Der Fett- und Eiweißstoffwechsel von Endomycopsis vernalis unter dem Einfluß von Phosphor- und Kaliummangel

Ohne ZusammenfassungGekürzte Druckfassung einer von der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Bonn approbierten Dissertation.     

Der Einfluß von Gibberellin und Colchizin auf die Keimung und das Keimlingswachstum von Sommergerste

Ohne ZusammenfassungMit 5 Abbildungen     

Der Einfluß von Metachromasie und Photodekomposition auf die quantitative Feulgen-DNS Fluoreszenzcytophotometrie

Zusammenfassung Zur quantitativen Bestimmung der Feulgen-DNS-Mengen wurden Leberzellkerne mit Acriflavin fluorochromiert. Durch fluoreszenzmikrospektrographische Untersuchung konnte gezeigt werden, daß die Meßergebnisse nicht durch Metachromasie beeinträchtigt werden. Bei der Photodekomposition kommt es zu keiner Verschiebung der relativen spektralen Intensitätsverteilung. Die Histogramme der Feulgen-DNS-Mengen von di- und tetraploiden Leberzellen zeigen die exakte Einhaltung der Ploidiestufen und eine geringe Streuung der Meßwerte.

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Influence of metachromasia and photofading on the quantitative Feulgen-Dna fluorescence cytophotometry

Summary For the purpose of quantitative determination of Feulgen-DNA liver nuclei had been stained with fluorescent Schiff-type dye Acriflavin according to Böhm and Sprenger (1968). Fluorescence microspectrophotometric investigations revealed that the quantitative measuring results are not falsified by metachromasia and that photofading does not cause a shift in the relative spectral distribution of fluorescence intensity.The Feulgen-DNA histograms of di- and tetraploid liver nuclei confirm the accuracy of quantitative measurements by exact reproduction of ploidy classes and low variation range in each class.

     

Der Einfluß von synthetischen Wuchsstoffen auf die Fettbildung von Hefen

Ohne Zusammenfassung     

Der Einfluß von Tannin auf die Dehnbarkeit der Zellwand

Zusammenfassung Das Ziel vorliegender Arbeit war, die Wirkung von Tannin auf die Zellwanddehnbarkeit zu untersuchen. Sämtliche Versuche wurden mit 35 mm langen Hypokotylspalthälften 6 Tage alter Sonnenblumenkeimlinge ausgeführt. Die Zellwanddehnbarkeit solcher Spalthälften, die mit Glycerinlösung infiltriert waren, erfolgte mit einer Streckwaage. Nach einer 24stündigen Vorbehandlung in Tanninlösungen (5·10^–4 molar) wurde die Dehnbarkeit der Zellwände um 26% erniedrigt. Die tanninbedingte Abnahme der Wanddehnbarkeit war pH-abhängig. Sie war am stärksten bei pH 6 und sank mit zunehmender Säure des Inkubations-mediums. Bei pH 7 war die Dehnbarkeit tanninbehandelter Hypokotyle sogar stärker als die entsprechender Pufferkontrollen. Die Erniedrigung der Zellwanddehnbarkeit durch Tannin lief parallel zu einer Wachstumshemmung. Offensichtlich wirkt der Gerbstoff Tannin nicht direkt auf die Zellwand, da die Dehnbarkeit von Hypokotylgewebe nicht verändert wurde, wenn diese ohne Vorbehandlung mit einer tanninhaltigen Glycerinlösung infiltriert und plasmolysiert wurden. Die Wirkung auf die Zellwand scheint sekundärer Natur zu sein und über den Stoffwechsel abzulaufen. Mögliche Reaktionsmechanismen wurden ausführlich besprochen.

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Summary The aim of this paper was to investigate the effect of tannin on the extensibility of cell walls. All experiments were done with 35 mm hypocotyl sections of six days old sunflower-seedlings which were split longitudinally into two identical halves. The wall extensibility of those split halves which were plasmolysed by infiltration with glycerin was measured by using a special stretching apparatus. It was found that after a 24 hours preincubation period in tannin solutions (5·10^–4 molar) the extensibility of cell walls became reduced by 26 per cent. The rate of the tannin-caused decrease of cell wall extensibility was dependent on the acidity of the incubation fluid. It was highest at pH 6 and sank with increasing acidity of incubation medium. The extensibility of hypocotyls treated with tannin was at pH 7 even higher than that of corresponding buffer controls. The reduction of cell wall extensibility by tannin ran fairly parallel with a growth inhibition. It has been shown that there is obviously no direct action on the cell wall by tannin, since the extensibility of hypocotyl tissue was not affected if it was infiltrated and plasmolysed by a tannin containing glycerin solution without any pretreatment. The effect on the cell wall seems of secondary nature and acts probably via metabolic factors. Possible mechanisms are extensively discussed.

     

Der Einfluß von Rot- und Blaulicht auf die Photosynthese vonAcetabularia mediterranea und auf die Verteilung des assimilierten Kohlenstoffs

Zusammenfassung Bei Zellen der marinen Grünalge Acetabularia mediterranea liegen nach 2stündiger Photosynthese im Weißlicht (8000 Lux) etwa 80% des fixierten¹⁴C in äthanollöslicher Form vor, etwa 12% entfallen auf Stärke, 2–3% auf Protein und 6% auf die Zellwand.Werden die Zellen mit Rotlicht (Dauerlicht, 3800 erg · cm^–2 · sec^–1) bestrahlt, so fällt die Einbaurate in allen 4 Fraktionen stark ab (Abb. 1). Dabei nimmt der¹⁴C-Anteil in der äthanollöslichen Fraktion innerhalb von 3 Wochen zu Lasten der Stärke und Zellwand von 80% auf ca. 90% zu. Im Gegensatz dazu wird im Blaulicht (Dauerlicht, 5600 erg · cm^–2 · sec^–1) mit der Bestrahlungsdauer der Einbau in Stärke, Zellwand und Protein gefördert (Abb. 1).Trotz sinkender Einbauraten von¹⁴C in Stärke nimmt im Rotlicht der Stärkegehalt pro Zelle zu, liegt dagegen im Blaulicht trotz höherer¹⁴C-Einbauraten deutlich unter demjenigen der Rotlichtzellen (Tabelle 1 und 2). Die Akkumulation von Stärke im Rotlicht dürfte demnach auf einer Hemmung des Stärkeabbaus beruhen.Der Gehalt an löslichen Kohlenhydraten (Fructose, Glucose, Saccharose, Fructosane) stagniert in Rotlichtzellen und steigt in Blaulichtzellen um ein Mehrfaches an (Tabelle 1).Bestrahlung mit Blaulicht nach Rotlichtvorbehandlung führt zu einem Ansteigen der Photosyntheseintensität. Nach 8stündiger Bestrahlung nimmt die Fixierungsrate zu und erreicht nach 48- bis 72stündiger Bestrahlung etwa das 5- bis 6fache des am Ende der Rotlichtbestrahlung gemessenen Wertes (Abb. 2).Diesem Anstieg der Fixierungsrate muß offenbar eine Synthese von Proteinen vorausgehen (Abb. 3). Auch der¹⁴C-Einbau in Stärke und die Zellwand steigt bereits vor der Gesamtfixierung an, und außerdem wird der Abbau der während der Rotlichtvorbehandlung akkumulierten Stärke eingeleitet (Tabelle 2).Der Hauptanteil des¹⁴C in der löslichen Fraktion entfällt auf die löslichen Kohlenhydrate. Bestrahlung mit Blaulicht nach Rotlichtvorbehandlung führt zunächst zu einer Abnahme des¹⁴C-Einbaus in die löslichen Kohlenhydrate, gefolgt von einem starken Anstieg bis zur 72. Stunde und einem erneuten Abfall (Abb. 4). Während der¹⁴C-Einbau in Fructose, Saccharose und Glucose diesem Kurvenverlauf folgt, steigt der Einbau in Inulin bis zur 72. Stunde kontinuierlich an (Abb. 5).Demgegenüber ist der auf die basische (Aminosäuren) und die saure Fraktion entfallende Anteil gering. Der¹⁴C-Einbau in beide nimmt im Blaulicht kontinuierlich zu (Abb. 4). Aminosäuren werden in den Zellen auch nach 3wöchiger Bestrahlung mit Rotlicht gebildet. Ferner ist der Gehalt an Aminosäuren am Ende der Rotlichtvorbehandlung am höchsten (Tabelle 3). Die Syntheserate von Protein in Rotlicht dürfte demnach nicht durch die Aminosäurekonzentration begrenzt werden.Die Ursache für den Abfall der Photosyntheseintensität bei Rotlichtbestrahlung ist den vorliegenden Daten nicht zu entnehmen. Die Möglichkeiten, die dabei eine Rolle spielen könnten, werden diskutiert.

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The effect of red and blue light on photosynthesis ofAcetabularia mediterranea and on the distribution of assimilated carbon

Summary After photosynthesis for two hours in white light (8000 lux), cells of the marine chlorophycean algaAcetabularia mediterranea contain about 80% of the¹⁴C incorporated in ethanol soluble form, about 12% in starch, 2–3% in protein, and 6% in the cell wall.When cells are irradiated with red light (continuous light, 3800 erg · cm^–2 · sec^–1), the incorporation rate for all four fractions is sharply reduced (Fig. 1). Concomitantly, the¹⁴C content in the ethanol soluble fraction rises in three weeks from 80% to about 90%, to the debit of starch and cell wall. In contrast to these findings, incorporation into starch, cell wall, and protein under blue light (continuous light, 5600 erg · cm^–2 · sec^–1) rises with the irradiation time (Fig. 1).Starch content per cell rises under red light in spite of declining incorporation rates of¹⁴C into starch, whereas it is clearly reduced in blue light below the values for red light cells, notwithstanding the increased¹⁴C incorporation rates (Tables 1 and 2). Accumulation of starch under red light seems to be due, therefore, to an inhibition of starch degradation.Soluble carbohydrate content (fructose, glucose, sucrose, fructosans) stagnates in red light cells and is multiplied in blue light cells (Table 1).Blue light irradiation after red light pretreatment increases the intensity of photosynthesis. The assimilation rate rises after an irradiation period of eight hours, reaching, after 48 to 72 hours of irradiation, about five to six times the level at the end of the red light period.Obviously, this rise in the assimilation rate must be preceded by protein synthesis (Fig. 3).¹⁴C incorporation into starch and cell wall rises even before the increase in total fixation, too, and, in addition, degradation of starch accumulated during the red light pretreatment is initiated (Table 2). The main amount of¹⁴C in the soluble fraction falls to soluble carbohydrates. Irradiation with blue light after red light pretreatment results at first in a reduction of¹⁴C incorporation into soluble carbohydrates, followed by a sharp increase till the 72nd hour and another decline (Fig. 4).¹⁴C incorporation into fructose, sucrose, and glucose follows this pattern, whereas incorporation into inulin increases continuously till the 72nd hour (Fig. 5).The amount falling to the basic and the acid fractions is small, in contrast.¹⁴C incorporation into both fractions rises continuously in blue light (Fig. 4).Amino acids are formed in the cells even after a three-week period of red light irradiation. Furthermore, the amino acid content is highest at the end of the red light pretreatment (Table 3). Thus, the rate of protein synthesis in red light seems not to be limited by amino acid concentration.The cause for the reduction of photosynthesis under irradition with red light does not become obvious from the data obtained. Factors possibly playing a role in this process are discussed.

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Die Untersuchungen wurden durch Sachmittel der Deutschen Forschungsgesellschaft unterstützt. Frau I. MAASS danke ich für die sorgfältige Mithilfe bei den Versuchen.     

Der Einfluß der Nebennierenrinde auf das Wachstum und die Fruchtbarkeit von Daphnia pulex

Ohne ZusammenfassungEine vorläufige Mitteilung ist erschienen in den »Verslagen der Koninklyke Academie van Wetenschappen«, T. XXIX, S. 1196, und im Biologischen Zentralblatt, Bd. 42, 1922, S. 109.     

Der Einfluß von Neutralsalzen und Nichtleitern auf die Wasserpermeabilität des Protoplasmas

Ohne Zusammenfassung     

Der Einfluß von Elektrolyten auf Chloroplasten beim Gefrieren und Trocknen

Summary The effect of freezing, desiccation and various electrolytes on photophosphorylation, electron transport and some enzyme reactions of isolated spinach chloroplasts has been investigated. Freezing of broken chloroplasts took place at-25°C for 3 hrs; desiccation was performed at +2°C in vacuo over CaCl₂ for 3 hrs. The influence of various electrolytes during freezing or drying or during incubation of thylakoids or stroma enzymes for 3 hrs at +2°C in electrolyte solutions was determined. After treatment, the activities of a number of enzymes and enzyme systems were measured under normal conditions, e. g. in the absence of elevated electrolyte levels in a reaction medium which contained only the substrates and cofactors which are necessary for the respective enzyme reactions.Only photophosphorylation and electron transport were affected by freezing, desiccation and high concentrations of electrolytes; various soluble enzymes investigated here were not inactivated under the same conditions. In general, mild dehydration and lower concentrations of electrolytes resulted in an irreversible inactivation of ATP synthesis but did not impair ferricyanide reduction. With increasing dehydration or at higher concentrations of electrolytes the Hill reaction was also inhibited. In a certain range of dehydration and electrolyte concentration uncoupling of photophosphorylation from electron transport took place. Sugar protects the sensitive structures against the deleterious effect of both dehydration and high concentration of electrolytes.Various electrolytes affected thylakoid membranes differently. Inactivation of the membranes increased with increasing ion radius and decreasing hydration envelope of univalent or divalent cations. Divalent cations were more destructive than univalent cations. Anions did not follow these rules. Within a group of similar anions (halides or organic anions) effectivity decreased with increasing hydration envelope. On a molar basis, polyvalent anions were less effective than univalent anions. Inactivation by anions followed Hofmeister's series in seversed order. However, exceptions were observed and it appears that various ions affect the membrane in a specific manner.Inactivation of photophosphorylation and electron transport due to freezing or desiccation is identical to that due to high concentrations of electrolytes. This suggests that during dehydration due to freezing or drying the concentration of electrolytes in the remaining solution is responsible for the inactivation of the sensitive membranes.     

Der Einfluß von Na-Fluorescein auf die Feinstruktur der Wurzelhaare von Lepidium sativum

Summary Cytoplasmic disarrangements in the root hairs of Lepidium sativum caused by the vital stain Na-fluorescein (Uranine) after applications of different duration were analyzed by electron microscopy. After an application time of eight min there appear microbody-like structures and vacuoles in the cytoplasm. After a 16-min application severe disorganizations of membranes are brought about. There are distortions and dissolutions of the internal mitochondrial structures. The long cisternae of the ER are fragmented. Vesicle-like structures with a twofold border appear, which probably arise from Golgi cisternae transformed into rings. Between the cell wall and the plasmalemma, which is masked by a substance of high contrast, vacuole-like structures are formed. As these processes coincide with the extrusion of the dye from the cytoplasm, which may be observed in the light microscope, a connection between the two phenomena is assumed, the possibility of which is discussed under the aspect of decompartimentation.     

Der Einfluß von Redoxindicatoren auf die Säurebildung von Streptococcus lactis

Zusammenfassung Der Einfluß von acht Redoxindicatoren mit abgestuften Normalpotentialen zwischen E ₀=-340 mV und E ₀=+115 mV ist in einem Flüssigsubstrat auf die Säurebildung von Streptococcus lactis untersucht worden.Durch Farbstoffe mit Normalpotentialen zwischen-122 mV und +115 mV (Nilblau, Methylenblau, Brillantkresylblau, Toluylenblau) konnte die Milchsäurebildung, besonders bei niederen Farbstoffkonzentrationen (4·10^-5 und 10^-4 m/l), signifikant gefördert werden. Farbstoffe mit Normalpotentialen zwischen-289 mV und-122 mV (Safranin T, Phenosafranin, Janusgrün, Nilblau) hemmten dagegen die Produktion von Milchsäure in allen oder in der Mehrzahl der angewendeten Konzentrationen. Niblau, das am übergang der beiden Potentialbereiche liegt, förderte die Milchsäurebildung sehr stark bei niederen und hemmte ebenso stark bei höheren Konzentrationen.Die Bildung von flüchtigen Säuren wurde durch keinen der Farbstoffe gefördert. Eine Hemmung trat durch Farbstoffe mit Normalpotentialen zwischen-289 mV und +47 mV (Safranin T, Phenosafranin, Janusgrün, Nilblau, Methylenblau, Brillantkresylblau) ein. Janusgrün hemmte die Bildung flüchtiger Säuren in allen untersuchten Konzentrationen zwischen 4·10^-5 und 4·10^-4 m/l. Je weiter das Normalpotential des hemmenden Farbstoffes von dem Normalpotential des Janusgrüns abwich, desto geringer wurde die Hemmung in der geringsten Konzentrationsstufe von 4·10^-5 m/l. Diese Unterbindung der Hemmwirkung wirkte sich in Richtung auf negativere Normalpotentiale mehr aus als in Richtung auf positivere Normalpotentiale.Durch die beiden Farbstoffe mit den extremsten Normalpotentialen (Neutralrot E ₀=-340 mV, Toluylenblau E ₀=+115 mV) wurde weder die Produktion von Milchsäure noch die von flüchtigen Säuren merklich gehemmt. Eine Förderung der Milchsäurebildung konnte von beiden Farbstoffen nur durch Toluylenblan in der geringsten Konzentration (4×10^-5 m/l) erzielt werden.

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The influence of redox indicators on the acid formation in Streptococcus lactis

Summary The influence of 8 redox indicators with graded standard redox potentials between E ₀=-340 mV and E ₀=+115 mV was tested for the acidification by Streptococcus lactis in a liquid medium.By redox indicators with standard redox potentials between-122 mV and +115 mV (Nile blue, methylene blue, brillant cresyl blue, and toluylene blue) the formation of lactic acid could be significantly increased, especially with low dye concentrations (4×10^-5 and 10^-4 m/l). Dyes with standard redox potentials between-289 mV and-122 mV (safranine T, phenosafranine, Janus green, Nile blue) on the other hand retarded the production of lactic acid by Strept. lactis in all or most of the dye concentrations used. Nile blue-representing the transition point between the two sections of redox indicators-increased the production of lactic acid very much in low concentrations and inhibited it as much in high concentrations.The production of volatile acids was not increased by any dyestuff. It was delayed by dyes with standard redox potentials between-289 mV and +47 mV (safranine T, phenosafranine, Janus green, Nile blue, methylene blue, brillant cresyl blue). Janus green retarded the production of volatile acids in all analysed concentrations between 4×10^-5 and 4×10^-4 m/l. The greater the difference between the standard redox potential of the inhibiting dye and the standard redox potential of Janus green the smaller was the retarding effect in the lowest degree of concentration of 4×10^-5 m/l. This stopping of the retarding effect was more effective towards standard redox potentials more negative then towards more positive ones.The two dyes with the most extreme standard redox potentials (neutral red E ₀=-340 mV, toluylene blue E ₀=+115 mV) didn't obviously delay any acid formation, neither the production of lactic acid nor that of volatile acids. Of the two dyes only toluylene blue in the lowest concentration used (4×10^-5 m/l) caused an increased production of lactic acid.

     

Der Einfluß von Licht auf die Atmung von Chlorella bei gehemmter Photosynthese

Summary On illumination with blue light the O₂-uptake of Chlorella pyrenoidosa (211-8b) in which photosynthetic O₂-liberation has been suppressed by 10^-5M DCMU initially decreases, but in the course of 5–10 min increases over that in preceding darkness (Fig. 1). Whereas an enhancement of O₂-uptake is already induced by traces of blue radiation and saturated at about 1.5x10^-10einsteins cm^-2sec^-1, the initial inhibition of O₂-uptake can be measured only after application of more than 1.5×10^-10einsteins cm^-2sec^-1 (Fig. 2).The long induction time that passes before a steady enhancement in O₂-uptake is reached, the low energy requirement of the enhancement, and its spectral dependence with greatest efficiency of wavelengths around 455 nm and 375 nm and no effect of wavelengths beyond 520 nm (Fig. 3) resemble the corresponding data found earlier for an enhancement of respiration by light in a chlorophyll-free, carotenoidcontaining Chlorella mutant. It is therefore likely that the increased O₂-uptake in DCMU-poisoned cells of wild type Chlorella depends on an increase in respiration. The pigment involved is not known, but from the action spectrum it could be a flavin or a cis-carotenoid.In contrast to the increase the initial decrease in O₂-uptake does not show up in strong blue light only, but is also present in red light in which it stays constant throughout the period of measurement of 20 min (Fig. 4). Its intensity dependence is similar in blue and in red light; the lower efficiency of blue, which appears in Fig. 5, is at least partially due to the time interval of 5 min chosen for its determination: in these first 5 min after the beginning of blue illumination the slow increase in respiration already begins. The spectral dependence of the decrease in O₂-consumption in the red part of the visible spectrum yields greatest activity around 680 nm, a slow drop towards 525 nm and a steep one towards 743 nm (Fig. 6). From that and the absence of any after-effect of red light on the O₂-consumption in following darkness (Fig. 8), which might be expected if phytochrome action were involved, we think chlorophyll to be the pigment responsible for light-dependent inhibition of O₂-uptake. A mutant of Scenedesmus, Bishop's Nr. 11, which is unable to evolve photosynthetic oxygen, behaves just like DCMU-poisoned Chlorella (Fig. 7). We therefore consider the decreased O₂-consumption in the light to result from a partial inhibition of respiration and not from remaining photosynthesis unaffected by 10^-5M DCMU. As photosystem I still operates in Bishop's mutant 11 as well as in DCMU-poisoned Chlorella, illumination might lead to an accumulation of ATP by cyclic photophosphorylation and thus to a lowering of the cellular ADP level. This could result in a slowing down of glycolysis and consequently of respiratory O₂-uptake.