The influence of epiphytic bacteriae on auxin metabolism

Summary Plants are settled by epiphytic bacteriae able to convert tryptophan to IAA. This bacterial activity is abolished by chloramphenicol and streptomycin but not by penicillin. Tryptophan conversion to IAA by plant parts or enzyme preparations is far more intensive in non-sterile conditions than in sterile ones. This is true for all investigated objects: Helianthus annuus, Phaseolus vulgaris, Pisum sativum, Triticum vulgare, Zea mays, Enteromorpha compressa, Fucus vesiculosus, Furcellaria fastigiata. From pea plants, 58 strains of IAA producing bacteriae were isolated and partly identified.While non-sterile plants (Pisum, Zea) contain considerable amounts of IAA (extraction, thin layer chromatography, biotest), hardly any traceable auxin can be extracted of sterile plants. But sterile plants re-infected with mixtures or single strains of suitable bacteriae again contain considerable amounts of extractable IAA.

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Zusammenfassung Pflanzen sind von epiphytischen Bakterien besiedelt, die Tryptophan zu IES umsetzen können. Diese bakterielle Aktivität wird unterbunden durch Chloramphenicol und Streptomycin, aber nicht durch Penicillin. Der Tryptophanumsatz zu IES durch Pflanzenteile oder Enzympräparate ist unter unsterilen Bedingungen weit intensiver als unter sterilen. Das trifft für alle untersuchten Objekte zu: Helianthus annuus, Phaseolus vulgaris, Pisum sativum, Triticum vulgare, Zea mays, Enteromorpha compressa, Fucus vesiculosus, Furcellaria fastigiata. Von Erbsenpflanzen konnten 58 Stämme IES-produzierender Bakterien isoliert und zum Teil identifiziert werden.Während unsterile Pflanzen (Pisum, Zea) beträchtliche IES-Mengen enthalten (Extraktion, Dünnschichtchromatographie, Biotest), kann aus sterilen Pflanzen kaum nachweisbares Auxin extrahiert werden. Aber sterile, mit Mischungen oder einzelnen Stämmen geeigneter Bakterien re-infizierte Pflanzen enthalten wieder beträchtliche Menge extrahierbarer IES.

     

Untersuchungen über die Wuchs- und Hemmstoffe der Wurzelspitze und der Plumula vonVicia faba

Zusammenfassung Wurzelspitzen und Plumulastückchen vonVicia faba-Keimlingen wurden auf ihren Wuchs- und Hemmstoffgehalt untersucht. Durch die Wuchsstoff-Präparate, die mittels der Agar-Abfangmethode aus Wurzelspitzen gewonnen worden waren, konnte im Haferkrümmungstest (mit unter- und überoptimaler IES-Zugabe zu den Präparaten) neben Wuchsstoff ein Hemmstoff nachgewiesen werden, der vermutlich nicht durch Wuchsstoffverdrängung von den plasmatischen Wirkorten angreift.Die Ergebnisse der Abfangversuche an Plumulastückchen zeigen diesen Hemmstoff nicht, lassen aber auf die Anwesenheit eines von IES verschiedenen Wuchsstoffes schließen.Die in Wurzelspitzen und Plumulae vonVicia faba-Keimlingen vorliegenden Wuchs- und Hemmstoffe wurden papierchromatographisch untersucht. Zur Auswertung der Ergebnisse wurden der Haferkrümmungstest, der Zylinder-Zuwachstest und der Wurzelspitzen-Zuwachstest herangezogen.Übereinstimmend konnte sowohl in Wurzelspitzen als auch in Plumulastückchen bei Chromatographie mit n-Butanol—Aqua bidest.—Ammoniak außer IES ein weiterer Wuchsstoff mit demR _f von 0,65 bis 0,75 nachgewiesen werden. Außerdem ist die Anwesenheit eines Wuchsstoffes mit einemR _f von 0,85–0,9 in beiden Organen zu vermuten. In Wurzelspitzen liegt bei einemRf von 0,1 ein weiterer Wuchsstoff vor, der als accelerator (nachBennet-Clark undKefford 1953) gedeutet wurde und der, im Gegensatz zur IES, eine stark wachstumsfördernde Wirkung auf Wurzelspitzen ausübt.Deutliche Hemmwirkungen auf Koleoptilzylinder wurden bei Plumula-und Wurzelspitzen-Extrakten durch Zonen mit demR _f von 0,45 erzielt. Es dürfte sich hierbei um den vonBennet-Clark undKefford (1953) beschriebenen inhibitor handeln. AufFaba-Wurzelspitzen wirkt dieser Stoff jedoch nicht hemmend.Als weiterer in Wurzelspitzen gebildeter Hemmstoff war eine Substanz mit demR _f von 0,65–0,75 zu vermuten.Mit 8 TextabbildungenTeil einer Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Hamburg.     

Die Chromosomenzahlen in den Nachkommenschaften von pentaploiden Pflanzen der Sektion Corollinae der Gattung Beta

Zusammenfassung In den Nachkommenschaften von isoliert abgeblühten pentaploiden Pflanzen der Sektion Corollinae der Gattung Beta wurden, mit einer einzigen oktoploiden Ausnahme, die möglicherweise auf ungenügende Isolierung zurückzuführen ist, nur pentaploide Pflanzen gefunden, während dieselben pentaploiden Mutterpflanzen nach freiem Abblühen in ihren Nachkommenschaften neben einem überwiegenden Anteil von pentaploiden Pflanzen auch hepta- und oktoploide Pflanzen ergaben. Es wird daraus geschlossen, daß bei pentaploiden Pflanzen neben überwiegend apomiktischer Fortpflanzung auch eine Befruchtung unreduzierter Eizellen, in unserem Fall durch Pollen benachbarter tetra- und hexaploider Pflanzen, vorkommt. Es wird angenommen, daß pentaploide Pflanzen durch die Befruchtung unreduzierter Eizellen tetraploider Pflanzen durch Pollen der diploiden Beta lomatogona entstanden sind.

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Chromosome numbers in the progenies of pentaploid plants in the section Corollinae of Beta

Summary In progenies of isolated pentaploid plants of the section Corollinae of Beta pentaploids only have been found, with the exception of one octoploid plant which may have arisen due to insufficient isolation. After open pollination, the same pentaploid mother plants showed, in their progenies, hepta- and octoploid plants besides the more common pentaploids. It is concluded that in pentaploids fertilization of unreduced egg cells occurs in addition to the more common apomictic propagation. In our example the pollen is that of neighbouring tetra- and hexaploid plants. It is suggested that pentaploids arose by fertilization of unreduced egg cells of tetraploids by pollen of diploid Beta lomatogona.

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Herrn Professor Dr. Edgar Knapp, Direktor des Max-Planck-Instituts für Pflanzengenetik, danke ich bestens für seine großzügige Hilfe und Unterstützung bei der Durchführung der Arbeit und bei der Fertigstellung des Manuskripts.     

The performance of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae in relation to plant age and leaf amino acids

With increasing plant age, total soluble nitrogen of Brussels sprout plants decreased after a peak at 6–9 weeks. The plants then became less suitable for Brevicoryne brassicae and Myzus persicae (particularly the latter) as shown by estimates of the mean relative growth rate (RGR) of the aphids in two experiments. This growth statistic was, however, only poorly correlated with total soluble N and this lack of correlation was particularly marked on plants less than 9 weeks old. Multiple regression on the leaf amino acid spectrum indicated that much of the variability in aphid RGR could be assigned to relatively few amino acids. The complex of asparagine and glutamine gave a positive coefficient for both aphids, but otherwise different amino acids were involved in the regression for each aphid. Attention is drawn to the presence in each regression of an amino acid with a negative coefficient; the inverse correlation of M. persicae RGR with amino-butyric acid may be particularly important in the aphid/hostplant relationship.

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Zusammenfassung In einem ersten Versuch zeigte sich, daß der Gehalt an löslichem Stickstoff in den Blättern mit dem Alter der Pflanzen zwischen 8 und 20 Wochen ständig abnahm. Die relative Wachstumsrate (RGR) von Brevicoryne brassicae veränderte sich dabei kaum, jedoch waren die einzelnen Werte der RGR und des löslichen Stickstoffgehalts der entsprechenden Pflanzen gut korreliert. Dagegen reagierte Myzus persicae unmittelbarer auf das Pflanzenalter als auf den Stickstoffgehalt und ihre RGR nahm ab, je älter die Pflanzen wurden.Im zweiten Versuch wurden jüngere Pflanzen benützt. Hier stieg der Gehalt an löslichem Stickstoff bis zu einem Höhepunkt in der neunten Woche an. Unabhängig vom Stickstoffgehalt nahm die RGR bei M. persicae wieder ab, je älter die Pflanzen wurden. In diesem Versuch wurde auch der, Aminosäuregehalt der Blätter analysiert. Die Variabilität der RGR beider Blattlausarten war mit 4 Aminosäuren korreliert. Sowohl Asparagin wie Glutamin zusammen waren dabei für beide Blattlausarten wichtig; daneben erschienen Threonin und Phenylalanin in der Korrelationsgleichung für B. brassicae, Methionin und Aminobuttersäure in der für M. persicae. Für M. persicae konnten so 42% der gesamten Variabilität der RGR durch die Korrelationsgleichung erklärt werden; für B. brassicae nur 21%.Von besonderem Interesse ist 1) daß sich 42% der M. persicae-Variabilität mit der Verfügbarkeit von nur 4 Aminosäuren erklären lassen, 2) daß die Korrelation zwischen Blattlaus-Wachstumsrate und Asparagin + Glutamin vielleicht dem oft nachgewiesenen Zusammenhang zwischen Pflanzenempfindlichkeit und löslichem Stickstoff entspricht, 3) daß die Wachstumsraten der beiden Blattlausarten negativ mit je einer Aminosäure korreliert sind: mit Phenylalanin bei B. brassicae und, sehr wichtig, mit Aminobuttersäure bei M. persicae und 4) daß die Resultate bezüglich M. persicae ziemlich gut mit Resultaten bei küstlichen Ernährungsversuchen anderer Autoren übereinstimmen.

     

Colour polymorphism in the grasshopper Paulinia acuminata

Paulinia acuminata grasshoppers, which are usually green, are found to become darker when feeding on brown Salvinia under natural conditions. In the laboratory the response is not homochromic but is due to melanin deposition, which may be associated with the unfavourable diet and hyperactivity.

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Zusammenfassung Heuschrecken der Art Paulinia acuminata wurden 1971 zur biologischen Bekämpfung des Wasserunkrauts Salvinia molesta auf dem Karibasee importiert. Unter natürlichen Bedingungen scheinen sich die Heuschrecken der Farbe des Nahrungssubstrates anzupassen. Die häufigeren grünen Insekten finden sich auf grünen Pflanzen, olivgrüne bis braune Insekten auf braunen Pflanzen (Homochromie nach Thomas, 1974).Im Laboratorium änderten grüne Paulinia, welche auf braune Salvinia gesetzt wurden, ihre Farbe in dunkelgrün bis fast schwarz, während dunkle Paulinia auf grünen Salvinia hellgrün wurden. Der Farbumschlag erfolgte auch bei absoluter Dunkelheit und bei blinden Insekten. Er war unbeeinflusst von der Farbe des Hintergrundes und deshalb nicht homochrom.Braune Salvinia hatten nachteilige physiologische Effekte auf Paulinia. Die Farbe grüner Paulinia-Morphen beruht auf einer Pigmentmischung eines blauen Pigments, Mesobiliverdin, und eines gelben Karotinoids, wahrscheinlich ß-Carotin. Offenbar benötigen die Insekten für die Mesobiliverdinsynthese eine Diät grüner Salvinia.Die Melanisierung der Kutikula scheint verantwortlich zu sein für die Farbe dunkler Paulinia. Die Farbe verändert sich nur nach Häutungen, da Melanin während der Härtung und des Dunkelwerdens in die frische Kutikula eingelagert wird. Die Melanisierungsintensität wurde verändert nach mindestens fünftägiger Fütterung auf braunen Salvinia. Wie bei gewissen andern Insekten ist die Melanineinlagerung mit Hyperaktivität verbunden. Auf braunen Salvinia gefütterte Paulinia waren viel aktiver als solche von grünen Pflanzen.

     

Chemical basis of host selection and plant resistance in oligophagous insects

Recent investigations of the Colorado potato beetle and the alfalfa weevil reveal many similarities in their modes of host selection. Many plant chemicals influence their behavioral responses and physiological processes. Chemical stimuli influencing host finding and acceptance or rejection of plants include attractants, repellents, sign stimulants, feeding stimulants and deterrents. Both species are highly sensitive to deterrent chemicals present in many plants. Feeding stimulants are indispensible for these insects and are supplied by both primary nutrients (i.e. sugars, amino acids, phospholipids and potassium salts) and secondary plant substances. The important role played by different plant chemicals in host selection and plant resistance is discussed.

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Zusammenfassung Neuere Untersuchungen am Kartoffelkäfer und am Luzerneblattnager förderten viele Übereinstimmungen in der Art ihrer Wirtswahl zu Tage. Viele Pflanzenstoffe beeinflussen ihre Verhaltensweisen und physiologische Prozesse. Chemische Reize, welche die Auffindung des Wirtes, Annahme oder Ablehnung der Pflanzen beeinflussen, umfassen Attractants, Repellents, Signalstoffe, Fraß-Stimulatoren und Abschreckstoffe. Beide Arten sind hochempfindlich gegenüber abschreckenden Verbindungen in vielen Pflanzen. Fraß-Stimulatoren sind für beide Insekten unabdingbar notwendig und werden sowohl von primären Nährstoffen (wie Zucker, Aminosäuren, Phospholipiden und Natriumsalzen) wie von sekundären Pflanzenstoffen gestellt. Die bedeutsame Rolle, welche Pflanzenstoffe bei der Wirtswahl und der Resistenz der Pflanzen spielen, wird diskutiert.

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Journal paper No. ...., Utah Agricultural Experiment Station, Logan, Utah.     

Quantitative mikrospektrophotometrische Untersuchungen zum Tryptophannachweis nach Adams

Zusammenfassung Es wird die Eignung der p-DMAB-Nitrit-Reaktion nach Adams für quantitative mikrospektrophotometrische Tryptophanbestimmungen an den Zymogengranula des Meerschweinchenpankreas geprüft. Im Vergleich hierzu wurden chemische Untersuchungen an verschiedenen tryptophanhaltigen Proteinen durchgeführt. Mit freiem Tryptophan zeigen die Absorptionsspektren des Reaktionsproduktes Maxima bei 430 nm und 590 nm. Die quantitative Analyse erfolgte mit dem 2. Maximum. Proteingebundenes Tryptophan kann in Lösung wie im Gewebe zu einer signifikanten Verschiebung des 2. Maximums führen.Nach den mikrospektrophotometrischen Untersuchungen sind die Bedingungen des Lambert-Beer-Bouguerschen Gesetzes für Tryptophan, Lysozym, Glycyl-L-Tryptophan, -Chymotrysin, -Globulin aus Rinderserum und für die Zymogengranula des Pankreas erfüllt, während für Ovalbumin und Rinderserumalbumin keine lineare Abhängigkeit zwischen Konzentration und Extinktion gefunden werden konnte.Auch nach Variation verschiedener Faktoren erwies sich die Reaktion als sehr stabil. Im histologischen Schnitt ist die Farbstoffbildung stark fixierungsabhängig. Die besten Ergebnisse fanden sich nach Formalin- und Formol-Alkohol-Fixierung. Besonders günstig ist die zeitliche Stabilität des Reaktionsproduktes und die gute Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse in jeweils neuen Reaktionsansätzen.Da bei der Messung proteingebundenen Tryptophans die Lage der Absorptionsmaxima und die Neigung der Eichkurven von der Struktur der jeweiligen Proteine abhängen, ist ein unmittelbarer Vergleich der Extinktionswerte verschiedener Gewebe zunächst nicht möglich.

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Quantitative microspectrophotometrical investigations on the Adams' tryptophan reaction

Summary Chemical and microspectrophotometrical investigations were carried out in order to make use of the p-dimethylaminobenzaldehyde-nitrite-reaction (Adams) for quantitative measurements of the tryptophan content in histological sections. The studies were performed using zymogen granules of the guinea pig pancreas and included comparative chemical tests with free tryptophan, tryptophan containing dipeptides and various proteins exhibiting different tryptophan contents.The blue pigment appearing after application of the Adams-reaction to the chemical substances and histological sections studied shows 2 absorption maxima, with respect to free tryptophan at wave lengths 430 and 590 nm. Protein bound tryptophan can shift the second peak to higher wave lengths. Tryptophan, glycyl-L-tryptophan, lysozyme, -chymotrypsin and -globulin were found to fulfil the law of Lambert-Beer-Bouguer whereas ovalbumin and bovine serum albumin fail to show a linear relationship between the tryptophan concentrations put in and the extinction. These results lead to the conclusion that the amount of the blue pigment obtained with the p-DMAB-nitrite-reaction is dependent on the protein used, and that the extinction measured might be related to the molecular protein structure. Microspectrophotometrical evaluations of the zymogen granules confirm the validity of the law of Lambert-Beer-Bouguer with respect to the p-DMAB-nitrite-reaction, too.Varying several reactive factors (temperature, time of condensation or oxydation, HCl-concentration) the Adams' method is found to give highly constant results. Only lowering of the HCl-concentration down to 20% or more leads to a decrease of the extinction values. Contrary to it, the reaction is most sensitive to fixatives others than 4% formol or formol alcohol (21, v/v). Acid- and sublimat-containing fixatives suppress or decrease, respectively, the formation of the blue pigment whereas Regaud's fixative containing potassium bichromate influences the reaction to a lesser degree. All the extinction values obtained were well reproducible in repeated reaction procedures. Considering the results referred to above the p-DMAB-nitrite-reaction can be recommended for quantitative microspectrophotometrical evaluations provided tissue components with identical protein composition are compared.

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Herrn Prof. Dr. G. Bruns herzlich zum 3. 2. 1969 gewidmet.     

Veränderungen an Pflanzen hervorgerufen durch Entfernung der Blüten

Zusammenfassung Die Untersuchungen haben gezeigt, wie mannigfaltig die Wirkung der Verhinderung des Blühens durch die Entfernung von Blütenknospen auf die Pflanze sein kann. BeiMirabilis Jalapa beobachtet mau an Pflanzen, die aus Samen gezogen worden waren und denen die Blütenknospen kontinuierlich abgenommen wurden, Vergrößerung der parenchymatischen Zellen im Mark der Internodien wie auch des Blattstiels und Vergrößerung der Blätter und der Knollen gegenüber den unbehandelten Pflanzen. An der ganzen Pflanze kamen Seitentriebe zur Entwicklung, was bei den normalen Pflanzen nicht in diesem Ausmaße der Fall war.BeiZinnia elegans undAgeratum mexicanum veränderte sich durch die Wegnahme der Blütenknospen bei einer Anzahl von Exemplaren der ganze Habitus. Die Vergrößerung einzelner Gewebsteile ist am Stengelquerschnitte schon makroskopisch festzustellen. Besonders ist das Auftreten von Holzsubstanz an Gewebsteilen, an denen sie bei diesen Arten normalerweise während der einjährigen Vegetationszeit nicht nachzuweisen ist, hervorzuheben. An den der Blüten beraubten Pflanzen vonZinnia elegans undAgeratum mexicanum war Phellogenbildung feststellbar. Im Anschlüsse an die Untersuchungen Sehoutes wurde eine Endodermis mit Casparyschem Streifen beiZinnia elegans undAgeratum konstatiert; bei letzteren Pflanzen tritt sie durch das Abschneiden der Blütenknospen deutlicher zum Vorsehein.     

Leaf injury and food consumption by larvae of Phaedon cochleariae (Coleoptera; Chrysomelidae) and Plutella maculipennis (Lepidoptera Plutellidae) feeding on turnip and radish

Larvae of Plutella maculipennis (Lepidoptera; Plutellidae) and Phaedon cochleariae (Coleoptera; Chrysomelidae) were fed on the leaves of both turnip Brassica rapa and radish Raphanus sativus. Both the weight of the food eaten and the area of leaf injured were measured. The weight eaten depended on the nutritive value of the food, whereas the area of leaf injured depended on the leaf thickness and the method of feeding of the insect. Both species developed fastest on young plants, which contained the most protein. They ate a greater weight of old than of young leaves, and injured a greater area of radish than of turnip leaf, which had more dry matter/unit area. The area of leaf injured by P. maculipennis was equivalent to the weight eaten, but P. cochleariae which had a different method of feeding destroyed much more leaf area than was expected from the weight of food eaten.

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Zusammenfassung Larven des Meerrettichkäfers, Phaedon cochleariae Fab., und der Kohlschabe, Plutella maculipennis Curtis, wurden an intakten Pflanzen von Rettich (Rhaphanus sativus L., var. French Breakfast) und Rübsen (Brassica rapa L., var. Early Milan White) gehalten. Größe und Trockengewicht der verzehrten Nahrung wurden während der gesamten Larvalentwicklung ermittelt. Die Versuche verliefen bei einer konstanten Raumtemperatur von 20°.Beide Insekten frßen eine größere Gewichtsmenge von Rübsen- als von Rettichblättern und von alten mehr als von jungen Blättern. Die mittlere Umsatzrate von P. maculipennis betrug für Rübsen und Rettich 0,41 und der Ausnutzungskoeffizient war an jüngeren Pflanzen sowohl bei Rettich wie Rübsen größer als an älteren. Die Umsatzrate von P. cochleariae variierte zwischen 0,11 und 0,27 in Abhängigkeit von Art und Alter der Nährpflanze, aber es war nicht möglich, den Ausnutzungskoeffizienten zu messen, weil der Kot nicht gesammelt werden konnte. Das Trockengewicht der von P. maculipennis gefressenen Nahrung auf den jüngsten und ältesten Pflanzen variierte bei Rübsen zwischen 10,52 und 23,77 mg und bei Rettich zwischen 9,45 und 15,28 mg; und bei P. cochleariae zwischen 12,24 und 15,70 für Rübsen und 9,79 und 12,29 für Rettich.Beide Insekten fraßen von Rettich eine größere Blattfläche als von Rübsen, wahrscheinlich weil Rübsen einen größeren Gehalt an Trockensubstanz pro Flächeneinheit enthält. Die von P. maculipennis beschädigte Blattfläche entsprach dem Gewicht der gefressenen Nahrung, da sie sauber durch das Blatt hindurch frißt und die Blattadern meidet. P. cochleariae beschädigte eine größere Blattfläche als erwartet wurde, da er die untere Blattoberfläche beschabt, oft nicht eindringt, aber die Blattadern durchnagt, so daß das Gewebe infolge Austrocknung und Ernährungsstörungen abstirbt.

     

Toxicity of Nicotiana gossei domin to Myzus persicae (Sulzer)

Resistance in Nicotiana species to the green peach aphid appears to result from the production of a toxic material produced by the aerial parts of the plant. Materials exuded from the leaf hairs which are transferred to glass micro-beakers are toxic to several species of aphids. The symptoms of such poisoning resemble those of nicotine poisoning, but resistance does not appear to be correlated with the amount of nicotine in the leaf.

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Zusammenfassung Nicotiana-Arten erzeugen einen Stoff, der für die grüne Pfirsichlaus, Myzus persicae und verschiedene andere Blattlausarten giftig ist. Dieser Giftstoff scheint von den Haaren der Pflanzen ausgeschieden zu werden. Er wird von den Blattläusen aufgenommen, während sie über die Pflanzen laufen, und vermutlich durch die Kutikula absorbiert. Wenn man diese Exsudate mit Kamelhaarpinseln von den Blättern resistenter Pflanzen in Mikrobecher überträgt, werden die Blattläuse verschiedener Art getötet, sobald sie in diese Becher gesetzt werden. Die von N. gossei, einer hoch resistenten Art, übertragene Substanz blieb in diesen Behältern wenigstens 28 Tage lang toxisch.Das erste Symptom der Vergiftigung ist eine Lähmung der Hinterbeine. Die beiden anderen Beinpaare werden kurz danach betroffen, sodass sich die Blattläuse nicht mehr aufrecht halten können. Die Endsymptome bestehen in ziemlich raschen, jedoch nicht heftigen Zuckungen der Beine und Antenne. Es scheint keinerlei Beziehung zwischen der Anfälligkeit der Nicotiana-Arten und der Nicotiana tabacum-Sorten durch die Grüne Pfirsichlaus und dem Nikotingehalt der Blätter zu bestehen. Reziproke interspezifische Pfropfungen zwischen resistenten und anfälligen Nicotiana-Arten verursachen keinerlei Veränderungen in der Resistenz von Unterlagen und Reissern.

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The investigation reported in this paper is in connection with a project of the Kentucky Agricultural Experiment Station and is published with the approval of the Director.     

The behaviour of Aphis fabae in selecting its host plants, especially different varieties of Vicia faba

The different initial infestation of the two field bean varieties Rastatter and Schlanstedter (in the relation 1 : 3 till 1 : 5) by Aphis (Doralis) fabae Scop is caused by a preference behaviour of the alates, which land on both varieties of bean in equal numbers, but whereas 99% leave Rastatter in a few minutes, only 90% leave Schlanstedter.

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Zusammenfassung Als primäre Ursache des unterschiedlichen Befalls der beiden Ackerbohnensorten Rastatter und Schlanstedter durch die Schwarze Bohnenlaus, Aphis (Doralis) fabae Scop., wird Präferenzresistenz nachgewiesen. In mehrjährigen Beobachtungsreihen ergab sich bei 24-stündigen Kontrollen ein Unterschied in der Anzahl der Initialkolonien von 1 : 3 bis 1 : 5 auf Rastatter und Schlanstedter. Direktes Abfangen bzw. eingehende Beobachtung der auf den Pflanzen gelandeten Geflügelten zeigte, daß diese Initialbefallsdifferenz erst sekundär entsteht. Die Pflanzen beider Sorten werden statistisch in gleicher Häufigkeit beflogen, jedoch siedeln sich auf Rastatter nur 1%, auf Schlanstedter 10% der Gelandeten für längere Zeit (bis zum Absetzen wenigstens einer Junglarve) an. Die Bedeutung der sogenannten Probesaugstiche sowie der Größe und Verteilung der Interzellularräume in den Pflanzengeweben für das Auffinden des Phloems und somit für die Wirtswahl wird diskutiert.

     

Fertilität und Sexualität

Zusammenfassung Bei autopolyploiden Formen vonBryophyllum daigremontianum nimmt mit steigender Valenz die Blütenzahl je Pflanze und der Przentsatz an fertilem Pollen ab.Bei den weitgehend sterilen F₁-Pflanzen der KreuzungBryophyllum crenatum x daigremontianum fällt die Blütenzahl mit steingender Valenz. Die Pollenfertilität nimmt von n-zum 2n-Pollen erheblich zu, vom 2n-zum 4n-Pollen wieder ab, ohne den Sterilitätsgrad des n-Pollens zu erreichen.Bei verschiedenen diploiden F₂-Klonen der gleichen Kreuzung besteht offenbar keine Beziehung zwischen Blütenzahl und Pollenfertilität. Mit Verdoppelung der Chromosomenzahl steigt auch bei diesen Pflanzen die Pollenfertilität in der Regel an. Die Zunahme der Fertilität ist bei den einzelnen Klonen sehr verschieden, sie scheint im allgemeinen um so größer zu sein, je geringer die Fertilität der diploiden Pflanzen ist.Aus den Befunden und aus einer Reihe bereits früher bekannter Tatsachen wird geschlossen, daß es sich bei der Pollensterilität und bei der sich in der Blütenzahl je Pflanze manifestierenden Sexualität um voneinander unabhängige Eigenschaften. handelt.Die Bedeutung dieser Tatsache für die Polyploidiezüchtung wird erörtert.Mit 3 AbbildungenFrau Prof. Dr.Elisabeth Schiemann zum 80. Geburtstag gewidmet.     

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.

     

Genetische Mosaike in der M 2 bei Oenothera hookeri nach Behandlung mit Meterwellen

Zusammenfassung In der M₂ nach mutagener Behandlung von Pollen und Pflanzen von Oenothera hookeri traten morphologische Chimären auf, die sich als genetische Mosaike erwiesen. Es handelt sich um Abweichungen von Blattform und Blattfarbe. Die abweichenden Sektoren der Pflanzen erwiesen sich durch die Spaltung in der Nachkommenschaft als heterozygot für eine Mutation. Die Mutanten werden beschrieben. Die Mosaikpflanzen lassen Rückschlüsse zu auf die Wachsturnsordnung im Vegetationskegel und bei der Blattbildung. Das verspätete Auftreten der Mutationen wird interpretiert als eine durch die mutagene Behandlung ausgelöste genetische Labilität, die in der M₃ abgeklungen ist.

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Genetic mosaics in the second generation of Oenothera hookeri after treatment with radiowaves

Summary Morphological mosaic plants were observed in the second generation after a mutagenic treatment of pollen and plants of Oenothera hookeri. The abnormal parts showed differences in colour or form of the leaves. The progeny of the normal parts were normal, the abnormal sectors gave rise to several mutants. This proved the plants to be genetic mosaics. The mutants are described. The mosaics lead to conclusions about the growth in the apex and the leaf primordium. The delay in the occurrence of the mutations is interpreted as a genetic lability after the mutagenic treatment.

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Angenommen durch W. Seyffert     

Die Dosis-Wirkungsrelationen bei geotroper und phototroper Reizung: Vergleich von Mono- mit Dicotyledonen

Zusammenfassung der Ergebnisse Die geotropen Krümmungen von Avena-Coleoptilen und Lens-Epicotylen nehmen linear proportional der Reizdauer zu. Bei geringen Reizzeiten sind beide Objekte gleich hoch empfindlich; bei längerer Reizdauer krümmen sich die Avena-Coleoptilen etwas stärker. Lens-Epicotyle reagieren auf zunehmende phototrope Reizung mit einer ersten und einer zweiten positiven Krümmung. Zwischen beiden Krümmungsbereichen (etwa von 10 000–1 000 000 lx · sec) sind sie phototropisch unempfindlich. Negative Krümmungen treten, nie auf. Ebenso verhalten sich 12 weitere dicotyle (Brassica napus, Brassica oleracea subsp. capitata, Brassica oleracea subsp. bullata, Lepidium sativum, Vicia villosa, Sinapis alba, Cucumis sativus, Linum usitatissimum, Helianthus annuus, Agrostemma githago, Raphanus sativus, Convolvulus tricolor) und 3 weitere monocotyle (Hordeum distichon, Secale cereale, Triticum aestivum) Pflanzenarten.Die phototrope Empfindlichkeit ist für Avena-Coleoptilen und Lens-Epicotyle im Bereich der ersten positiven Reaktion gleich groß, im Bereich der zweiten positiven Krümmung sind Avena-Coleoptilen empfindlicher. Das Reizmengengesetz ist für Lens-Epicotyle (wie für Avena-Coleoptilen) in der ersten positiven Krümmung gültig, in der zweiten positiven nicht.

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The dose response relations in geotropic and phototropic stimulation: Comparison of mono-with dicotyledonous plants

Summary The increase in the geotropic curvatures of Avena coleoptiles and Lens epicotyls is linear and proportional to the time of stimulation. With low stimulation the sensitivities of both objects are equal; with longer stimulation the curvature of Avena coleoptiles is somewhat greater.To increased phototropic irradiance Lens epicotyls react with a first and a second positive curvature. Between the two ranges of curvature (from about 10,000 up to 1,000,000 lx · sec) they are phototropically insensitive; negative curvatures never occur. The same reaction is shown by 12 other dicotyledonous plants (Brassica napus, Brassica oleracea subsp. capitata, Brassica oleracea subsp. bullata, Lepidium sativum, Vicia villosa, Sinapis alba, Cucumis sativus, Linum usitatissimum, Helianthus annuus, Agrostemma githago, Raphanus sativus, Convolvulus tricolor) and by 3 other monocotyledonous plants (Hordeum distichon, Secale cereale, Triticum aestivum). In the first positive reaction the phototropic sensitivities of Avena coleoptiles and Lens epicotyls are equal, in the second positive reaction Avena coleoptiles are more sensitive. For Lens epicotyls (for Avena coleoptiles, too) the reciprocity law is valid in the first positive reaction, but not in the second positive reaction.

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Aus einer Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Rostock (Steyer, 1964).     

Auxin-directed transport of radiophosphorus in stems

Summary The role of indolylacetic acid (IAA) in influencing the movement of radiophosphorus from a remote locus has been investigated in the decapitated stems of Pisum sativum (var. Meteor) and disbudded shoots of Populus robusta. It has been shown after only a few hours that the radioisotope accumulates at the region where the auxin was applied. By steam-girdling experiments with pea, it was established that auxin-induced transport occurs via the phloem and other obserbations suggest that this effect may be independent of growth. When tri-iodobenzoic acid was applied together with IAA at the stump or to the surface of the stem between the IAA source and the injection point of the tracer, the transport of ³²P along the stem was greatly reduced. Of a number of auxin-type substances tested, only naphthoxyacetic acid gave a comparable response to that obtained with IAA, whilst other growth regulators such as kinetin or gibberellic acid did not stimulate ³²P transport.Studies with isolated poplar cuttings showed that auxin-induced transport could only be demonstrated by completely disbudded shoots. Again, phloem transport seemed to be involved and the movement of ³²P could be more readily induced in an acropetal direction.The results are discussed in relation to some recently proposed theories concerning the mechanism of translocation in the phloem.

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Zusammenfassung Der Einfluß der Indolylessigsäure (IES) auf die Wanderung von radioaktivem Phosphor wurde an dekapitierten Sprossen von Populus robusta nach Entfernung ihrer Knospen und an dekapitierten Stengeln von Pisum sativum (var. Meteor) untersucht. Bereits nach wenigen Stunden war eine Anhäufung von ³²P am Ort der Auxinzufuhr zu erkennen. Durch Dampf-Ringelungsversuche ließ sich bei Pisum zeigen, daß der Auxin-induzierte Transport über das Phloem erfolgt; weitere Beobachtungen lassen darauf schließen, daß dieser Effekt unabhängig vom Wachstum sein dürfte. Wenn man gleichzeitig mit IES Trijodbenzoesäure (TIBA) auf die apikale Schnittfläche aufbringt oder in einer Zone zwischen Auxinquelle und Injektionsstelle des ³²P als Paste auf die Oberfläche des Sprosses aufträgt, so wird der Längstransport des markierten Phosphors erheblich gehemmt.Es wurden auch noch einige andere Verbindungen von Wuchsstoffcharakter geprüft. Von ihnen führte nur Naphthyloxyessigsäure zu einem ähnlichen Effekt wie IES; andere Wachstumsregulatoren wie Kinetin oder Gibberellinsäure förderten den ³²P-Transport nicht.Untersuchungen an isolierten Pappelsprossen zeigten, daß der auxininduzierte Stofftransport nur in solchen Sprossen zu beobachten ist, deren Knospen vollständig entfernt worden waren. Auch hier scheint es sich um einen Transport im Phloem zu handeln. Die Wanderung von ³²P ließ sich stets leichter in akropetaler Richtung induzieren.Die geschilderten Ergebnisse werden in Beziehung zu einigen neuerdings vorgeschlagenen Theorien des Transportmechanismus im Phloem diskutiert.

     

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     

Observations on the growth,fruiting and longevity of Furcellaria fastigiata (L.) Lam.

Summary Measurements made upon plants of Furcellaria fastigiata (L.) Lam. grown in situ in a lower littoral logoon community at Aberystwyth show that this species is a slow growing perennial. Maximum growth rate occurs early in the year between March and May. Annual increase in length is about 3.4 cms. and the plants reach maturity in about 4 to 6 years in this particular habitat. Growth rate, maximum size and longevity depend to a considerable extent upon environmental factors, particularly upon light and exposure to wave action.

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Zusammenfassung Die Messungen, die an Pflanzen der Art Furcellaria fastigiata (L.) Lam. vorgenommen wurden, die in einer nur bei absolutem Tiefstand der Ebbe völlig abgeschlossenen Lagunengemeinschaft bei Aberystwyth in situ gewachsen waren, zeigen, dass diese Spezies zu den langsam wachsenden Perennierenden gehört. Der Maximale Wachstumsbetrag kommt im Frühjahr zwischen März und Mai vor. Das jährliche Längenwachstum betragt 3,4 cm. Die Reife der Planze in dieser speziellen Gemeinschaft tritt nach ungefähr 4–6 Jahren ein. Der Wachstumsbetrag, die Maximale Grösse und die Lebensdauer hängen in beträchtlichem Masse von Umweltsfaktoren ab, besonders vom Licht und davon, ob der Standort der Einwirkung der Wellen ausgesetzt ist.

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Marine Biology Station, Menai Bridge

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The observational work reported in this paper was carried out at the Department of Botany, Aberystwyth.     

Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen

Zusammenfassung Candida lipolytica synthetisiert das Antibioticum Tryptanthrin aus 1 Mol Tryptophan und 1 Mol Anthranilsäure. Bei Verfütterung von Tryptophan und substituierter Anthranilsäure, bzw. substituiertem Tryptophan und Anthranilsäure, konnten die zu erwartenden Tryptanthrinderivate isoliert und identifiziert werden. Die Enzyme der Tryptanthrinbiosynthese wiesen in bezug auf diese Substrate, mit Ausnahme von Bromtryptophan, keine Spezifität auf. Parallel zu diesen Versuchen wurden durch chemische Synthese substituierte Tryptanthrine hergestellt. Die Dierivate wurden auf ihre antibiotische Wirksamkeit geprüft; als besonders wirksam erwiesen sich die halogenierten Verbindungen.

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Metabolic products of microorganisms156. Synthesis and biosynthesis of substituted tryptanthrins

Candida lipolytica synthesizes the antibiotic tryptanthrin from 1 mole tryptophan and 1 mole anthranilic acid. When feeding tryptophan and substituted anthranilic acids, or substituted tryptophans and anthranilic acid, we could isolate and identify the expected derivatives of tryptanthrin. The enzymes of the biosynthesis of tryptanthrin, with the exception of bromotryptophan, had no specifity for these substrates. In addition to these experiments substituted tryptanthrines were chemically synthesized. We checked them for antibiotic action; the halogen compounds turned out to be especially effective.

155. Mitteilung: K Uchida, H. Zähner, Modes of action of rinamycin and derinamycin. Arch. Microbiol. 107, 161–166 (1976).     

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.