Electrochemical potential of protons in vesicles reconstituted from purified,proton-translocating adenosine triphosphatase

Summary Measurements were made of the difference in the electrochemical potential of protons ( ) across the membrane of vesicles reconstituted from the ATPase complex (TF ₀ ·F ₁) purified from a thermophilic bacterium and P-lipids. Two fluorescent dyes, anilinonaphthalene sulfonate (ANS) and 9-aminoacridine (9AA) were used as probes for measuring the membrane potential () and pH difference across the membrane ( pH), respectively.In the presence of Tris buffer the maximal and no pH were produced, while in the presence of the permeant anion NO ₃ ^– the maximal pH and a low were produced by the addition of ATP. When the ATP concentration was 0.24mm, the was 140–150 mV (positive inside) in Tris buffer, and the pH was 2.9–3.5 units (acidic inside) in the presence of NO ₃ ^– . Addition of a saturating amount of ATP produced somewhat larger and pH values, and the attained was about 310 mV.By trapping pH indicators in the vesicles during their reconstitution it was found that the pH inside the vesicles was pH 4–5 during ATP hydrolysis.The effects of energy transfer inhibitors, uncouplers, ionophores, and permeant anions on these vesicles were studied.     

Pädogame Automixis und Auxosporenbildung beiNitzschia frustulum var.perpusilla

Zusammenfassung BeiNitzschia frustulum var.perpusilla unterbleibt die Paarung, es werden bei normalem Ablauf der Gametogenese unter Klaffen der Theken ungepaarter Zellen zwei Gameten je Mutterzelle gebildet, die sich in einer nicht über die Thekenränder hervortretenden Gallerte umlagern, sich abkugeln und dann miteinander kopulieren. Es handelt sich um den ersten sicher nachgewiesenen Fall von Automixis innerhalb der GattungNitzschia.Die sich ebenfalls abkugelnde Zygote bildet eine dünne unverkieselte Wand, die beim folgenden Streckungswachstum in zwei Stücke zerreißt, welche als Kappen an den Polen der reifen Auxospore hängen.Das verkieselte Perizonium ist, wie auch beiNitzschia amphibia, geringelt, außerdem ist eine als Naht erscheinende Längsstruktur wohl das Längsperizonium im Sinnevon Stoschs, vorhanden.Vor der Bildung der Schalen der Erstlingszelle erfolgt eine starke Kontraktion (Spontanplasmolyse) des Protoplasten der Auxospore innerhalb des Perizoniums, wodurch sofort die definitive Zellform hergestellt wird. Der kontrahierte Protoplast umgibt sich mit einer dünnen, unverkieselten Wand, innerhalb welcher dann die beiden ersten Schalen mit normaler Streifen- und Raphestruktur entstehen. Es wird so außer der eigentlichen Auxospore mit ihrem Perizonium noch eine sekundäre Auxospore gebildet.Die Gameten- und Auxosporenbildung läßt sich leicht durch Übertragung auf frisches Kulturmedium (Agar mit verdünntem Meerwasser) auslösen. Sehr häufig treten eben entstandene Tochterzellen, die noch mit den Hypotheken aneinander haften, in die Auxosporenbildung ein, was zeigt, daß sich vegetatives Wachstum und Auxosporenbildung nicht wesentlich ausschließen.     

Problems in estimating growth rates of marine phytoplankton from short-term14C assays

Growth rate estimates () of phytoplankton populations that were sampled from nitrogen-limited continuous cultures and then incubated for short durations in batch culture with added¹⁴C-HCO₃ ^– were significantly different than steady-state growth rates () for 3 of 5 marine phytoplankton species. Two diatoms,Thalassiosira weissflogii andChaetoceros simplex, displayed virtually identical growth rates (=) over a wide range of, whereas for a third diatom,Phaeodactylum tricornutum, was overestimated by an average of 40% compared to. In contrast, was underestimated by the¹⁴C technique for the two remaining species: up to 40% at a steady-state of 1.0 day^–1 for the chlorophyteDunaliella tertiolecta and up to 100% at of 1.4 day^–1 for the haptophytePavlova lutheri. For the latter two species the divergence between and appeared to increase with increasing steady-state. A simple model of labeled and total carbon flow between the aqueous phase and cellular biomass was constructed to demonstrate that respiration was negligible when=, but was significant when>. In the cases in which<, a rapid physiological alteration presumably took place once the steady state was disturbed and cells were placed in the incubation chambers, which perhaps was related to the nutritional state of the cultures at the time of sampling. Questions thus are raised regarding our ability to measure accurately primary productivity from shipboard experiments with confined samples of phytoplankton from nutrient-impoverished waters that probably are less hardy than the laboratory cultures used in these studies.     

Phasenoptisch sichtbare Elemente des endoplasmatischen Retikulums im Plasma vonSelaginella martensii (Spring.) undSpirogyra (Link.)

Zusammenfassung Angeregt durch eine Arbeit vonGerm undKubelka (1964) wird das Plasma der Rindenparenchymzellen des Stämmchens vonSelaginella martensii phasenoptisch untersucht. Der Organellenbestand entspricht dem einer normalen Pflanzenzelle. Da anscheinend jegliche Plasmaströmung fehlt, dürften die langen fädigen Mitochondrien oft eine Eigenbewegung beobachten lassen. Die vonGerm undKubelka als Plasmanetze beschriebenen Konfigurationen erweisen sich als Plasmaleisten, welche durch die Vergrößerung von ER-Elementen in die Vakuole vorgepreßt werden.Nach Zentrifugierung ist das Plasma von Spirogyrazellen einer Phasenkontrastbeobachtung besser zugänglich. Neben den meist kokkenförmigen Mitochondrien findet man, besonders zahlreich in älteren Zellen, leukoplastenähnliche Körper, deren Funktion noch ungeklärt ist. Genaue Analysen der Plasmaströmung lassen den Schluß zu, daß bei schwacher Strömung das dreidimensionale Netz des ER für die Strömungsbahn richtunggebend oder aber auch als submikroskopische Barriere für die Bewegung wirken kann. Starke Strömungsschübe zerteilen das Netz, und die ER-Elemente werden in ihnen parallelisiert. Die intraplasmatischen Vakuolen, die in der beschriebenen Ausbildung phasenoptisch sichtbare Teile des ER darstellen, zeigen in der Plasmaströmung das gleiche Verhalten.Die schlauch- und vesikelförmigen intraplasmatischen Vakuolen bilden in der Spirogyrazelle ein sehr dynamisches Muster. Ihre Entstehung wird durch die verschiedensten Reize (Druck, Licht, Hitze, Plasmolytika), besonders auch durch-Bestrahlung, induziert. Die Ausbildung ist, wie in einer Bildserie festgehalten wurde, reversibel, wobei lange dünne Schläuche und Lakunen oft auch spontan im Plasma zu finden sind. Bläschen entstehen dagegen meist durch Zerfall und Abkugelung dieser Schlauchelemente nach Alteration der Zellen. Bei Auftreten der intraplasmatischen Vakuolen scheint eine änderung der Permeabilitätseigenschaften der ER-Membranen zu erfolgen. So wird eine Hydratation und somit eine Volumsvergrößerung der in der Regel massearmen IZP (intrazisternale Phase) möglich, wodurch phasenlichte Löcher im Plasma auftreten. Die änderung der Permeabilitätseigenschaften der ER-Membranen könnte durch eine Störung der Eiweißauflage des bimolekularen Lipoidfilms hervorgerufen werden. Bei der Vergrößerung des ER zu den intraplasmatischen Vakuolen wird dann nicht nur die Membran gedehnt, sondern es werden wahrscheinlich auch neue Moleküle eingebaut und so die Membranfläche vergrößert. Diese Vermutung scheinen auch Versuche mit-Strahlen zu bestätigen.

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Summary A phase optical investigation into the plasma of cortex parenchyma cells ofSelaginella martensii stems was suggested by a paper ofGerm andKubelka (1964). The organelle content is in accordance with that of a normal plant cell. Movement of the long, threadlike mitochondria seems to be active, as there is an apparent lack of protoplasmic streaming. Configurations described as protoplasmic nets byGerm andKubelka prove to be protoplasmic ridges extruded into the vacuole by an enlargement of ER elements.The protoplasm ofSpirogyra cells is more accessible to phase contrast observations after centrifugation. Besides mitochondria, chiefly of coccoid form, leucoplast-like bodies of yet unknown function are found, most numerously in older cells. From exact analyses of protoplasmic streaming we may conclude that in the case of slow streaming the threedimensional network of the ER may direct the course of the flow or may even form a submicroscopic barrier for it. Intensively streaming protoplasm breaks up the network, forcing ER elements to become parallel. Intraplasmic vacuoles, being phase optically visible parts of the ER in the form described, react in the same way to protoplasmic flow.Tubular and vesicular intraplasmic vacuoles form a highly dynamic pattern inSpirogyra cells. Their formation is induced by most different stimuli (pressure, light, heat, plasmolyzing agents and, in particular, also-rays). Their development is reversible, as documented by a series of photomicrographs: long, thin tubes and lacunae are often formed spontaneously in the plasma. Vesicles, on the other hand, develop by disintegration and rounding of these tubular elements after alteration of cells. Appearance of intraplasmic vacuoles seems to be accompanied by a permeability change in ER membranes. This allows hydration and volume increase of the ICP (intracysternal phase), which is of low mass as a rule. Holes of high transmittency for phase light are thus formed. Permeability changes of ER membranes may be a consequence of disorders in the protein coating of the bimolecular lipid film. During the enlargement of the ER to the final form of intraplasmic vacuoles the membranes not only extend, but their surface is probably also enlarged by the incorporation of new molecules. Experiments with-rays also seem to confirm this conjecture.

     

Produktivität und Energiegehalte von Gefä\pflanzen im Adventdalen (Spitzbergen)

Zusammenfassung Im Sommer 1973 wurden im Adventdalen/Spitzbergen (=78°15 N, =17° E bis 15°30 E) pflanzenökologische Untersuchungen gemacht. Im einzelnen wurden während 13 Tagen Temperaturen und Strahlung gemessen. Ferner wurden Pflanzen und Pflanzengesellschaften nach der Erntemethode auf ihre Biomasse und Produktivität untersucht. Der Kaloriengehalt der Pflanzen wurde später im Labor ermittelt.Gegenüber anderen arktischen Gebieten ergaben sich höhere Produktivitätswerte, vor allem für gräser und grasartige Pflanzen. Dies ist zurückzuführen auf die klimatische Sonderstellung des Untersuchungsgebietes.

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Summary In the summer of 1973 in Adventdalen, spitzbergen (=78°15 lat., =17° to 15°30 long.) ecological studies of vascular plants were done. In particular, temperatures and radiation were measured over a 13-day period. In addition, plants and groups of plants were investigated according to the harvest method with respect to their biomasses and productivity. The caloric content of the plants was subsequently determined in the laboratory.In relation to other arctic areas, the area under study yielded higher productivity values, especially for grasses and grasslike plants. This is attributed to the special climatic position of the area.

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Unterstützt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Protoplasmaresistenz von Meeresalgen und Meeresanthophyten gegen Schwermetallsalze

Zusammenfassung Es wurde die Resistenz des Plasmas von 14 Phaeophyceen, 32 Rhodophyceen, 17 Chlorophyceen und 3 Meeres-Phanerogamen durch Einlegen der Thalli 48 Stunden lang in konzentrationsabgestuften Lösungsreihen von MnSO₄, ZnSO₄, Cr₂(SO₄)₃, VOSO₄ und CuSO₄ (10^–6–1 Mol/L) ermittelt.Diese Resistenzgrenzen in den verschiedenen Lösungen von Mangan-, Zink-, Chrom-, Vanadyl- und Kupfersulfat ergeben für die einzelnen Meeresalgen charakteristische Resistenzkombinationen, die der Ausdruck konstitutioneller Unterschiede des Plasmas der einzelnen Algen sind. Die Resistenzkombinationen der untersuchten Meeresalgen decken sich im allgemeinen mit denen von Anthophyten.Alle von uns untersuchten Algen und Meeres-Phanerogamen sind durch eine hohe Resistenz gegen Mangansulfat, die Meeres-Phanerogamen auch gegen Zinksulfat ausgezeichnet.Das Protoplasma der meisten untersuchten Phaeophyceen und der drei Meeres-Phanerogamen weist gegen Mangansulfat die höchste Resistenz auf (1 Mol/L), während das Protoplasma der Rhodophyceen die geringste Resistenz besitzt (0,1–10^–2 Mol/L). Das Protoplasma der Chlorophyceen nimmt hinsichtlich der Resistenzgrenzen gegenüber Mangansulfat eine Stellung zwischen Phaeophyceen und Rhodophyceen ein.Die Resistenzgrenzen des Plasmas der untersuchten Meeresalgen gegen Zink-, Chrom-, Vanadyl- und Kupfersulfat liegen in niederen, hypotonischen Konzentrationen.Es ist zu vermuten, daß die Widerstandsfähigkeit gegen hypertonische Konzentrationen —wie bei uns in MnSO₄ — darauf beruht, daß auf dem Plasma eine irreversibel koagulierte Oberflächenschicht erzeugt wird, welche den Salzen ein weiteres Eindringen ins Binnenplasma verwehrt. Da bei niedrigeren, hypotonischen Konzentrationen — wie bei uns in ZnSO₄, Cr₂(SO₄)₃, VOSO₄ und CuSO₄ — diese Möglichkeit nicht gegeben ist, stirbt das Plasma ab, falls es nicht resistent ist.

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Protoplasmic resistances of marine algae and marine anthophytes to heavy metal salts

Summary Plasmatic resistances of 14Phaeophyceae, 32Rhodophyceae, 17Chlorophyceae, and 3 marine phanerogams were determined by immersion of thalli for 48 hours into concentration-graded solution series of MnSO₄, ZnSO₄, Cr₂(SO₄)₃, VOSO₄, and CuSO₄ (10^–6–1 mol/l).These limits of resistance in various solutions of manganese, zinc, chromium, vanadyl, and copper sulfates yield resistance combinations characteristic for the algal species, which are an expression of constitutional differences in the plasma of the algae tested. Resistance combinations of the marine algae investigated generally coincide with those of anthophytes. All the algae and marine phanerogams investigated by us are characterized by high resistance to manganese sulfate, the marine phanerogams also to zinc sulfate.The protoplasm of most of thePhaeophyceae investigated and of the three marine phanerogams shows the highest resistance to manganese sulfate (1 mol/l), whereas the protoplasm of theRhodophyceae is least resistant (10^–1–10^–2 mol/l). The protoplasm ofChlorophyceae occupies an intermediate position betweenPhaeophyceae andRhodophyceae in respect to the resistance limits.Plasmatic resistance limits to zinc, chromium, vanadyl, and copper sulfates of the marine algae investigated correspond to low, hypotonic concentrations.It may be guessed that the resistance to hypertonic concentrations—as, in our case, of MnSO₄—is due to the formation of an irreversibly coagulated surface layer, which prohibits the salts from entering the ground plasm. Since this possibility is absent in lower, hypotonic concentrations (as, in our experiments, in ZnSO₄, Cr₂(SO₄)₃, VOSO₄, and CuSO₄) the protoplasm is killed, provided it is not hardy.

     

Das LängenverhÄltnis der Eu- und Heterochromatischen Abschnitte Riesenchromosomenartiger Bildungen Verglichen mit dem der Prophasechromosomen bei Bryonia Dioica

Zusammenfassung In den 128- und 256-ploiden Kernen der Klebstoffhaare von Bryonia dioica fanden sich im Jahre 1960 riesenchromosomenartige Gebilde, die eine Mittelstellung zwischen Riesenchromosomen und Endochromozentren einnehmen. Sie unterscheiden sich — vorwiegend durch das Vorhandensein von kompaktem Heterochromatin — von den im Jahre 1953 am gleichen Pflanzenmaterial aufgefundenen chromatischen Strukturen.Entsprechend der diploiden Chromosomenzahl sind 20 riesenchromosomenartige Bildungen vorhanden. Zwei Paare von ihnen stehen mit dem Nukleolus in Verbindung; sie werden als SAT I und SAT II bezeichnet, da sie den Nukleolenchromosomen der Mitose entsprechen.Das aus zahlreichen Messungen errechnete Längenverhältnis eu- und heterochromatischer Abschnitte der riesenchromosomenartigen Bildungen SAT I und SAT II ist gegenüber dem der entsprechenden Chromosomen eines mittleren Stadiums der Prophase aus dem Endosperm zugunsten der euchromatischen Abschnitte verschoben. Zu dem gleichen Ergebnis gelangt man, wenn man einige der übrigen, nicht näher bestimmbaren riesenchromosomenartigen Bildungen bzw. Mitosechromosomen vergleicht.Diese Tatsache wird mit der Vorstellung der Tendenz des kompakten Heterochromatins, seine starke Spiralisierung weitgehend unverändert beizubehalten, zu erklären versucht. Lockeres Heterochromatin und Euchromatin von Riesenchromosomen und riesenchromosomenartigen Bildungen strecken sich dagegen im Laufe der Polyploidisierung.Während des Überganges von 128-Ploidie zur 256-Ploidie verlängern sich die riesenchromosomenartigen Bildungen um das 1,26fache. Die Gesamtverlängerung gegenüber den mitotischen Chromosomen ist im Vergleich zu anderen Pflanzen sehr gering (12,54 bei 256-Ploidie).Im Verlauf der Prophase findet im Gegensatz zu Vicia und Rhoeo nur ein einmaliger Abbau des Heterochromatins im sog. Zerstäubungsstadium statt.In den endopolyploiden Kernen der Basalzelle der Haare und in den triploiden Kernen des Endosperms kommen Vakuolen vor, die aus dem Nukleolus in den Kernraum ausgestoßen werden.     

Der submikroskopische Bau der Grana in den Chloroplasten vonSpinacia oleracea L.

Zusammenfassung Die Grana der ausdifferenzierten Chloroplasten des Spinats stellen in Profilansicht eine dichte seriale Folge von Grana- und Stromamembranen in unterschiedlichem Wechsel unter Ausbildung spezifischer Kontaktzonen dar (vgl. Schemata). Im Vergleich zu den Granamembranen zeigen die Stromamembraen eine größere morphologische Plastizität und eine zahlenmäßig stärkere Beteiligung am Granaaufbau. In Erweiterung der bisherigen Vorstellungen können Stromamembranen am Rande eines Granastapels wie Granamembranen enden. Diese werden als nicht durchgehende Stromamembranen von den bekannten durchgehenden unterschieden. Aus den verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten der Membrantypen. die im einzelnen charakterisiert werden, erklären sich die Besonderheiten im morphologischen Aspekt der Grana. Außer in den typischen Grana treten im Intergranabereich Membranen unter Ausbildung kontrastreicher Kontaktzonen zusammen.Das häufige Vorkommen nicht durchgehender Stromamembranen schränkt die Zahl flächenmäßig weiter ausgedehnter Stromamembranen ein und führt zu neuen Aspekten über den räumlichen Bau des Membrankörpers (=Lamellarsystem) im Chloroplasten. Die verschiedenen Methoden der Strukturanalyse an Chloroplasten werden verglichen und die jeweils erreichten Ergebnisse kritisch gegenübergestellt.     

Stärke in Chlorzinkjod

Zusammenfassung Lufttrockene Stärke in Chlorzinkjod zeigt im Verlaufe einiger Stunden zunehmende rotbraune Färbung durch oberflächliche Jodadsorption. Dies gilt besonders fürCurcuma- undCanna-Stärke, sowie für andere Vertreter der Kartoffelstärkegruppe. Geringer ist diese anfängliche Jodadsorption bei Gramineenstärken und fehlt bei Bohnenstärke ganz. Nach 3–4 Stunden setzt besonders in Nähe des Deckglasrandes, wo Jod absublimiert, schichtweises Aufquellen (Aufblühen) ein und führt zu rötlicher bis violetter Schichtenquellung. Diese kann an allen Stärken der Kartoffelgruppe und an den Großkörnern derGramineenstärken beobachtet werden. Sonst tritt bei starker schwarzblauer Jodfärbung unregelmäßige Quellung, bei Kartoffel- undCanna-Stärke Blöckchenquellung in Erscheinung.     

Quantitative utilization of selected grasses by fall armyworm larvae

Food utilization by larvae of the fall armyworm (Spodoptera frugiperda [J. E. Smith]) (Lepidoptera: Noctuidae), showed greater consumption of corn (Zea mays L.) than pinto bean diet, Tifton 10, or Coastal bermudagrass (Cynodon dactylon [L.] Pers.). Transfer of larvae from diet to susceptible grasses such as corn, Tifton 10 or Coastal produced differences in growth rates as a result of food consumption rates. Transfer of larvae from diet to resistant grasses such as common centipedegrass (Eremochola ophiuroides [Munro] Hack) Tifton 292 bermudagrass, and zoysiagrass (Zoysia sp.) reduced larval growth as a result of low consumption rates and/or greater metabolic expenditures. Larvae initially fed Tifton 10, Coastal, or centipedegrass before feeding on corn grew significantly faster than when they fed continuously on corn.

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Résumé Des chenilles de S. frugiperda ont consommé plus de maïs (Zea mays), que d'un régime à base de Phaseolus vulgaris de la variété Pinto, ou de Tifton 10, ou de Cynodon dactylon de la variété Coastal. Des chenilles, transférées du régime artificiel sur des plantes sensibles comme le maïs, le Tifton 10 ou le Coastal, ont présenté des taux de croissance différents provenant de modifications de leur consommation. Le transfert du régime à des plantes résistantes, telles que Eremochola ophiuroides, Tifton 292, C. dactylon et Zoysia sp., a entraîné une diminution de la croissance larvaire par suite d'une plus faible consommation et/ou de dépenses métaboliques plus élevées. Des chenilles ayant consommé du Tifton 10, du Coastal ou de l'E. ophiuroides avant de consommer du maïs, se sont développées significativement plus vite que celles qui s'étaient alimentées continuellement sur maïs.

     

Ultrastrukturen der zellulären Autophagie

Zusammenfassung Im Laufe der Cytoplasmareduktion während der Spermiogenese von Eisenia foetida sind zwei Vorgänge zu unterscheiden: 1. Die Bildung autophagischer Vakuolen. Sie entstehen, indem Teile des Grundcytoplasmas in das Kompartiment des ER verlagert werden. Da sie keine Reaktion auf saure Phosphatase geben, sind sie als nicht lysosomale Anfangstadien der zellulären Autophagie zu betrachten. 2. Die Bildung primärer Lysosomen. Sie entstehen in Form von lytische Enzyme enthaltenden Golgivesikeln, die von einer neu im Cytoplasma entstehenden Membran zu größeren Einheiten zusammengefaßt werden: den multivesicular bodies. Autophagische Vakuolen und multivesicular bodies gelangen ins Cytophor das am Ende der Spermiogenese den Charakter eines ausgedehnten Autophagosoms annimmt. Als Struktureigentümlichkeit entstehen in ihm undulierende Tubulikörper. Der coat an den Hüllmembranen junger multivesicular bodies und am Plasmalemm der Spermatidenverbindung zum Cytophor wird in Zusammenhang mit der Membrandifferenzierung diskutiert.

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Ultrastructural equivalents of cellular autophagyElectronmicroscopical observations on spermatids of Eisenia foetida during the cytoplasmic reduction

Summary During the cytoplasmic reduction phase in the spermiogenesis of Eisenia foetida two different processes may be defined: 1. The formation of autophagic vacuoles, which arise by the displacement of cytoplasmic portions into the cisternae of the endoplasmic reticulum. Since they exhibit no acid phosphatase activity they are considered to be early stages in cellular autophagy. 2. The formation of primary lysosomes. They originate in Golgi vesicles and are then enveloped by a membrane, formed in the cytoplasm de novo, which transforms them into multivesicular bodies. Autophagic vacuoles and multivesicular bodies subsequently transfer to the cytophor, which contains at the end of the spermiogenesis the characteristics of a large autophagosom, showing aggregates of undulating tubules. The outer coat of the limiting membranes in the early multivesicular bodies and of the cell membrane of the connecting piece between spermatid and cytophor appear to be associated with the membrane development.

     

Cloning and expression in Saccharomyces cerevisiae of a β-amylase gene from the oomycete Saprolegnia ferax

Genomic DNA and cDNA encoding the -amylase from the oomycete, Saprolegnia ferax, were cloned into Saccharomyces cerevisiae and analyzed. The Spl. ferax -amylase gene consisted of a 1350 bp open reading frame, encoding a protein of 450 amino acids with a calculated mass of 49353 Da, and was not interrupted by any intron. The deduced amino acid sequence of the -amylase gene had 42% similarity to the -amylase of Arabidopsis thaliana. The -amylase gene was expressed in Sacc. cerevisiae and its product was secreted into the culture medium.     

Die vitale Neutralrotspeicherung der Innenepidermis vonAllium cepa unter dem Einfluß von Atmungsgiften

Zusammenfassung Zellen der Innenepidermis der Zwiebelschuppe vonAllium cepa zeigten eine gewisse Einschränkung der Neutralrotspeicherung in der Vakuole, wenn die Anfärbung über 24 Stunden aus Neutralrot 1100000 in Leitungswasser erfolgte, dem die Atmungsgifte Natriumazid (NaN₃), Cyankali (KCN) oder 2,4-Dinitrophenol (DNP) in steigender Konzentration (bis 10^–2 mol) zugefügt waren. Eine Verringerung der Farbstoffspeicherung war auch bei Kurzfärbung (15 Minuten aus Neutralrot 110000 in Leitungswasser) festzustellen, wenn eine bis zu 24 Stunden andauernde Vorbehandlung mit den Atmungsgiften voranging.Vergleichende Versuche mit K₂CO₃-Zusätzen lassen vermuten, daß einerseits Abdiffusion des Farbstoffs nach Plasmaschädigung und anderseits p _h -Erhöhung im Zellsaft durch eindringendes Alkali und nicht eigentliche Giftwirkungen die Ursache hierfür sind.Nach längerer Vorbehandlung mit KCN und NaN₃ wird dagegen die Neutralrotspeicherung erhöht, während sie nach DNP-Behandlung weiter abnimmt. Diese und andere Erscheinungen dürften durch Vergiftung des Atmungsgeschehens bedingt sein, welche zu einer Ansäuerung des Zellsaftes oder im Falle der andersgearteten DNP-Wirkung zur Veratmung und Verringerung des Säuregehalts zu führen scheint.Die Neutralrotspeicherung in den leeren Vakuolen der Innenepidermis von Zwiebelschuppen hängt zwar nicht direkt von der Lebenstätigkeit der Zellen ab, doch scheint über p _h und (Semi-)Permeabilitätsänderungen eine gewisse indirekte Abhängigkeit vom Lebenszustand der Zellen zu bestehen.Die drei verwendeten Atmungsgifte ergaben nach längerer Einwirkung sichtbare, charakteristische Erscheinungen am Protoplasma: tröpfchenförmige, fettige Entmischungen (physiologische Lipophanerose), prämortale netzförmige Bildungen nach NaN₃-Behandlung. Bei Färbungsversuchen mit K₂CO₃-Zusätzen traten postmortale, fädige, doppelbrechende Gebilde an den koagulierten, plasmatischen Resten auf.HerrnDoz. Dr. H. Kinzel, Pflanzenphysiologisches Institut der Universität Wien, schulden wir für die freundliche Gewährung wertvoller Ratschläge und Hinweise außerordentlichen Dank.     

Elektronenmikroskopische Beobachtungen an den Blattzellen des LebermoosesMylia taylori

Zusammenfassung In den Blattzellen des LebermoosesMylia taylori werden die scheinbar in den Vakuolen liegenden Ölkörper von zwei Elementarmembranen (Tonoplast und Grenzmembran des Ölkörpers) umhüllt. Die im Stroma befindlichen Öltropfen (Durchmesser 1–2) setzen sich aus zahlreichen kleineren öltröpfchen (Durchmesser zirka 0,1,) zusammen. Es finden sich keine Anzeichen von Lamellen im Stroma (morphologisches Kennzeichen von Plasten!). Die Sphärosomen (=Lipidtropfen=Lipidvakuolen) werden ähnlich wie die Öltropfen der Ölkörper dargestellt; die übrigen Plasmaorganellen und Compartimente sind ähnlich wie bei höheren Pflanzen.     

Über die Rindenvakuolen der Teleosteeroocyten

Zusammenfassung Die Rindenvakuolen der Ooocyten von Süßwasserteleosteeren wurden während aller Stadien der Oogenese und des befruchteten Eies physiologisch und histochemisch untersucht; als Untersuchungsmaterial dienten vorwiegend die Oocyten der Cyprinoiden Leuciscus rutilus, Abramis brama, Cyprinus carpio und Tinca vulgaris.Die Rindenvakuolen entstehen dicht unter der Oocytemnembran im peripher verdichteten Grundcytoplasma. Die Rindenvakuolenbildung ist mit Abschluß des Oocytenstadiums II beendet.Die Rindenvakuolen der untersuchten Süßwasserteleosteer bestehen aus einem System von ineinandergeschachtelten Vakuolen, die in hypotonischen Medien extrem verquellen. Ihre bedeutende Rolle bei der Bildung des perivitellinen Saftraums wird nachgewiesen.Die Rindenvakuolen ergeben in wäßriger Lösung mit Toluidinblau und anderen metachromatischen Farbstoffen typische Metachromasie, die in den einzelnen Vakuolentypen unterschiedlich ausfällt. Die Metachromasie verschwindet sofort nach Alkoholbehandlung.Die äußeren und mittleren Vakuolen enthalten größere Mengen von Eiweißen, die Tryptophan und Tyrosin bzw. -Aminogruppen besitzen. In den inneren Vakuolen konnten Eiweiße nicht mit Sicherheit nachgewiesen werden. In den äußeren und mittleren Vakuolen sind speichelresistente Polysaccharide enthalten. Der Ausfall der Eiweiß- und Polysaccharidnachweise war zum Teil stark abhängig von der Fixierungsart. Der Glykoproteidcharakter und die chemische Zusammensetzung der Polysaccharidkomponente werden diskutiert.     

Natural selection on age of maturity in shrimp

Summary Darwinian fitness with respect to the age of maturity () in stationary populations can be written as the product of two functions: pre- survival times the Fisherian reproductive value of an age (a just mature) individual. This reduces normalizing selection on to the maximization of a simple product,a twodimensional problem (Charnov in press). I apply this products theorem to in Pandalid shrimp and compare the results to previous analysis (Roff, 1986) of in fish.     

Entwicklungsgeschichte der ChytridialeEntophlyctis apiculata auf der ProtococcaleHypnomonas lobata

Zusammenfassung Entophlyctis apiculata kommt auf einem bisher unbekannten Wirt, der ProtococcaleHypnomonas lobata, vor. Sie tritt, in Übereinstimmung mit früheren Angaben, bei tiefen Wassertemperaturen auf. Die Schädigung von Seiten des Parasiten setzt verhältnismäßig spät ein: die kontraktilen Vakuolen der befallenen Algenzellen schlagen lange Zeit weiter, obwohl sehr frühzeitig, d. h. ungefähr gleichzeitig mit der Anlage des Sporangiums, ein haustoriales Rhizoidensystem entsteht. Am Ende der Entwicklung ist der Algenprotoplast immer völlig zerstört.Die Entwicklung des Pilzes erfolgt grundsätzlich anders als bisher angegeben wurde: die persistierende Zoosporencyste nimmt nur wenig an der Bildung des Sporangiums teil und wird nicht zur Öffnungspapille. Diese entsteht neben dem von der Zoospore gebildeten Anhängsel. Der Apikulus der Autoren ist also nicht die Zoosporencyste. Es handelt sich somit um den gleichen Ablauf wie bei der operkulaten, sehr ähnlichen ParallelformEndochytrium pseudodistomum.Das Rhizoidensystem ist grundsätzlich immer gleich gebaut, variiert aber in der Stärke seiner Ausbildung beträchtlich.Die AngabenKorschikows für die seltene (oder nur oft verkannte?)Hypnomonus lobata werden bestätigt und in Einzelheiten ergänzt.Die oben alsHypnomonas lobata bezeichnete Art besitzt auch größte Ähnlichkeit mit der von O. A.Korschikow (1953, S. 60, Fig. 4) neu beschriebenenH.ellipsoidea aus der Ukraine: die kontraktilen Vakuolen liegen an den Breitseiten der Zellen, die erwachsenen Zellen sind meist oval.     

Circadiane Periodik von Finkenvögeln unter dem Einfluß eines selbstgewählten Licht-Dunkel-Wechsels

Zusammenfassung In zwei Versuchsserien wurden einzeln in Drahtkäfigen gehaltene Finkenvögel (Buchfink, Grünfink und Bergfink) in lichtdichten Kammern zwei Arten von Wahl-Bedingungen mit entweder räumlich oder zeitlich variabler Beleuchtungsstärke ausgesetzt. In der ersten Serie war ein Käfig mit drei Sitzstangen zur Hälfte hell und zur Hälfte dämmrig ausgeleuchtet. Der Vogel hatte damit die Möglichkeit, durch Wahl entsprechender Sitzstangen die von ihm im circadianen Rhythmus bevorzugte Helligkeitsstufe aufzusuchen. Als Folge davon war der Vogel einem selbstgewählten (circadianen) Licht-Dunkel-Wechsel (sLD_r) ausgesetzt. Vorher oder nachher wurde jeder Vogel außerdem im gleichmäßig ausgeleuchteten Käfig bei konstant heller Beleuchtung (LL) und bei konstant dämmriger Beleuchtung (DD) gehalten. In der zweiten Serie saß der ruhende Vogel (in einem Käfig mit zwei Sitzstangen) im Dämmerlicht. Wurde der Vogel aktiv, so ging helles Licht an, wenn eine bestimmte Zahl von Hüpfern je halbe Stunde überschritten war; kurz nach Ende der Aktivität des Vogels ging das helle Licht aus und es herrschte wieder Dämmerlicht. Der Vogel war somit einem selbstgesteuerten (circadianen) Licht-Dunkel-Wechsel (sLD_z) ausgesetzt. Wie in der ersten Serie, wurde jeder Vogel außerdem in konstant hellem Licht (LL) und in konstant dämmrigem Licht (DD) gehalten. Die Aktivität der Tiere wurde auf einem Zeitmarkenschreiber registriert.Da in beiden Versuchsserien der Vogel selbst die jeweiligen Änderungen in der Beleuchtungsstärke wählte bzw. steuerte, wirkte der Licht-Dunkel-Wechsel nicht als Zeitgeber. Die Tiere verhielten sich deshalb wie autonome Systeme und zeigten freilaufende circadiane Perioden in allen Bedingungen (LL, DD und sLD). Bei allen Individuen waren die Werte für die Aktivitätsmenge, für das Verhältnis zwischen Aktivitätszeit und Ruhezeit (-Verhältnis) und für die Frequenz (Kehrwert der Periode) im LL größer als im DD. Im Versuch mit räumlich variabler Beleuchtungsstärke (sLD_r) lagen die Werte für alle drei Parameter zwischen den im LL und im DD gemessenen Werten. Im Versuch mit zeitlich variabler Beleuchtungsstärke (sLD_z) galt dies nur für die Aktivitätsmenge und das -Verhältnis; der unter diesen Bedingungen gemessene Wert für die Periode lag jedoch nicht nur über dem im LL, sondern auch beträchtlich über dem im DD gemessenen Wert. Diese Rückkopplungswirkung des selbstgesteuerten Licht-Dunkel-Wechsels auf das circadiane System, die sich in einer Verlängerung der freilaufenden circadianen Periode äußert, ist nach schwingungstheoretischen Überlegungen zu erwarten. Sie kehrt die positive Korrelation zwischen Frequenz und Beleuchtungsstärke, wie sie für tagaktive Vögel die Regel ist, in ihr Gegenteil. Derselbe Effekt könnte auch bei subjektiv bedingtem Wechsel der Beleuchtungsstärke bedeutungsvoll sein.

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Circadian period of finches as influenced by self-selected light-dark cycles

Summary In two series of experiments, single caged finches (Chaffinch, Greenfinch and Brambling) have been exposed in light-proof boxes to two types of conditions with either a spatial or a temporal choice for light and dark. In series 1, a cage with three perches was illuminated half with bright light and half with dim light, giving the bird a chance to follow its circadian rhythm of preference for bright and dim light by selecting the proper perches. By doing so, the bird was exposed to a self-selected (circadian) light-dark cycle (sLD_r). Before or afterwards, the bird was also kept in constant bright light (LL) or constant dim light (DD) throughout the whole cage. In series 2, the resting bird was sitting (in a cage with two perches) in dim light, and when it became active, bright light was turned on by means of an electronic device after a certain number of hoppings had been accumulated; the light was turned off a short time after the bird went to rest. The bird therefore was exposed to a self-triggered (circadian) light-dark cycle (sLD_z). As in series 1, the bird was also tested in constant bright light (LL) as well as in constant dim light (DD). Activity was recorded on an event-recorder.Since in both series, changes in the intensity of illumination were selected or triggered, respectively, by the bird itself, the light-dark cycle did not act as a Zeitgeber but allowed the bird to free-run as an autonomous system. The bird, therefore, showed clear circadian rhythms in all conditions (LL, DD, and sLD). In all individuals, the values for amount of activity, for ratio between activity-time and rest-time (-ratio), and for frequency (reciprocal of circadian period) were greater in LL than in DD. In the choice experiments with spatial variation of light intensity (sLD_r), the values for all three parameters were inbetween those measured in LL and in DD, indicating that the birds averaged the light intensities of the two compartments of the cage. In the second choice situation (sLD_z), only the values for -ratio and amount of activity were inbetween those measured in LL and in DD; the period, however, was longer even than in DD. This feedback-effect of a self-triggered light-dark cycle on the circadian system which results in a lengthening of the free-running period, is to be expected from oscillation theory; it reverses the positive correlation between frequency and light intensity which is the rule for day-active birds in constant conditions. Possible implications of this effect for subjective instead of objective changes in light intensity are discussed.

     

Effects of β-Amyloid-(25-35) Peptides on Radioligand Binding to Excitatory Amino Acid Receptors and Voltage-Dependent Calcium Channels: Evidence for a Selective Affinity for the Glutamate and Glycine Recognition Sites of the NMDA Receptor

The neurotoxic fragment corresponding to residues 25-35 of the -amyloid (A) peptide [A-(25-35)] has been shown to exert effects on (+)-[³H]5-methyl-10,11-dihydro-5H-dibenzo[a,d]-cyclohepten-5,10-imine maleate ([³H]MK-801) binding to the cation channel of the N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor. In the present study, we investigated whether the amidated and carboxylic acid C-terminated forms of A-(25-35) [A-(25-35-NH₂) and A-(25-35-COOH), respectively] exert effects on other excitatory amino acid receptor and cation channel types in rat cortical membranes. Both A-(25-35-NH₂) and A-(25-35-COOH) gave statistically significant dose-dependent inhibitions of [³H]glutamate and [³H]glycine binding to the agonist recognition sites of the NMDA receptor. Ten M A-(25-35-NH₂) and A-(25-35-COOH) gave 25% and 20% inhibitions of [³H]glutamate binding and 75% and 70% inhibitions of [³H]glycine binding, respectively. A-(25-35-NH₂), but not A-(25-35-COOH), gave a small (ca. 17% at 10 M) statistically significant increase of [³H]amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionate ([³H]AMPA) binding. [³H]kainate binding was not significantly affected by either peptide. Similarly, neither peptide affected either the maximal level or EC₅₀ value for calcium stimulation of [³H]nitrendipine binding. It is concluded that A-(25-35) shows slight affinity for the agonist recognition sites of the NMDA receptor, but not for other excitatory amino acid receptor types or for L-type voltage-dependent calcium channels.     

Molecular cloning and sequencing analysis of a β-tubulin gene from Lupinus albus

Genomic -Dash library constructed from Lupinus albus nuclear DNA was screened using a fragment of the -tubulin cDNA ( 8–31) clone of Chlamydomonas reinhardtii as probe. One of the positive recombinant phages was isolated, subcloned and analysed by sequencing. We present here nucleotide and derived amino acid sequences of the -tubulin gene, designated as L1 and identified by similarity with other -tubulins. The L1-encoded protein reveals a very high degree of similarity with other plant tubulins and contains consensus sequences for binding guanine base, phosphate and Mg²⁺. Northern analysis of total RNA isolated from roots, leaves, flowers and pools revealed that Lupinus albus -tubulin genes are constitutively expressed in all studied plant tissues.