trockenhaltung) zum Welken der alten Blätter führte, verringerte die Besiedlung der Pflanzen durch geflügelte B. brassicae, jedoch nicht durch geflügelte M. persicae, welche dann die alten Blätter mieden und stattdessen die Triebspitzen besiedelten. Auf turgeszenten Pflanzen mied M. persicae die reifen Blätter und besiedelte die Gipfel sowie junge und alte Blätter. Im Gegensatz dazu lehnte B. brassicae die alten Blätter ab und besiedelte in großer Zahl die ausgereiften Blätter sowie die Triebspitzen der Pflanzen. Geflügelte beider Arten erreichten größte Siedlungsdichte im Triebgipfel, besonders B. brassicae.In Zweiweg-Wahlkammer-Versuchen konnten Ungeflügelte beider Arten zwischen Blättern verschiedenen Alters und verschiedener Hydratur wählen. Das Trockenregime wurde dabei in zwei Varianten angeboten: Pflanzen, die welkten und solche, die gerade wieder bewässert wurden. Gemessen an der Reproduktionsrate wählte M. persicae konstant die nährstoffreicheren Bläller, d.h. alte > junge > reife turgeszente Blätter trockener > mäßiger > feuchter Hydratur mit Ausnahme welkender Blätter, die gemieden wurden. B. brassicae wählte weniger eindeutig (Unstimmigkeiten kursiv), d.h. junge > reife > alte turgeszente Blätter, feuchte = mäßige Hydratur in allen Blattalterstufen; trocken > mäßig und feucht bei jongen Blättern; mäßig und feucht > trocken bei reifem und altem Laub.Die Verteilung von M. persicae und B. brassicae auf den Kohlpflanzen wird weitgehend von den Nahrungsansprüchen der Ungeflügelten bestimmt, die besonders die alten bzw. die jungen Blätter besiedeln. Die Ergebnisse decken sich in einigen Hinsichten mit der doppelten Unterscheidungstheorie bei der Wirtspflanzenwahl, indem angenommen werden kann, daß die polyphage M. persicae mehr auf die (primären) Nährstoffe und weniger auf die (sekundären) Duftstoffe anspricht als die oligophage B. brassicae.

     

Responses of Myzus persicae and Brevicoryne brassicae to leaf age and water stress in Brussels sprouts grown in pots

Although intermittent water stress is largely beneficial and continuous water stress largely detrimental to the reproduction and survival of Myzus persicae and Brevicoryne brassicae feeding on Brussels sprouts, there are differences between the species on different leaf ages. During intermittent water stress in the old leaves, the normal feeding stratum of M. persicae, this aphid is relatively more successful than B. brassicae. During continuous water stress in the young leaves, the normal feeding stratum of B. brassicae, this aphid is relatively more successful than M. persicae. The high suitability of old leaves for M. persicae and, to a lesser extent, their low suitability for B. brassicae, are also apparent on turgid plants, in terms of reproduction, survival and the proportion of alate progeny. For M. persicae substrates which permit greater reproduction also promote fewer alatae but this is not always so for B. brassicae. However, crowding was not controlled in these experiments.It is suggested that these responses result from variation in the provision of the different nutritional and phagostimulant requirements of the two species by different leaf ages and during water stress.In the field irrigation may delay aphid multiplication during dry weather.

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Zusammenfassung Die Reaktionen ungeflügelter Virginoparer von M. persicae und B. brassicae auf verschiedenes Blattalter von Kohlpflanzen (Brassicae oleracea L. var. bullata gemmifera) in Blumentöpfen mit verschiedener Wasserversorgung wurde an der Reproduktionsrate, der Entwicklungs-und Lebensdauer (des Adultstadiums, der Dauer der reproduktiven wie der post-reproduktiven Phase) und der Geflügeltenbildung der Blattläuse untersucht. Dazu wurden zwei Formen des Wassermangels benutzt: (1) vorübergehender, bei welchem das verfügbare (AW) zwischen der Feldkapazität und einen im voraus festgelegten Defizit (10% = Wasser feucht, 50% = mäßig, 90% = trocken) schwankte, und (2) dauernder, bei welchem eine Abnahme des verfügbaren Wässers von einem bekannten Ausgangspunkt allmählich erfolgte.Obwohl für die Aphiden vorübergehender Wassermangel weitgehend vorteilhaft, beständiger aber schädlich ist, bestehen Unterschiede zwischen den Arten auf verschiedenaltrigen Blättern. Auf jungem und reifem Laub steigen Vermehrung und Lebensdauer beider Arten Durch vorübergehenden Wassermangel an, aber auf alten Blättern leidet B. brassicae in dem Maße wie sich der Mangel verstärkt, während M. persicae bei mäßigem Mangel Vorteile hat und nur leidet, wenn periodisches Welken eintritt. Bei beiden Arten verursacht beständiger Wassermangel Hemmung der Reproduktion. Diese Abnahme beschleunigt sich bei Annäherung an den permanenten Welkepunkt (PWP) und war für die Aphiden auf alten Blättern am stärksten. Im Gegensatz zu M. persicae nimmt die Reproduktionsrate von B. brassicae sogar am permanenten Welkepunkt nicht ab. Die. hohe Eignung alter Blätter für M. persicae und — in geringerem Maße — ihre geringe Eignung für B. brassicae waren auch an turgeszenten Pflanzen bei der Reproduktionsrate, der Überlebensdauer und dem Prozentsatz geflügelter Nachkommen deutlich festzustellen.Es wird vermutet, daß sich diese Reaktionen aus Verschiedenheiten in der Befriedigung unterschiedlicher nutritiver und phagostimulatorischer Bedürfnisse der beiden Arten auf verschieden alten Blättern und bei Wassermangel ergeben. Im Freien dürfte bei trockenem Wetter künstliche Bewässerung die Blattlausvermehrung verzögern.

     

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     

Veränderungen der Blattproteine bei photoperiodischer Induktion

Zusammenfassung Zur Untersuchung der Zelleiweiß der Kurztag-Crassulacee Kalanchoë Bloßfeldiana wurde eine Methode entwickelt, die es gestattet, Blattproteine auch aus gerbstoffreichen Pflanzen zu isolieren.Die Proteinfraktion der jüngsten Blätter wurde einer sauren Hydrolyse unterworfen; unter den Spaltprodukten konnten 24 ninhydrinpositive Substanzen aufgefunden werden; davon ließen sich 18 Komponenten mit bekannten Aminosäuren identifizieren.Die aus der Spitzenregion derKalanchoë isolierten Blattproteine unterscheiden sich in ihrer Aminosäurezusammensetzung von den von anderen Autoren untersuchten Zelleiweißen aus den Dauergeweben höherer Pflanzen sowie von den bekannten Algenproteinen. Insbesondere ist der Anteil an basischen und cyclischen Aminosäuren gegenüber den Aminodicarbonsäuren deutlich erhöht. Diese Abweichungen sprechen für einen höheren Histongehalt — und damit vermutlich auch höheren Nucleoproteidgehalt — der untersuchten meristematischen Gewebe.Während der photoperiodischen Induktion kommt es in der Spitzenzone zu einer Veränderung der Zelleiweiße die sich durch die quantitative Auftrennung der Hydrolyseprodukte erfassen läßt. Diese unmittelbar nach Induktionsbeginn eintretenden Verschiebungen im Mengenverhältnis der einzelnen Aminosäuren zeigen keine eindeutige Abhängigkeit von der Induktionsdauer; vielmehr durchlaufen die Konzentrationskurven innerhalb weniger Tage zwei mehr oder weniger deutliche Wendepunkte.Die nach 30tägiger Induktion feststellbaren Eiweißveränderungen lassen sich nicht ohne weiteres auf die in den ersten Induktionstagen ablaufenden Prozesse zurückführen.Die möglichen Zusammenhänge der beobachteten Eiweißumsetzungen mit Veränderungen im Enzymbestand der Zellen werden diskutiert.Mit 8 Textabbildungen.Habilitationsschrift der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen.     

Weitere Untersuchungen über den Atmungsstoffwechsel von Proteus vulgaris,dessen stabiler L-Phase und der pleuropneumonie-ähnlichen Organismen

Zusammenfassung Es wurde durch manometrische Atmungsmessung festgestellt, daß die stabile L-Phase von Proteus vulgaris die gleichen Substrate (verschiedene Kohlenhydrate, organische Säuren, Aminosäuren und Alkohole) oxydieren bzw. nicht oxydieren kann wie die Bakterienform, aus der sie isoliert wurde. Auch die Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Atmungsgiften ist von kleineren graduellen Abweichungen abgesehen die gleiche.Demgegenüber vermögen die PPLO, von denen 8 Stämme mit völlig gleichem Ergebnis untersucht wurden, nur einige Kohlenhydrate in geringem Umfang zu oxydieren, aber keine organischen Säuren, Aminosäuren und Alkohole. Sie sind außerdem gegenüber holen Dosen von KCN, DNP, Azid, Arsenit und Arsenat völlig resistent und zeigen damit an, daß sie zumindest teilweise ein anderes Fermentsystem für den Substratabbau besitzen wie die meisten bisher untersuchten Organismen. Die hohe Empfindlichkeit gegenüber Monojodessigsäure und Fluorid läßt vermuten, daß der Abbau bis zur Brenztraubensäure über das Embden-Meyerhof-Schema verläuft.     

Über die Glaukeszenz an Serpentinpflanzen

Zusammenfassung Glaukeszente Pflanzen sind auf Serpentin sehr häufig, doch wird auf dieser Unterlage mitunter eine bläuliche Farbe auch an Pflanzen beobachtet, an denen sie unter normalen Verhältnissen nicht besteht. Diese Erscheinung ist an Pflanzen auf Serpentin zu häufig, als daß sie ohne Bedeutung für das Leben dieser Pflanzen sein könnte. Auch scheint die Dicke der Wachsschichten im Zusammenhang mit den jeweiligen Außenweltbedingungen nicht immer die gleiche zu sein, wie aus der Intensität der Farbe geschlossen werden kann.Um dieser Frage näher zu kommen, wurden die Wasserverluste, die durch kutikuläre Transpiration entstehen, an Pflanzen mit verschieden dichtem Haarkleid und Wachsdecken festgestellt.Als Versuchspflanzen dienten entsprechende Arten, die im Freiland gesammelt wurden, sowieCardamine glauca, von der einzelne Versuchspflanzen für die Dauer eines Monats verschiedenen Bedingungen bezüglich Temperatur und Feuchtigkeit ausgesetzt waren, um die eventuelle Ausbildung verschieden dicker Wachsausscheidungen zu ermöglichen.Aus den Resultaten geht eindeutig hervor, daß Pflanzen mit Wachsdecken besser mit ihrem Wasser haushalten, sowie daß die Dicke der Wachsdecken den momentanen Bedürfnissen der Pflanzen entsprechend verschieden ausgebildet sein kann.Demnach sind die Vorteile glaukeszenter Pflanzen für das Überdauern von Trockenzeiten auf den heißen Serpentinböden für die Pflanzenwelt offensichtlich.     

Freie und gebundene Aminosäuren in knöllchentragenden und knöllchenfreien Erbsenpflanzen verschiedener Altersstadien

Zusammenfassung Die mit 75% igem Alkohol extrahierbaren Aminosäuren und Amide aus 32, 50 und 64 Tage alten Knöllchen, knöllchenfreien Wurzeln und Blättern von Erbsenpflanzen wurden halbquantitativ papierchromatographisch bestimmt; ebenso nach Hydrolyse die Proteinaminosäuren der extrahierten Pflanzenrückstände. Vergleichend dazu wurden knöllchenfrei mit NO₃- gezogene Erbsenpflanzen nach 20 und 40 Tagen ebenso untersucht. Zur Sicherung der halbquantitativen Werte wurden die Gesamt--Amino-N-Gehalte der Extrakte und Hydrolysate nach van Slyke bestimmt.Die Analysen werden auf Grund der Literatur besprochen und mit den Ergebnissen anderer Autoren verglichen.Die qualitative und quantitative Zusammensetzung der freien Aminosäurenfraktion wird als eine Stütze für die Meinung angesehen, daß der von den Knöllchenbakterien gebundene Stickstoff zunächst nicht durch Verdauung, sondern durch eine Abscheidung seitens der Bakterioiden für die Pflanze nutzbar wird.Fräulein Diemut Schwarz danke ich für verständnisvolle Assistenz.     

Botrydina — keine Symbiose einer Alge mit einem Moosprotonema

Zusammenfassung In Bestätigung älterer AngabenActons ergibt sich, daßBotrydina vulgaris eine Halbflechte, d. h. die regelmäßige Verbindung einer Chlorophycee mit einem steril bleibenden Eumyzeten, nicht aber, zufolge neuerer Angaben, mit dem Protonema des LaubmoosesGeorgia pellucida ist.Es bestehen zwingende Gründe, die ausschließen, daß es zweierleiBotrydina gibt und daß etwa die Pflanzen, die zu der Auffassung der Symbiose zwischen. Alge und Protonema führten, von den hier untersuchten abwichen (Anastomosenbildung in dem vermeintlichen Protonema, völlige Übereinstimmung der morphologischen und anatomischen Verhältnisse). Beweisend für die Pilznatur des Myzels, mit dem dieBotrydina-Kugeln zusammenhängen, ist, abgesehen von der allgemeinen Morphologie und dem Verhalten bei der Umspinnung, die Bildung von Anastomosen. Daß die pseudoparenchymatische Rinde vonBotrydina samt dem freien Myzel nicht das Protonema vonGeorgia sein kann, ergibt sich außerdem eindeutig aus den Bauunterschieden der Zellkerne beider, ferner aus dem Fehlen bzw. Vorhandensein von Zellulose in den Membranen und von Stärkekörnern und vermutlich Leukoplasten im Plasma sowie aus sonstigen Anzeichen.     

Effects of sinigrin on host selection by aphids

The feeding response of six aphid species to sinigrin, a mustard oil glucoside, was investigated. Sinigrin was a powerful phagostimulant for Hyadaphis = (Lipaphis) erysimi and Brevicoryne brassicae, whose host ranges are restricted primarily to the Cruciferae. H. erysimi was induced to feed on ten non-host species when leaves were systemically treated with sinigrin. To a lesser degree, the polyphagous Myzus persicae, which feeds widely among the Cruciferae, was stimulated to feed on sinigrin treated non-host leaves. Two polyphagous species, Aphis fabae and Acyrthosiphon = (Aulacorthum) solani, which are not pests of the Cruciferae, and the oligophagous Acyrthosiphon pisum which is restricted to the Leguminosae, were deterred by sinigrin-treated broadbean leaves, with the latter species showing the greatest response to treatment.Detailed studies with H. erysimi indicate that sinigrin affects several phases of feeding behavior. Initially, water vapor arrests flight activity of alates and incites test probing. Alate aphids detect sinigrin (topically applied to broadbean leaves) during test probes and subsequent behavior is similar to that on host leaves. Evidence from aphid penetration of solutions and electronic monitoring of feeding activities of H. erysimi apterae on systemically treated nonhost leaves suggests that sinigrin acts as a stimulant for stylet penetration and assists location of the phloem sieve elements.

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Zusammenfassung Sinigrin, ein für Cruciferen typisches Senfölglukosid, wirkt phagostimulierend auf Hyadaphis (Lipaphis) erysimi, Brevicoryne brassicae und Myzus persicae, jedoch abschreckend auf Aphis fabae, Acyrthosiphon (Aulacorthum) solani und Acyrthosiphon pisum. Dies erklärt die Tatsache, daß die erste Gruppe häufig, wenn nicht ausschließlich, Cruciferen befällt, die zweite selten oder nie. Auf Nichtwirtsblätter, die mit Sinigrinlösung imbibiert sind, sprechen die oligophagen H. erysimi und B. brassicae bereits bei einer Konzentration von 0.001% an, während die polyphage M. persicae erst bei 1% positiv reagiert. Andererseits ist die oligophage A. pisum empfindlicher gegen Sinigrin als die polyphagen A. fabae und A. solani.Durch systemische Behandlung der Blätter mit 1%-iger Sinigrinlösung konnte H. erysimi auf zehn verschiedenen Nichtwirten zur Nahrungsaufnahme und Larviposition veranlaßt werden. In vier Fällen überlebten die Tiere während mindestens einer Generation. Auf Bohnenblättern konnten auf diese Weise 18 Generationen herangezogen werden, wobei allerdings die Größe der Adulten geringer, ihre Mortalität und Geflügeltenrate aber höher waren als bei der Aufzucht auf Weißen Rüben (Brassica rapa).Die Untersuchung des Wirtswahlverhaltens geflügelter H. erysimi ergab, daß Feuchtigkeit die lokomotorische Aktivität herabsetzt und Probestiche einleitet. Geflügelte Läuse können während der Probestiche (test probes) zwischen Wirten und Nichtwirten unterscheiden. Auf Rübenblättern wandern sie nach der ersten Probe in Richtung der Blattbasis und-unterseite. Auf Bohnenblättern wenden sie sich der Blattspitze zu und fliegen meist innerhalb 5 Minuten wieder weg. Auf sinigrinhaltigen Bohnenblättern verhalten sich die Läuse ähnlich wie auf Rübenblättern. Fütterungsversuche an Parafilmmembranen zeigten, daß die Anwesenheit von Sinigrin in der Nährlösung Tiefstiche begünstigt. In einer 1%-igen Sinigrinlösung wurden fünfmal mehr Speichelscheiden gezählt als im Blindversuch.Durch Registrierung des elektrischen Widerstandes zwischen Blattlaus und Substrat wurde das Eindringen der Stechborsten in pflanzliches Gewebe verfolgt und folgende Interpretation über das Einstechen und die Nahrungsaufnahme gegeben. An Rübenblättern nahm H. erysimi in den meisten Fällen von den Siebröhren Nahrung auf. Bei Bohnenblättern war der Einstich im allgemeinen weniger tief, und eine Nahrungsaufnahme erfolgte immer außerhalb der Siebröhren. Nach Sinigrinbehandlung wurden an Bohnenblättern in 50% der Fälle die Siebröhren erreicht.

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Published with the approval of the Associate Director, Ohio Agricultural Research and Development Center, Journal article no. 103-71.     

Beziehungen zwischen Peroxydasereaktion,Eiweiss-Spiegel und Chlorophyllbildung

Zusammenfassung Bei Bastarden der KreuzungPhaseolus vulgaris x Phaseolus multiflorus sowieEpilobium-Bastarden der KreuzungEpilobium hirsutum x Epilobium parviflorum, die im Wuchs stark gehemmt sind und mehr oder weniger ausgeprägte Chlorophylldefekte zeigen, ist die Peroxydasereaktion stark erhöht und der Eiweißspiegel (Eiweiß-N/lösl. N) erniedrigt.Magnesiummangel löst beiPhaseolus vulgaris die bekannte Hemmung der Chlorophyllsynthese aus und bewirkt außerdem einen Anstieg der Peroxydasereaktion und ein Absinken des Eiweißspiegels.Abgeschnittene Blätter verlieren beim Verdunkeln Chlorophyll, gleichzeitig nimmt die Peroxydasereaktion zu und geht der Eiweißspiegel zurück.BeiPhaseolus-Bastarden mit starken Chlorophylldefekten geht der Anstieg der Peroxydasereaktion mit einem Abfall der Katalasereaktion einher.Diese Befunde decken sich weitgehend mit den FeststellungenSchumachers an weißen Partien panaschierter Gewebe, deren Stoffwechsel ebenfalls durch einen niedrigen Eiweißspiegel, starke Peroxydase-und in manchen Fällen schwache Katalasereaktion gekennzeichnet ist.Da diese Symptome vereint bei Objekten auftreten, deren Entwicklungsstörung ganz verschieden bedingt, ist, darf angenommen werden, daß ein enger ursächlicher Zusammenhang zwischen ihnen besteht.Die prosthetische Gruppe der Peroxydase ist ein Eisenporphyrin, das nahe mit dem vonGranick als Chlorophyllvorstufe erkannten Protoporphyrin verwandt ist. Wird aus inneren oder äußeren Ursachen die Chlorophyllsynthese gehemmt, so steht mehr Protoporphyrin für die Synthese der anderen Zellporphyrine, u. a. der Peroxydase zur Verfügung, da, es wahrscheinlich ist, daß die Synthese aller Porphyrine über das Protoporphyrin läuft und die Chloroplasten sowie die anderen Zellorganelle das Porphyrin nicht von Grund aus aufbauen, sondern fertiges Porphyrin aus einer gemeinsamen Quelle entnehmen und lediglich zu den für sie spezifischen Porphyrinen umbauen.Da die Porphyrine in Form von Proteiden in der Zelle vorkommen, ist verständlich, daß Porphyrin- und Eiweißstoffwechsel eng miteinander verknüpft sind. In diesem Fall scheint ein mehr indirekter Zusammenhang ausschlaggebend zu sein: Bei gestörter Chlorophyllbildung ist die Intensität der Photosynthese vermindert und der Kohlenhydratspiegel, von dessen Höhe wiederum der Eiweißgehalt und das Verhältnis Eiweiß-N/lösl. N abhängt, erniedrigt.Mit 1 Textabbildung.     

Die Wirkung der R?ntgenstrahlen auf Roggen

Zusammenfassung Wir sehen, daß der Zustand des Zellkerns derSecale-Wurzelspitzen und der Ernteertrag fast ganz parallel gehen. Die planmäßige Erhöhung der Röntgendosierung gestattete uns, die Veränderungen der Zellkernsubstanz in Zusammenhang mit der Dosierung zu verfolgen. Wir sehen, daß den größten Ertrag die Dosierung 250 r ergibt und beobachten dementsprechend eine Vermehrung der Zellkernsubstanz in den Zellen der bestrahlten Pflanzen. Die Vermehrung der Zellkernsubstanz geht auf verschiedene Art vor sich; es entstehen entweder zwei Zellkerne gleicher Größe in einer Zelle, oder in einer Zelle Zellkerne verschiedener Größe, oder polyploide Zellkerne, jedoch ist für alle Fälle die Vermehrung der Zellkernsubstanz charakteristisch. Die Anzahl der polyploiden Zellen wächst bedeutend bei den Dosierungen 250 r und 500 r. Damit wächst auch die Zahl der sich teilenden Zellen. Dies hat eine Stimulierung der Entwicklung und des Wachstums der Pflanzen und weiterhin die Erhöhung des Ernteertrages des bestrahlten Roggens zur Folge. Von der Dosierung 1000 r an aufwärts sinkt die Zahl der polyploiden Zellkerne, verlangsamt sich das Teilungstempo der Zellen, und wir beobachten überhaupt eine Depression der Pflanzen. Damit sinkt auch der Ernteertrag.     

Gustation of sugars, amino acids and lipids by larvae of the scarabaeid, Sericesthis geminata (Coleoptera)

Third-instar larvae of the scarabaeid Sericesthis geminata were stimulated to bite and feed on filter paper by a number of sugars, amino acids and lipids. The degree of stimulation generally increased with increasing concentration, but high concentrations of fructose and amino acid had inhibitory effects. Sterols were non-stimulating at low concentrations and acted as feeding deterrents at high ones.

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Zusammenfassung In einer Reihe von einfachen Wahlkammerversuchen wurde das Verhalten der bodenbewohnenden Larven des Scarabaeiden Sericesthis geminata (Boisduval) gegenüber Zuckern, Aminosäuren und Lipiden geprüft. Die Versuchschemikalien wurden in verschiedenen Konzentrationen auf Filtrierpapier aufgetragen und die gefressenen Stellen ausgemessen.Jeder der drei Zucker Saccharose, Maltose und Glucose erhöhte die Nahrungsaufnahme. Die Disaccharide Saccharose und Maltose hatten einen größeren Effekt als Glucose. Bei diesen drei Zuckern war im allgemeinen bis zu einer Konzentration von 1.0 M ein zunehmender Effekt festzustellen. Fructose erhöhte die Nahrungsaufnahme nicht und hatte bei höheren Konzentrationen einen hemmenden Effekt. Die einzelnen Aminosäuren L-Isoleucin, L-Leucin und L-Alanin sowie eine Gruppe von sechs Aminosäuren erhöhten die Nahrungsaufnahme in einem begrenzten Konzentrationsbereich, hemmten aber die Nahrungsaufnahme bei hohen Konzentrationen. Die Wirkung der Gruppe von Aminosäuren zeigte, daß dabei der Effekt der verschiedenen Aminosäuren komplementär war. Freie Fettsäuren, Triglyceride und Phospholipoide erhöhten die Nahrungsaufnahme. Steroide hatten bis zu hohen Konzentrationen keinen wesentlichen Einfluß; bei hohen Konzentrationen wurde die Nahrungsaufnahme verringert.

     

Alkaloid secretion by trichomes of Nicotiana species and resistance to aphids

Alkaloids are secreted by trichomes of the seven Nicotiana species tested. Nicotine, the major alkaloid constituent, was identified in the secretions from all species and anabasine, and probably nornicotine, from two species. Aphids are killed by contact with these secretions, and resistance to the green peach aphid, Myzus persicae, results from this mortality.

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Zusammenfassung Verschiedene Nicotiana-Arten sind hochresistent gegen die Grüne Pfirsichlaus, Myzus persicae. Diese Resistenz beruht auf der Berührung der Blattläuse mit giftigen Alkaloiden, die von den Trichomen dieser Pflanzen abgesondert werden. Zur Identifizierung dieser Alkaloide wurden Papier- und Dünnschichtchromatographie sowie Ultraviolett-Absorptionsspektra benutzt. In den Trichom-Sekreten aller geprüften Arten wurde Nikotin nachgewiesen, auch bei resistenten und anfälligen Tabakzuchtsorten. In den Sekreten zweier hochresistenter Arten ließ sich Anabasin und mit Wahrscheinlichkeit auch Nornikotin nachweisen.Es bestanden zwar große quantitative Unterschiede zwischen den Alkaloidkonzentrationen in den Sekreten von Wildarten und den Sekreten von stärker anfälligen Tabakpflanzen, aber es konnten keine klaren Korrelationen zwischen den Alkaloidkonzentrationen und der Resistenz bei anfälligen und resistenten Tabakzuchtlinien nachgewiesen werden. Jedoch könnten geringe, aber signifikante Unterschiede bestehen, die aber infolge der angewandten Sekret-Sammelmethodik nicht erfaßt werden konnten. In Perioden besonderer Beanspruchung der Aphiden (stress) könnten sie zur Wirkung kommen und zu großen Unterschieden im Überleben der Blattläuse führen.

     

Die praktische Ermittlung des Ploidiegrads von Zuckerrüben durch Zählen der Schließzellen-Chloroplasten

Zusammenfassung Die vonMochizuki undSueoka (1955) mitgeteilte Tatsache, daß sich diploide, triploide und tetraploide Zuckerrüben in der Zahl ihrer Chloroplasten in den Schließzellen der Spaltöffnungen unterscheiden, läßt sich dazu verwenden, die Ploidiegrade schneller zu bestimmen als auf andere Weise.Die Chloroplasten müssen zum Zählen stärker hervorgehoben werden. Dies geschieht in der Praxis durch Einlegen der frisch abgezogenen Epidermisstückchen in Silbernitratlösung (Molisch-Reaktion;Mochizuki undSueoka 1955) oder Jod-Jodkalium-Lösung auf dem Objektträger. Ein Zusatz von Rapidnetzer BASF oder Marlon-Paste, oder zur Jod-Jod-kalium-Lösung auch von Pril, erhöht die Benetzung der Cuticula.Ein Gemisch diploider, triploider und tetraploider Zuckerrüben kann man durch Auszählen der Chloroplasten von 10 Schließzellenpaaren auf einem Epidermisstück soweit trennen, daß zunächst höchstens 10% der Pflanzen unsicher bleiben, von denen man noch je ein zweites Blatt untersucht. Etwa 2% der Pflanzen bleiben auch dann noch unsicher, während 1–2% dem falschen Ploidiegrad zugeordnet worden sind. Die Genauigkeit reicht für viele Zwecke vollkommen aus.Ein Gemisch aus nur diploiden und tetraploiden Pflanzen kann durch kurzes Durchmustern jedes Präparats leicht und mit Sicherheit richtig getrennt werden.Eine pentaploide Pflanze wurde durch ihre auffallend hohe und eine haploide Pflanze durch ihre auffallend niedrige Chloroplastenzahl entdeckt.Das beschriebene Verfahren, den Ploidiegrad durch Zählen der Chloroplasten in den Schließzellen zu ermitteln, stellt nur geringe Ansprüche an die untersuchende Person und den Zustand des Materials.Mit 4 Abbildungen     

Die Lungenatmung der Süsswasserpulmonaten (zugleich ein Beitrag zur Temperaturabhängigkeit der Atmung)

Zusammenfassung Das Lungengas wird bei der Ventilation durch Diffusion erneuert, zum geringen Teil jedoch durch aktives Kontrahieren und Expandieren der Lunge (wie bei den Stylommatophoren).Die Reflexhandlung der Luftaufnahme verläuft bei Jungtieren von Segmentina nitida äußerst starr. Am Oberflächenhäutchen wird nach wechselnden Zeiten plötzlich in mehreren Ventilationen die Lunge mit Luft gefüllt. Durch Außeneinflüsse kann die Zeit bis zum Eintritt des Reflexes verändert werden. — Auch Armiger crista vermag Luft in die normalerweise Wasser enthaltende Lungenhöhle aufzunehmen.Die bei Jungtieren von Segmentina nitida starr verlaufende Reflexhandlung kann für längere Zeit (1 Stunde und mehr) unterbrochen werden. Der Reizzustand dauert dabei an.Bei den kleineren Arten der Planorbiden verlängert sich mit abnehmender Körpergröße die Tauchzeit. Segmentina nitida macht als sehr bewegliche Art eine Ausnahme. Die kleinen Planorbiden sind auch bei mittleren Temperaturen bei erzwungener Hautatmung (durch Absperren von der Wasseroberfläche) lebensfähig.Im Winter, aber auch im Sommer geht Limnaea stagnalis bei niedriger Temperatur (5° C) zu reiner Hautatmung über.Bei der Ventilation wird das Lungengas weitgehend erneuert. Die kurz nach derselben gemessenen Lungengasmengen variieren je nach den Versuchsbedingungen mehr oder weniger. Bei einer bestehenden Sauerstoffschuld (z. B. nach längerer erzwungener Tauchzeit) wird die Lungenfüllung vergrößert. Auch reiner Stickstoff wird aufgenommen. Nach der Füllung der Lunge mit diesem Gas kriecht die Schnecke abwärts.Luft, der CO₂ in geringen Mengen beigemischt wird, hat deutlich abstoßende Wirkung auf Limnaea stagnalis. In geringen Mengen im Versuchswasser gelöstes CO₂ verlängert die Zeit des Spiraculumanlegens (Diffusionsregulierung), hat jedoch keinen Einfluß auf die Länge der Tauchzeiten, auf die bei der Ventilation aufgenommene Luftmenge und auf die Gasmenge der Lunge beim Aufstieg am Ende der Submersion.Während der Tauchzeit funktioniert das Lungengas wie bei den tauchenden Insekten als physikalische Kieme.Sauerstoffmangel kann als Atemreiz die negative Geotaxis am Ende der Tauchzeit auslösen (auch bei Armiger crista).Druckversuche zeigen, daß auch die Abnahme der Lungenfüllung als Atemreiz wirken kann. Die Schnecke perzipiert den Füllungsdruck.Durch Versuche mit übergeleiteten Gasgemischen wird das Zusammenwirken beider Faktoren geklärt. Sie können sich in ihrer Wirkung summieren. In einem Sommer- und Winterversuch wurde die Länge der Tauchzeiten durch übergeleitete Gasgemische beeinflußt, und zwar in beiden Versuchen entgegengesetzt. Es wird gezeigt, daß allein ein Variieren von Aufbewahrungs- und Versuchsbedingungen das verschiedene Verhalten bedingen kann. Die beim Aufstieg in der Lunge befindliche Gasmenge bleibt dagegen bei nicht gerade extremen Versuchsbedingungen annähernd konstant. In sauerstoffarmem Wasser sind die Tauchzeiten verkürzt und die Lungengasmengen beim Aufstieg vergrößert.Die Tauchzeiten sind im Winter länger als im Sommer. Die Lungenfüllung beim Aufstieg am Ende derselben ist im Winter geringer.Das beim Atmungsprozeß entstehende CO₂ reichert sich nicht im Lungengas an, sondern löst sich sofort im Wasser.Der Sauerstoff des Lungengases wird bei erzwungenen Tauchzeiten weitgehender verbraucht als in Hazelhoffs Versuchen. Nach langen Tauchzeiten enthält das Lungengas von Limnaea stagnalis im Winter 1% O₂, im Sommer etwas mehr.Der O₂-Verbrauch bei 30 Min. Tauchzeit ist im Winter größer als im Sommer (wahrscheinlich nicht Rassenunterschiede). Bei diesen schon längere Zeit an die Versuchstemperatur angepaßten Schnecken ist der Unterschied im Verbrauch bei 15° und 21,5° C im Sommer größer als im Winter. Die Abhängigkeit der Lungenatmung bei plötzlicher Temperaturänderung ist in beiden Jahreszeiten gleich. Die Temperaturabhängigkeit der Atmung bei plötzlicher Temperaturänderung ist grundsätzlich verschieden von der nach einer Anpassung des Organismus an die Versuchstemperatur. Beides läßt sich nicht zu einem Gesetz vereinigen.Die Anpassung des Organismus nach plötzlicher Temperaturänderung verläuft in den beiden Jahreszeiten grundsätzlich verschieden. Im Sommer werden die endgültigen Werte nach der Anpassung bei der plötzlichen Änderung der Temperatur nicht erreicht, im Winter dagegen überschritten.     

Effect of larval population density on the adult morphology of two species of Lepidoptera, Plusia gamma L. and Pieris brassicae L.

The morphological effects of population density in locusts in the production of phases is now well established and in recent years somewhat parallel effects have been observed in the larvae of Lepidoptera. Unlike locusts Lepidoptera pass through a quiescent pupal period but nevertheless the adult may be affected. In both P. gamma and P. brassicae adults from crowded larval cultures were smaller in both size and weight although the effect was counteracted to some extent by approaching pupal diapause in P. brassicae. The effect was similar in many cases to that produced by an increase in temperature except that it disturbed the relationships between the lengths of the wing and hind femur with the live weight. The ratio of these lengths (equivalent to E/F ratio in locusts) was significantly increased but was not a satisfactory index of larval population density. No effects were observed in the wing pattern and colouration in either species.

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Zusammenfassung Die Einwirkung der larvalen Populationsdichte auf die Morphologie der jungen Falter wurde bei Plusia gamma und Pieris brassicae durch Vergleich frischgeschlüpfter Falter aus Einzel- und aus Massenzuchten bestimmt.Bei P. gamma wogen Puppen aus Massenkulturen etwas weniger und verloren während des Puppenstadiums mehr an Gewicht. Die entstehenden Falter waren gewichtsmäßig deutlich leichter und hatten etwas kürzere Flügel. Größe und Gewicht der Männchen waren größer als die der Weibchen, und da die Massenzucht die meßbaren Größen bei den Weibchen stärker beeinflußt, verstärkte sie den Unterschied zwischen den Geschlechtern. Jahreszeitliche Unterschiede wurden beobachtet, wobei Gewicht und Größen in der warmen Jahreszeit geringer waren, doch blieb der jahreszeitliche Einfluß geringer als der durch Übervölkerung hervorgerufene.Bei P. brassicae hatte die Massenzucht eine ähnliche Wirkung auf die Puppen- und Erwachsenengewichte und auch auf die Maße, außer daß der Flügel kürzer und schmaler war. Die Unterschiede zwischen den Geschlechtern wurden durch die Massenaufzucht nicht verschärft. Lebendgewicht und Femurlänge waren beim Männchen größer, währen das Weibchen größere Flügel hatte. Bei Herannahen der Diapause wurde die Wirkung der Massenkultur auf Puppen- und Imaginalgewicht kompensiert, aber die Wirkungen auf die Erwachsenenmaße blieben noch erhalten, wenn auch in geringerem Ausmaß als sie bei nichtdiapausierenden Generationen zu beobachten waren. In der wärmeren Jahreszeit wurden Variationen erzielt, die in etwa den durch Übervölkerung bewirkten ähnlich waren, außer daß die Flügel abweichende Form aufwiesen und daß Übervölkerung bei den Männchen die Wirkung stark reduzierte.In Einzelkulturen beider Arten wurden positive, aber nicht stark signifikante Korrelationen in der Beziehung von Costa- und Hinterschenkellänge mit dem Lebendgewicht gefunden. Diese Beziehungen wurden durch Massenkultur gestört.In beiden Arten wurde das Costa-Schenkel-Verhältnis durch Massenkultur signifikant vergrößert (cf. E/F-Rate bei Heuschrecken), ergab aber keinen befriedigenden Index für die larvale Populationsdichte.In der Flügelzeichnung und Färbung beider Arten wurden durch larvale Massenkultur keine Wirkungen beobachtet.