Plastiden-Metamorphose und Pigmentgehalt in Kalluskulturen von Ruta graveolens L.

Die Ultrastruktur der Piastiden und der Pigmentgehalt in Kalluskulturen von Ruta graveolens L. wurden unter verschiedenen Kulturbedingungen untersucht. Die Entwicklung der Piastiden in Dauerlichtkulturen und in acht Wochen im Licht gewachsenen und dann verdunkelten Kalli entspricht einer Amyloplasten-Chloroplasten-Chromoplasten-Metamorphose. Dabei zeichnen sich die Chloroplasten grüner Kalli durch eine ungewöhnlich langgestreckte, äußere Form aus. In den Dauerdunkelkulturen werden keine Etioplasten, sondern zunächst wie in den Lichtkulturen Amyloplasten gebildet, aus denen sich verschieden gestaltete Leukoplasten entwickeln. Bei Belichtung der Dunkelkulturen findet eine Leukoplasten-Chloroplasten-Metamorphose statt. In bestimmten Entwicklungsstadien treten in den Piastiden kristallähnliche Körper auf. Grüne Kalli aus Lichtkulturen besitzen die typischen Pigmente grüner Blätter, allerdings in sehr geringer Menge. Kalli der Dauerdunkelkulturen bilden keine Chlorophylle und nur wenig Carotinoide, vor allem Neoxanthin und Violaxanthin. Während des Ergrünens belichteter Kalli aus ursprünglichen Dunkelkulturen nehmen der Chlorophyll- und Carotinoidgehalt der Kalli stark zu. Dabei bildete sich im Laufe mehrerer Wochen nach unterschiedlich intensiver Synthese der einzelnen Pigmente die Gesamtpigmentgarnitur der Lichtkulturen aus. Während der Alterung der Kalli im Licht und im Dunkeln nehmen die Chlorophyll- und Carotinoidgehalte der Kalli stark ab. Unser Dank gilt für anregende Diskussion und für Mithilfe bei der Untersuchung am Elektronenmikroskop Herrn Dr. O. Grundler sowie für ausgezeichnete technische Mitarbeit Frau A. Peschke , Frau M. Nöth und Frau A. Krüger. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sind wir für Sachbeihilfen und der Universität Würzburg für ein Forschungsstipendium (an R. K.) zu Dank verpflichtet.     

Glykosidasen und saure Phosphatase in isolierten Vakuolen aus Wurzelspitzen von Zea mays L

Aus Maiswurzelspitzen werden mechanisch meristematische Vakuolen isoliert, die nur geringfügig kontaminiert sind. Mit optimierten Testverfahren werden drei Glykosidasen und die saure Phosphatase untersucht. Die β-Glucosidase- und die β-Galaktosidase-Aktivitäten sind im zur Vakuolenreinigung benutzten Gradienten nahezu völlig übereinstimmend verteilt (ein Enzym oder identische Kompartimentierung beider Enzyme?). Nur minimale Aktivitäten (Kontamination?) liegen in der Vakuolenfraktion vor, hohe dagegen im Gradientensediment, was auf eine vorwiegende Assoziation dieser Enzyme mit der Zellwand und/oder daran haftenden Plasmalemmaresten hinweist. In der Vakuolenfraktion sind die α-Glucosidase und die saure Phosphatase angereichert. Diese Enzyme sind also zumindest partiell in der Vakuole lokalisiert. Die α-Glucosidase ist zusätzlich (ähnlich den β-Glykosidasen) im Gradientensediment angereichert. Die α-Glucosidase- und β-Glykosidase-Aktivitäten gehen wohl auf verschiedene Enzyme zurück. Die Verwendung der sauren Phosphatase als Vakuolenmarker ist zweifelhaft und die Notwendigkeit eines allgemeinen, spezifischen Vakuolenmarkers offensichtlich. Die Untersuchungen wurden im Labor von Professor Dr. R. Wiermann an der Universität Münster durchgeführt und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt. Frau Dr. U. Dohrmann danke ich für die kritische Durchsicht des Manuskriptes und Frau M. Boldt für die hervorragende technische Assistenz bei der Optimierung der enzymatischen Testverfahren.     

Transport in Markstrahlen

Es wird über Ergebnisse und Probleme beim Transport in Markstrahlen, insbesondere beim Siebelement-Baststrahl-Übergang, beim eigentlichen Radialtransport in den Markstrahlen und beim Stoffaustausch mit den Gefäßen berichtet. Zahlreiche Resultate über die Stoffwechselaktivität, die Feinstruktur und den DNA/RNA-Gehalt von Strasburger Zellen weisen auf deren besondere Rolle beim Stoffübertritt zwischen Siebzellen und Baststrahlzellen hin. Die Entstehung der Saccharose in den Strasburger Zellen, das Beladen in Vesikel und die möglichen Transportwege werden anhand eines Modells diskutiert. Aufgrund von Messungen der Stärkedeposition im Holzstrahlgewebe (etwa 5,2 mg/mg TG/Monat) und der zur Verfügung stehenden tangentialen Lumenfläche wird eine radiale Fluxrate von minimal 2,1 bis 4,2 nmol cm^?2 min^?1 (in Glucoseeinheiten) erhalten, die deutlich über den bekannten Membran-fluxraten liegt und damit für das Vorliegen eines symplastischen Transportes in den Holzstrahlen spricht. Cytochemische Befunde und eine deutlich polare Phosphatanreicherung in den Holzstrahlzellen zur Zeit intensiven Radialtransportes führen zu einem hypothetischen Modell, in dem eine polar erfolgende Beladung von Vesikel mit Saccharose aus dem Cytosol als Antrieb eines symplastischen Transportes in die Nachbarzelle erörtert wird. Den Stoffaustausch zwischen Holzstrahlen und Gefäßen beleuchten Ergebnisse über den Eintritt von Zuckern und Aminosäuren in das Gefäßwasser und Experimente über die Zuckeraufnahme aus dem Gefäßwasser sowie bei Gewebsschnitten in vitro. Beide lassen auf eine Trägervermittelte Glucoseaufnahme nach extraplasmatischer Spaltung der Saccharose schließen. Den Kontakttüpfeln als Orte stark erhöhter Nucleosidtriphosphatspaltung kommt dabei möglicherweise eine besondere Rolle zu. Frau Patrizia schekahn danke ich herzlich für wertvolle technische Assistenz bei der Durchführung der Untersuchungen, Frau A. Gabriel und Frau P. Zimmerma nn für die Assistenz bei der Benutzung des Zucker- und Aminosäureanalysators.     

Chemische Zusammensetzung des Lipopolysaccharids eines Stammes von Rhizobium lupini

Die chemische Zusammensetzung des Lipopolysaccharids des Stammes R. lupini 16–2 wurde untersucht. Der Lipidanteil enthält die Fettsäuren Hydroxymyristinsäure, Myristinsäure und Palmitinsäure im molaren Verhältnis 4:1: 1. Folgende Zuckerkomponenten konnten nachgewiesen werden: Glucosamin, Galaktosamin, 2-Keto-3-desoxyoctonat (KDO), Rhamnose und wahrscheinlich Heptose. Der Phosphatgehalt betrug 2% (w/w). Rhamnose stellt 37% (w/w) des Gesamt-LPS dar. Dieser Zucker bildet wahrscheinlich die O-spezifischen Seitenketten. Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt. Herrn Prof. Dr. K. Jann und Frau Dr. B. Jann möchten wir sehr herzlich für anregende Diskussionen danken. Frau Dr. I. Fromme danken wir für die Hilfe bei der gaschromatographischen Analyse.     

Röntgen-Mikroanalyse von Barium,Schwefel und Strontium in Statolithen-Kompartimenten von Chrara-Rhizoiden

Sechs Spezies der Gattung Chara von zehn Standorten akkumulieren Barium, Schwefel und (in einigen Fällen auch) Strontium in den Statolithen-Kompartimenten ihrer Rhizoide. Hinweise auf Fundorte von Chara verdanken wir Herrn Prof. Dr. H. Fischer , Bonn, Frau Dipl.-Biol. U. Friedrich und Herrn Dipl.-Biol. P. Gerstberger , Bonn, Herrn Prof. Dr. R. Jarosch , Salzburg, sowie Friedrich (1975), Krause (1969) und Schauer (1979). Herr Dr. M. Boecker , Bonn, hat freundlicherweise die Determination der Spezies übernommen. Frau G. Hampel danken wir für Hilfe bei der Präparation. Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

42. P. Apel: Rhythmische Änderungen der Stomataapertur und der CO2-Aufnahme bei Keimblättern von Gerste; (Aus dem Institut für Kulturpflanzenforschung,Gatersleben);

Bei Photosynthesemessungen an Keimblättern intakter Gerstenpflanzen wurden rhythmische Änderungen in der CO₂-Aufnahme beobachtet, die auf Spaltöffnungsbewegungen zurückgeführt werden konnten. Voraussetzung, Induzierbarkeit und Modifikation der Schwingungen durch verschiedene Faktoren wurden untersucht. Als entscheidende Voraussetzung müssen ein gewisses Wasserdefizit und eine hohe Evaporation während der Messung angesehen werden. Bei Vorhandensein eines schwingungsfähigen Systems kann die Induktion durch verschiedene Faktoren erfolgen. Die Schwingung kann gedämpft oder ungedämpft verlaufen. Frau Prof. Dr. H. Sagromsky danke ich für anregende Diskussionen.     

Zur Zeitgeberfunktion des Lichtbeginne in Synchronkulturen von Chlorella1

Der Beginn der Lichtphase ist unter stabilen Kulturbedingungen der einzige Zeitgeber der synchronen Entwicklung von Chlorella im Licht-Dunkel-Wechsel. Nur im unmittelbaren Anschluß an eine Veränderung des Verhältnisses Lichtphase: Dunkelphase hat auch der Beginn der Dunkelphase einen gewissen Einfluß auf die Rhythmik. Bei der Fortsetzung der Versuche mit hellrotem Störlicht stellte sich heraus, daß hierdurch auch der Zeitpunkt des Einsetzens der DNS-Synthese beeinflußt wird. Diese Arbeit wurde durch Mittel finanziert, die das Land Nordrhein-Westfalen über das Landesamt für Forschung dankenswerterweise zur Verfügung stellte. Frau Dipl.-Chem. I. Rolle , Fräulein B. Civis und Fräulein G. Wehmeier danken wir für ihre Mitarbeit.     

Atmungsdifferenzen nach Röntgenbestrahlung von Karyopsen bei unterschiedlich strahlensensiblen Weizensorten

An ruhenden und keimenden Karyopsen der Winterweizensorten “Bayro” und “Walthari” wurde die Wirkung einer Röntgenbestrahlung auf die Atmungsintensität untersucht. Bei Bestrahlung lufttrockener Karyopsen liegt die Atmungsintensität von “Bayro” unabhängig von der Höhe der applizierten Dosis wie bei unbestrahlten Karyopsen stets über dem entsprechenden Wert bei “Walthari”. Auch bei Bestrahlung der Karyopsen beider Sorten nach gleichlanger Einquellzeit weist “Bayro” die stärkere Atmung gegenüber “Walthari” auf. Bei Bestrahlung der gequollenen Karyopsen zum Zeitpunkt gleicher Atmungsintensität ergeben sich umgekehrte Verhältnisse. Schon eine Stunde nach der Bestrahlung liegt die Atmungsintensität von “Walthari” über der von “Bayro” und ist auch am Ende der dreistündigen Meßzeit noch mehr als 30% höher. Es werden Möglichkeiten für die Wirkungsweise von Röntgenstrahlen auf die Atmung und der Einfluß unterschiedlicher Strahlensensibilität diskutiert. Frau Marion Kielbasa danke ich für sorgfältige technische Assistenz.     

Lichtabhängige Insektizidwirkungen auf einzellige Algen

Bei der Einwirkung der Insektizide Sevin (Carbaryl) sowie Lindan und Dieldrin in Konzentrationen von 0,1 bis 100 ppm wurden eine Reihe von Schädigungen auf das Wachstum und den Stoffwechsel von Ankistrodesmus braunii und Anacystis nidulans beobachtet Alle drei Insektizide stören die Synchronisation von Ankistrodesmus-Kuturen und erniedrigen Chlorophyllgehalt, Trockengewicht, Photosynthese und Autosporenbildung. Die Autosporenbildung wird aber auch im Dunkeln direkt durch Sevin und Dieldrin gehemmt. Lindan erniedrigt Pigmentgehalt, Trockengewicht und Zellzahl ab 10 ppm, wenn es im Licht gegeben wird. Nach der Dunkelphase, bei der alle bisher untersuchten Größen konstant bleiben, verstärkt sich besonders die Hemmwirkung von 10 ppm Lindan auffällig im Licht. Die Photosyntheseaktivität und die Dunkelatmung zeigen bei niedrigen Lindan-Konzentrationen Förderungen, bei höheren Konzentrationen wachsende Hemmwirkungen. Hemmwirkungen entstehen und verstärken sich nur im Licht. Lindan wird bei Ankistrodesmus gegenüber dem Gehalt in der Nährlösung erheblich akkumuliert. Die Lindan-Konzentrationen sind bei den Lichtkulturen deutlich höher als bei den Dunkelkulturen. Die vorliegenden Untersuchungen wurden durch die finanzielle Unterstützung des Bundesministeriums für Forschung und Technologie ermöglicht. Für die methodischen Hinweise zur Vorreinigung und Extraktion des Lindan aus den Alpen danken wir Frau Dr. D. URBACH sowie Frau E. KAISER für gediegene technische Assistenz.     

Die Bedeutung des Phytochroms für die Entwicklung der Kapazität für Photophosphorylierung

Die Entwicklung der Kapazität für Photophosphorylierung in den epi-gäischen Kotyledonen des Senfkeimlings wird durch Phytochrom (P_fr) reguliert. Wird der P_fr-Gehalt sehr niedrig gehalten, bildet sich keine Kapazität für Photophosphorylierung aus, auch wenn sich die Bildung von Chlorophyll normal vollzieht. Phytochrom (P_fr) kann die Kapazität für Photophosphorylierung nur dann ?induzieren”, wenn die Kotyledonen mit dem oberen Teil des Hypokotyls (Haken) verbunden sind. Hingegen ist die Chlorophyllbildung der Kotyledonen mit und ohne Haken gleich. Während sich der Effekt des P_fr auf die Kapazität für Photophosphorylierung relativ schnell (innerhalb von 15 min) ausprägt, ist der Effekt des P_fr auf die Chlorophyllbildung langsam. Er manifestiert sich erst etwa 2 h nach Lichtbeginn. Es wird der Schluß gezogen, daß die multiple Kontrolle von Piastidenfunktionen durch Phytochrom (P_fr) auf verschiedene, voneinander unabhängige Primärwirkungen des Phytochroms zurückzuführen ist. Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SFB 46). Wir danken Dr. E. Schäfer für die Bestimmung der Photogleichgewichte des Phytochromsystems bei Dichromatbestrahlung und Frau I. Schneider für gewissenhafte technische Mitarbeit.     

Probleme der Flechten-Chemotaxonomie — Stoffkombinationen und ihre taxonomische Wertung

Die Kombination (Koppelung) der Stoffe im Chemosyndrom kann gegenseitig oder einseitig obligat oder auch fakultativ sein. Dabei ist die Stellung der beteiligten eng verwandten Produkte im Rahmen der Biosynthese von Fall zu Fall verschieden. — Dem Chemotaxonomen kann die Berücksichrigung dieser Aspekte zumindest tendenziell als Anhaltspunkt dienen. Bei Vorkommen der Komponenten in verschiedenen Verwandtschaftskreisen wird man ein Chemosyndrom - also eine Kornbination biogenetisch eng verwandter Verbindungen - urn so eher als ein einziges Merkmal betrachten können, je seltener die Kombination aufgelöst ist. Zweifellos stellen der solitare Stoff als Einzelmerkmal und die ohne Ausnahme auftretende (obligate) Kombination als Einzelmerkmal nur Extreme einer gleitenden Reihe dar. Herrn Prof. Dr. E. KLUG (Berlin) danke ich für die Durchsicht des Manuskripts und für werrvolle Diskussion, Herrn H. LÜNSER für die sorgfältige Ausführung der Zeichnungen, Frau I. EGGERT, Frau C. MÜLLER und Frau 1. POHL für die Hilfen bei der Vorbereitung des Manuskripts. Herrn Dr. M. SEAWARD (Bradford) bin ich für Beratung und Diskussion in Zusammenhang mit der Form der englischen Zusammenfassung sehr zu Dank verpflichter,     

Zur Induktion der Phytoalexinsynthese bei Soja und ihre Bedeutung für die Resistenz gegenüber Phytophtkora megasperma f. sp. glycinea

Die Induktion der Glyceollinakkumulation in Sojakotyledonen und Hypokotylen durch Infektion mit Phytophthora megasperma f. sp. glycinea oder Elicitoren beruht auf einer drastischen Steigerung der Syntheserate des Phytoalexins. Der Metabolismus des Glyceollins spielt hierbei nur eine untergeordnete Rolle. Gesunde Keimlinge enthalten nur sehr geringe Mengen an Phytoalexinen, die durch Verwundung unter sterilen Bedingungen nicht erhöht werden. Zwischen der Wirkung von biotischen Elicitoren (z. B. Glucan aus der Zellwand von P. megasperma) und abiotischen Elicitoren (z. B. HgCl₂) existieren nur quantitative Unterschiede. Beide Typen von Elicitoren könnten über die Freisetzung von endogenen Elicitoren in der Pflanze (z. B. pektischen Oligosacchariden) ihre Wirkung entfalten. Rassenspezifische Unterschiede in der Akkumulation von Phytoalexinen sind u. a. stark abhängig von der jeweils verwendeten Infektionsmethode. Für den Unterschied zwischen inkompatibler (Pflanze resistent) und kompatibler (Pflanze anfällig) Interaktion von Pilz und Pflanze ist nicht die Gesamtmenge der gebildeten Phytoalexine enscheidend, sondern ihre Verteilung im Gewebe. Bei der inkompatiblen Reaktion tritt eine eng lokalisierte hohe Glyceollinkonzentration an der Infektstelle auf und die Pilzhyphen bleiben auf wenige Zellschichten beschränkt. Im Falle der kompatiblen Reaktion verteilt sich das Glyceollin über ein größeres Areal und die lokale Konzentration ist bedeutend niedriger. Die Pilzhyphen durchwachsen das Hypokotyl. Mit Hilfe der Laserinduzierten Mikroproben-Massenanalyse (LAMMA) läßt sich die Glyceollinkonzentration in einzelnen Zellen bestimmen und eine eng lokalisierte Phytoalexinakkumulation bei der inkompatiblen Reaktion bestätigen. Das systemische Fungizid Ridomil bewirkt in niedrigen, zunächst als subtoxisch angesehenen Konzentrationen (20 ppm), nach Infektion mit der kompatiblen Rasse von P. megasperma eine inkompatible Reaktion mit typischer hoher lokaler Glyceollinkonzentration. Die Induktion der Phytoalexinsynthese nach Infektion läßt sich auch auf enzymatischer Ebene nachweisen. Enzyme, die an der Biosynthese des Glyceollins beteiligt sind, steigen in ihrer Aktivität drastisch an. Mit Rasse 1 (inkompatibel) von P. megasperma wird ein höheres PAL-Maximum erreicht als mit Rasse 3 (kompatibel). Die Induktion der PAL ist durch eine de novo-Synthese bedingt. Auch nicht an der Biosynthese des Glyceollins beteiligte Enzyme (Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase und Glutamat-Dehydrogenase) erfahren eine Aktivitätssteigerung nach Infektion. Hieraus kann geschlossen werden, daß der Stoffwechsel der Pflanze an der Infektstelle tiefgreifenden Veränderungen unterliegt. Durch Gabe des PAL-Inhibitors L-2-Aminooxy-3-phenylpropionsäure (L-AOPP) kann unter geeigneten Bedingungen die Glyceollinakkumulation in infizierten Sojakeimlingen fast vollständig unterdrückt werden. Bei Infektion mit Rasse 1 von P. megasperma geht in Gegenwart von 1 mM L-AOPP die inkompatible Reaktion in eine kompatible Reaktion über. Aus diesen Ergebnissen kann auf eine wichtige Rolle des Glyceollins für die Resistenz geschlossen werden. Die Signalkette, die, ausgehend von der Pilz-Pflanze-Wechselwirkung, letztlich zur de novo-Enzymsynthese führt, ist bisher unbekannt. Die zukünftige Forschung über die Biochemie dieses Vorganges wird sich daher mit Fragen nach dem möglichen Rezeptor(en) für Elicitoren und der Signalwandlung befassen. Hierbei wird auch der Einsatz von Sojazellkulturen, die von Dr. J. Ebel in Freiburg als Modellsystem verwendet werden, von erheblicher Bedeutung sein. Unsere Arbeiten wurden gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 46), den Fonds der Chemischen Industrie und die BASF. Frau Gudrun schatz danken wir für ausgezeichnete Mitarbeit.     

Keimung phragmobasidialer Brandpilze*

Die Keimung frisch gesammelter oder tiefgefrorener Teliosporen von Arten der Gattungen Anthracoidea, Microbotryum, Sphacelotheca, Sporisorium und Ustilago wurde untersucht und die Morphologie der Basidien, die Bildung der Basidiosporen und das Kernverhalten miteinander verglichen. Während die Basidiosporen bei Brandpilzen monocotyler Wirte an sterigmenähnlichen Auswüchsen der Basidien gebildet werden, entstehen sie bei Arten, die dicotyle Pflanzen befallen, sitzend. Für die Brandpilzaufsammlungen danke ich allen, die Belege zur Verfügung stellten. Danken möchte ich Frau A. Fuss für die Durchführung der verschiedenen Keimungsversuche. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützte diese Arbeit durch eine Sachbeihilfe.     

Dilatierte ER-Zisternen,ein mikromorphologisches Merkmal der Capparales?

In den zu den Capparales (s. l.) gestellten glucosinolathaltigen Arten Gyrostemon ramulosus (Gyrostemonaceae) und Drypetes roxburghii (Putranjivaceae; Euphorbiaceae) werden ER-abhängige Vakuolen mit Proteininhalt beschrieben. Ihr Vorkommen im Phloem, die Entstehung aus dem ER und ihr Inhalt aus Proteinfilamenten weisen auf eine Verwandtschaft mit den dilatierten Zisternen der Brassicaceen und Capparaceen hin, deren Feinbau zum Vergleich herangezogen wird. Als quantitative Variationen eines gemeinsamen mikromorphologischen Merkmals werden diese Strukturen als weiterer Hinweis für eine Zuordnung dieser Taxa zu den Capparales (s. l.) gedeutet. Ein Zusammenhang der proteinhaltigen Zisternen und Vakuolen mit der Lokalisation der Glucosinolate und der Glucosidasen wird diskutiert, läßt sich aber nicht nachweisen. Für zuverlässige Mitarbeit danke ich Frau D. Laupp und Fräulein B. Schmitt. Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Der Einfluß polarisierten Lichtes auf die Chromatophorenanordnung von Dictyota dichotoma

Der bereits für mehrere Organismen beschriebene Aktionsdichroismus in der Piastidenanordnung läßt sich auch bei der Braunalge Dictyota dichotoma nachweisen. Bestrahlung mit polarisiertem Schwachlicht (Weißlicht von 1000 Lux oder Blaulicht von 442 nm, 1,3 Wm^?2) verursacht eine Verlagerung der Chromatophoren an die parallel zum Polarisationsvektor (E-Vektor) liegenden Zellwände. Dabei besteht in der Plastidenanordnung kein grundsätzlicher Unterschied zwischen der lichtzugewandten und der lichtabgewandten Rindenschicht. Eine Serie von Mikroaufnahmen, die sowohl aus fixiertem und geschnittenem Material als auch aus unversehrten Thalli gewonnen wurden, gibt Auf-Schluß über die Lage der Phaeoplasten in den Zellen unter verschiedenen Lichtbedingungen, und zwar im unpolarisierten Schwach- und Starklicht, im längs-und querpolarisierten Schwach- und Starklicht sowie im Dunkeln. Gleichzeitig wurden die Chromatophorenbewegungen als Änderungen der Thallustransmission mit einem registrierenden Mikrophotometer quantitativ erfaßt. Die gemessenen Transmissionsänderungen wurden auf die unpolarisierte Schwachlichtlage mit 0% Transmission und die unpolarisierte Starklichtlage mit 100% Transmission bezogen. Polarisiertes Schwachlicht führt zu einer Erhöhung der Transmission von 0% auf etwa 7%, Dunkelheit dagegen auf einen Wert von 40%. Die Bestrahlung mit polarisiertem Schwachlicht, dessen Polarisationsvektor parallel zur kurzen Achse der Rindenzellen liegt, ergibt nur einen Wert von 5%, d.h. nur etwa 7/10 der Transmissionszunahme, die man bei Einstrahlung polarisierten Schwachlichts parallel zur Längsachse der Zellen erhält. Der direkte Wechsel von der Quer- zur Längspolarisation und umgekehrt ergibt entsprechende Transmissionsänderungen. Während jedoch beim Übergang von der Längszur Querpolarisation die Phaeoplasten direkt an die nunmehr parallel zum E-Vektor liegenden Wände wandern, nehmen die Plastiden beim Übergang aus der quer- in die längspolarisierte Anordnung vorübergehend die Schwachlichtlage ein. Die Dosis-Effekt-Kurve der durch polarisiertes Schwachlicht verursachten Transmissionsänderung zeigt ein Maximum der Polarisierung in dem Intensitätsbereich, der bei Verwendung unpolarisierten Lichtes bereits eine gewisse Starklichtbewegung auslöst (5 bis 10 W × m^?2). Dagegen ergibt sich unter polarisiertem Starklicht (15 W × m^?2 I 120 W × m^?2 bei 442 nm) keine polarisierte Plastidenanordnung, sondern eine normale Starklichtlage. Spektral wirksam ist für die Polarisierung nur der Blaubereich von 365 nm bis etwa 500 nm ohne signifikante Unterschiede in der Wirksamkeit der einzelnen Wellenlängen. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für die finanzielle Förderung dieser Arbeit. Frau G. Puhe und Frau H. Klappstein gilt unser Dank für gewissenhafte technische Assistenz.     

Über Mikrofibrillen-Aggregate in langgestreckten Vesikeln und ihre Bedeutung für die Zellwandbildung bei einem Stamm von Penium (Desmidiales)

Bei Feinstrukturuntersuchungen an einem in Kultur gehaltenen Stamm von Penium spirostriolatum var. amplificatum wurden cytoplasmatische Vesikel beobachtet, die von einer einfachen Membran umgeben sind und fast ausschließlich unter dem Plasmalemma liegen. Querschnitte dieser Vesikel erscheinen rund bis oval und zeigen als Inhalt neben einer amorphen Grundsubstanz 8, 10 oder 12 quergeschnittene Fibrillen, die bündelartig einander zugeordnet sind. An Längsschnitten ist zu erkennen, daß die Fibrillen parallel angeordnet sind und die Vesikel in ganzer Länge durchziehen. Da die Sekundärwände der Conjugaten aus Bändern von durchschnittlich 8 bis 10 parallel orientierten Mikrofibrillen aufgebaut sind, wird ein enger Zusammenhang zwischen den fibrillären Innenstrukturen der gestreckten Vesikel und den Fibrillenbändern der Sekundärwand vermutet. Wir danken Frau Christa adami für die Herstellung der Abbildungspositive.     

Die Populationsverteilung von Chlorophyllfluoreszenz und Zellvolumen während des Entwicklungszyklus von Scenedesmus obliquus

An synchronen Kulturen von Scenedesmus obliquus wurden die Änderungen der Zellvolumina und der relativen Chlorophyllfluoreszenz sowie die Streuung dieser Parameter während des Entwicklungszyklus untersucht. Die Zunahme des Zellvolumens ging mit einer theoretisch zu erwartenden Zunahme der Streuung einher. Die Streuung der relativen Fluoreszenz zeigte jedoch keine direkte Korrelation zur Änderung der Mittelwerte. Aus dem ungleichen Verhalten der Parameter wird geschlossen, daß Änderungen von Zellvolumen und Photosyntheseapparat, gemessen als Chlorophyllfluoreszenz, trotz ihrer Kopplung an den Entwicklungszyklus, unabhängig voneinander gesteuert werden. Die Streuung der relativen Fluoreszenz scheint eher auf Änderungen in der variablen als der Grundfluoreszenz zurückzuführen zu sein. Anmerkungen. Wir danken der Firma Phywe, Göttingen, für die Leihgabe des Pulszytophotometers, Frau I. Krieger für ihre Hilfe bei der Erstellung des Manuskripts und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für finanzielle Unterstützung.     

Artspezifische Wachstumsreaktionen einiger Grünalgen auf einen kombinierten DDT-Starklicht-Salzstreß

An Laborkulturen wurde das Zusammenwirken mehrerer ökologisch bedeutsamer Faktoren auf die Produktivität der Grünalgen Chlorella fusca var. vacuolata Shih et Krauss, Coelastrum proboscideum Bohlin und Chlamydomonas sp. untersucht. Mit Hilfe der Kombination von Starklicht sowie von DDT- und NaCl-Zusatz zur Nährlösung wurden Interaktionen natürlicher und anthropogener Faktoren erfaßt. Die Versuchsanstellung wurde dadurch den Freilandbedingungen möglichst angeglichen. DDT, das selbst keine Wachstumsdepressionen auslöste, verstärkte bei Chlamydomonas die Starklichtwirkung, bei Chlorella und Coelastrum die durch NaCl-Zusatz verursachte Wachstumshemmung. Kombinationseffekte zeigten sich auch bezüglich Starklichtschock und NaCl-Zusatz. Lang anhaltende und ausgeprägte Wachstumsverzögerungen wurden beim Zusammenwirken aller drei Faktoren bei jeder der untersuchten Arten beobachtet. Den technischen Assistentinnen Fräulein E. Konz und Frau C. Göls danken wir für die stets zuverlässige Mitarbeit bei der Durchführung der Versuche.     

Vergleichende elektronenmikroskopische Untersuchungen im Vegetationskegel von Selaginella martensii Entwicklungsstadien der Chloroplasten in Meristemen

Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen an Selaginella martensii erbringen den Nachweis, daß sich die Chloroplasten in der Sproßspitze und den jüngsten Blättern unterschiedlich entwickeln:

• 1 . Die Proplastidenform ist einheitlich.
• 2 . In der Sproßspitze und dem jüngsten Stamm entstehen von der Höhe des dritten Blattansatzes abwärts eiförmige Chloroplasten (6 μ) mit Thylakoidstapeln ohne Zwischenstadien. Das Gebiet hat die geringste Belichtung im gesamten Beobachtungsraum.
• 3 . Im gleichen Gebiet wird im Problattspurmeristem die Entwicklung der Chloroplasten zurückgehalten: Das wird erkennbar in der Größe der Proplastiden (2 μ) und in einer geringen Membranausbildung.
• 4 . Die Entwicklung der becherförmigen Chloroplasten in den jüngsten Blättern weist ein Etioplasten-Zwischenstadium (16 μ) auf. Im fünften und sechsten Blatt sind zahlreiche Prolamellarkörper in den Chloroplasten vorhanden. Diese jungen Blätter erhalten eine höhere Lichtmenge als die Sproßspitze, aber eine niedrigere als die Außenblätter.

Daraus ergibt sich die Feststellung, daß ein Lichtmangel für das Auftreten von Prolamellarkörpern in Selaginella martensii nur bei einem Chloroplastentyp wirksam wird. Die determinierende Steuerung der Entwicklung erfolgt durch den Gewebezustand. Die Formenvielfalt der Merkmale der Selaginellaceae wird diskutiert. Für das stete Entgegenkommen und die Bereitstellung der Mikroskope im Institut für Elektronenmikroskopie am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft danken wir Herrn Prof. Dr. Ing. E. Wiesenberger und für Vergleichsaufnahmen am Elmiskop 102 Frau Dr. C. Weichan . Das Pflanzenmaterial erhielten wir aus dem Berliner Botanischen Garten von Prof. Dr. Th . Eckardt .     

Auslösung von Schattenanpassungsreaktionen in Weizenpflanzen durch den Photosynthesehemmstoff N-(2-Benzthiazolyl)-N,N‘-dimethylharnstoff

Weizenpflanzen wurden in wirkstoffhaltigem [N-(2-Benzthiazolyl)-N, N'-dimethylharnstoff, Trivialname Methabenzthiazuron] Vermiculit gekeimt oder im Alter von 13 Tagen über die Wurzeln behandelt. Die Zusammensetzung der behandelten Pflanzen entsprach völlig der von schattenangepaßten Pflanzen. Die Chloroplasten waren größer und enthielten weniger Plastochinon und weniger Ribulose-1,5-Diphosphatcarboxylase. Das Verhältnis Chlorophyll a/b war erniedrigt, der Gesamtgehalt an Chlorophyll jedoch erhöht. Die in behandelten Blättern gefundene erhöhte ATP-Konzentration wird als Ergebnis einer erhöhten cyclischen Photophosphorylierungsrate gedeutet. Der Stickstoff-Stoffwechsel in behandelten Pflanzen ist intensiviert. Es wurden erhöhte Gehalte an Nitrat, Nitratreduktase, löslichem Protein und löslichen Aminosäuren gefunden. Die Konzentration der löslichen reduzierenden Zucker war bereits vier Stunden nach Anwendung von N-(2-Benzthiazolyl)-N, N'-dimethylharnstoff erniedrigt. Es wird angenommen, daß die Schattenanpassungsreaktion in chemisch behandelten ebenso wie in beschatteten Pflanzen durch einen Kohlenhydratmangel ausgelöst wird. Die Kinetiken der Konzentrationen von Malat und Nitrat nach Behandlung lassen eine ursächliche Beziehung zwischen erniedrigtem Malatgehalt und erhöhtem Nitratgehalt vermuten. Ich danke Frau L. Wiedemeyer und Herrn G. Hanzl für sorgfältige Durchführung der Versuche.