Effects of plant growth regulators in soil on clover growth and nitrogen fixation

Effects of the growth regulators Barleyquat B, New 5c Cyocel, Cerone, Terpal and paclobutrazol on Rhizobium trifolii in vitro, on growth and root nodulation of clover grown in pots and on symbiotic nitrogen fixation were measured.Paclobutrazol in soil markedly reduced the weight of clover plants but had no effect on nodulation in relation to plant size. Paclobutrazol decreased the amount of nitrogen fixed per plant (measured by acetylene reduction) when present in soil at a concentration which would result from a single direct application at 0.25 kg a.i. ha^–1 remaining unchanged and evenly distributed in the top 5 cm of soil. A concentration in soil equal to that from an application at 0.125 kg a.i. ha^–1 had no significant effect on the rate of nitrogen fixation per plant and the rate relative to plants weight increased. It was evident that the inhibitory effect on plant growth was greater than on symbiotic nitrogen fixation. The other PGR's had virtually no effect on clover.None of the compounds seems likely to affect nitrogen fixation by a subsequent clover crop in the field if previously applied to a cereal crop once at typical rates of application.

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Zusammenfassung Die Einflüsse der Wachstumsregulatoren Barleyquat B, New 5c, Cyocel, Cerone, Terpal und Paclobutrazol auf das Wachstum von Rhizobium trifolii in vitro, auf das Wachstum und Knöllchenbildung des Klees und auf die symbiotische N₂-Bindung wurden bestimmt.Paclobutrazol im Boden führte zu einer bedeutenden Gewichtsverminderung der Kleepflanzen, blieb aber ohne Einfluß auf die Knöllchenbildung in bezug auf die Pflanzengröße. Paclobutrazol reduzierte die Menge Stickstoff gebunden pro Pflanze, (gemessen mittels Acetylenreduktion) wenn er im Boden in einer Konzentration enthalten war, die anwesend wäre, wenn eine einzige Applikation von 0,25 kg Wirkstoff.ha^–1 unverändert und gleichmäßig in den oberen 5 cm des Bodens verteilt bleiben würde. Eine Bodenkonzentration gleich jener von einer Applikation von 0,125 kg Wirkstoff.ha^–1 hatte keine signifikante Wirkung auf die N₂-Bindungsleistung pro Pflanze, und das Bindungstempo in bezug auf das Pflanzengewicht nahm zu. Offensichtlich war die Hemmwirkung auf das Pflanzenwachstum größer als auf die symbiotische N₂-Bindung.Wahrscheinlich wird keine der Verbindungen die N₂-Fixierung des Klees im Freiland beeinträchtigen, wenn sie einmal vorher auf eine Getreidearte in der üblichen Aufwandmenge appliziert werden.

     

Proprioreceptoren am Subcoxal-und Femur-Tibia-Gelenk der Stabheuschrecke Carausius morosus und ihre Rolle bei der Wahrnehmung der Schwerkraftrichtung

Zusammenfassung Am Subcoxalgelenk befinden sich außer den schon bekannten Borstenfeldern Proprioreceptoren in Form von vier Borstenreihen an der Coxa. -Die Bewegung des Femur-Tibia-Gelenkes wird von einem Chordotonalorgan gemessen, das an der Basis des Femur liegt. Vom Receptor zieht eine cuticulare Sehne (Receptorsehne) zum FemurTibia-Gelenk. Die wichtigsten Nervenverästelungen im Femur und eine anormale Lage des Chordotonalorganes werden beschrieben. -Das Chordotonalorgan ist Glied eines Regelkreises zur Stabilisierung des Femur-Tibia-Gelenkes. Dieser Regelkreis adaptiert, mindestens bei höherer Belastung, langsam, aber vollständig. —Wirkt bei einem senkrecht vom Körper abstehenden Bein eine Kraft in Richtung der Querachse auf das Tier ein, ist in der normalen Körperhaltung die Auslenkung des Tibia-Tarsus-Gelenkes für kurze Zeit proportional zur einwirkenden Kraft. Die Regelkreise der beiden Körperseiten beeinflussen sich nicht gegenseitig. —Die von der Streckmuskulatur erzeugte Kraft ist um so größer, je stärker der Receptor vor Beginn des Reizes gedehnt war. — Wird die Receptorsehne nach außen gezogen, streckt das Tier das Femur-Tibia-Gelenk. Wird die Receptorsehne nach innen geschoben, beugt es das Femur-Tibia-Gelenk. Dabei ist ebenfalls vollständige Adaptation zu beobachten. — Die Streckung der Tibia (in Winkelgraden) ist proportional dem Logarithmus der Bewegung der Receptorsehne nach außen. Die Reaktion ist um so stärker, je mehr der Receptor vor Beginn des Reizes gedehnt war. —Die Beugung der Tibia (in Winkelgraden) ist proportional dem Logarithmus der Bewegung der Receptorsehne nach innen. Auch diese Reaktion ist um so stärker, je mehr der Receptor vor Beginn des Reizes gedehnt war. —Wird eine senkrechte Lauffläche von der Seite beleuchtet, stellen sich die Tiere teils in eine Resultierende zwischen Licht-und Schwerkraftrichtung ein, teils wenden sie sich vom Licht ab. — Der Mittelwert der Winkel zwischen Tierlängsachse und Schwerelot (₁) ist bei den dem Licht zugekehrten Tierstellungen von der Lichtintensität und dem Winkel zwischen Lichtrichtung und Schwerelot abhängig. Er ist unabhängig von Körpergewicht und Hangneigung. Die Streuung wird bei erhöhtem Körpergewicht kleiner. Abschaben der Sinnesborsten an den Subcoxalgelenken verkleinert den Mittelwert der Winkel ₁. Werden die Sehnen der femoralen Chordotonalorgane der nach oben zeigenden Körperseite durchtrennt, wird der Mittelwert der Winkel ₁ kleiner. Bei derartig operierten Tieren wird der Mittelwert der Winkel ₁ nach Erhöhung des Körpergewichtes größer. Werden die Sehnen der femoralen Chordotonalorgane der nach unten zeigenden Körperseite durchtrennt, wird der Mittelwert der Winkel ₁ größer als bei intakten Tieren. Bei derartig operierten Tieren wird der Mittelwert der Winkel ₁ nach Erhöhung des Körpergewichtes wieder kleiner. — Werden die Sehnen der femoralen Chordotonalorgane einer Körperseite durchtrennt, weichen die Tiere auf einer senkrechten Fläche zur operierten Körperseite hin von der Senkrechten ab (intakte Tiere laufen unter denselben Bedingungen etwa senkrecht nach oben oder unten). Der Winkel zwischen Körperlängsachse und Schwerelot ist bei den operierten Tieren um so kleiner, je größer das Körpergewicht und je größer die Hangneigung ist. — Die Genauigkeit, mit der ein einmal eingeschlagener Kurs nach Drehung der Lauffläche wieder aufgenommen wird, ist um so größer, je steiler die Lauffläche steht. — Bei der Orientierung im Schwerefeld liegt die Labilit ätsstellung für die Stabilitätsstellungen 0° und 180° ungefähr gegenüber der jeweiligen Stabilitätsstellung. — Es wird festgestellt, das Tier verhalte sich in allen Experimenten so, wie wenn bei ihm die von der negativen Geotaxis ausgelöste Drehtendenz als Quotient aus der Belastung in Richtung der Querachse und dem Betrag der Belastung in Richtung der Längsachse gebildet würde. Ein Minimalmodell für die Bildung der Drehtendenz wird aufgestellt. Theoretisch denkbare Möglichkeiten zur Verschiebung der Stabilitäts-und Labilitätsstellung werden diskutiert.     

Untersuchungen über die anisotrope 1:9-Dimethyl-Methylenblau- und N,N′-Diäthylpseudoisocyaninchloridfärbung der Glykokalyx

Zusammenfassung In den vorliegenden Untersuchungen wird die anisotrope 1:9-Dimethyl-Methylenblau- bzw. N,N-Diäthylpseudoisocyaninchloridfärbung an der Erythrocytenmenbran studiert und mit der topooptischen Toluidinblaufärbung verglichen.Die Abweichung zwischen anisotroper Toluidinblau- und 1:9-Dimethyl-Methylenblaufärbung sind (außer nach KMnO₄-Oxydation) nur quantitativer Natur. Demgegenüber sind die Unterschiede der N,N-Diäthylpseudoisocyaninchloridfärbung zur Toluidinblau- und zu den 1:9-Dimethyl-Methyllenblaufärbungen nach enzymatischen und chemischen Abbaureaktionen beträchtlich, denn nach den Vorbehandlungen ist die N,N-Diäthylpseudoisocyaninchloridfärbung praktisch ausgelöscht.Die Membrandoppelbrechung nach diesen Behandlungen ist durch eine anschließende Aldehyd-Bisulfitbildung oder KMnO₄-Oxydation mit 1:9-Dimethyl-Methylenblaufärbung vollkommen restaurierbar, die N,N-Diäthylpseudoisocyaninchloridfärbung ist es nur nach einer anschließenden KMnO₄-Oxydation.Nach Methylierung bzw. Acetylierung ist die Membrandoppelbrechung aufgehoben, jedoch nach KMnO₄-Oxydation mit beiden topo-optischen Färbungen wieder vorhanden. Nach der Digitonin-Behandlung haben wir eine Umorientierung der Glykokalyxkomponenten gesehen.Die Befunde weisen auf die Bedeutung der räumlichen Orientierung der Membranglykoproteine an Erythrocyten hin. Die durchgeführten histochemischen Vorbehandlungen demonstrieren die Rolle der Glykokalyx für die drei topo-optische Reaktionen.

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Investigation on the anisotropy of glycocalyx stained with 1.9-dimethyl methylene blue and N,N-diethylpseudoisocyanine chloride

Summary In the present study the anisotropic staining of the erythrocyte membrane with 1.9-dimethyl methylene blue and N,N-diethylpseudoisocyanine chloride was studied and simultaneously compared with the toluidine blue topo-optical staining. The difference between anisotropic toluidine blue and 1.9-dimethyl methylene blue staining, except after KMnO₄-oxidation, was only of quantitative nature. On the contrary, striking differences were observed between N,N-diethylpseudoisocyanine chloride staining, and toluidine blue or 1.9-dimethyl methylene blue staining. Enzymatic and chemical degradation resulted the disappearance of N,N-diethylpseudoisocyanine chloride staining.Following these treatment membrane birefringence could be restored by aldehyde bisulfate and/or KMnO₄-oxidation, while the N,N-diethylpseudoisocyanine chloride staining was restored only after KMnO₄-oxidation.After methylation or acetylation the membrane birefringence disappears, while after KMnO₄-oxidation both topo-optical reactions return. The digitonin reaction brought about a rearrangement of the glycocyalyx components. The results draw attention to the spatial orientation of the glycoprotein of the erythrocyte membrane. The role of glycocalyx in the three topo-optical reactions was thus clearly demonstrated.

     

Über die Vibrationsstärke-Empfindung und die Wahrnehmbarkeit von Reizstärkeänderungen beim Tastsinn

Zusammenfassung Im Hinblick auf eine Informationsübertragung über den Tastsinn wird die Vibrationsstärke-Empfindung als Funktion der Reizstärke und deren gerade wahrnehmbare Änderung an einer Stelle der Haut an der Innenseite des Unterarms untersucht.Zunächst wird aufgrund von Schwellenmessungen gezeigt, daß ein schmalbandiger mechanischer Reiz der Haut sinnvoll durch den zeitlichen Verlauf der Hüllkurve der Deformationsgeschwindigkeit (t) im Frequenzbereich um 180 Hz beschrieben werden kann. Daran anschließend wird die VibrationsStärke-Empfindung als Funktion der Dauer t _iund der Geschwindigkeitsamplitude einer sinusförmigen Vibration untersucht. Aus den Meßergebnissen geht hervor, daß erst nach etwa 100 ms sich die volle Empfindungsstärke einstellt, die proportional zu ^t anwächst. Bei Vibrationsdauern t _i< 100 ms integriert der Tastsinn das Quadrat der Geschwindigkeit über die Zeit.Die Wahrnehmbarkeit von Reizstärke-Änderungen hängt von der Stärke des Reizes, von der aus die Änderung erfolgt, und von dem zeitlichen Verlauf des Reizes vor der Änderung ab. Letzteres enthält die Fähigkeit des Tastsinns, auf den jeweils herrschenden Reizzustand zu adaptieren und so die Empfindlichkeit gegenüber Änderungen zu erhöhen. Im nicht adaptierten Zustand können im Bereich weit oberhalb der Fühlschwelle relative Änderungen der Vibrationsamplitude von 16% gerade wahrgenommen werden, im adaptierten Zustand dagegen bereits solche von 6%.     

Eine Modifikation des α-Aminosäure-Nachweises mit Ninhydrin bzw. Alloxan

Zusammenfassung Es wird vorgeschlagen, die beim topochemischen Nachweis von -Aminosäuren mit Ninhydrin-Lösung bzw. Alloxan gebildeten Aldehydgruppen mit Thionin-SO₂-Lösung (nachvan Duijn) darzustellen. Das blaue Reaktionsprodukt liefert kontrastreiche Bilder. Der Ausfall der Blockierungsteste läßt auf eine genügende Spezifität schließen. An diesen -Aminosäurenachweis kann die übliche PAS-Reaktion angeschlossen werden.Mit 2 TextabbildungenStipendiat des Max-Planck-Instituts für Hirnforschung.     

Zur Ökologie des Bostrychietum

Zusammenfassung Die Bostrychia-Caloglossa-Assoziation wächst vorwiegend auf Mangroven oder krautiggen Halophyten. Innerhalb des Bostrychietum wachasen die kleineren Assozienten auf den grossen. Zwischen Mangroven und Bostrychietum können Balaniden als zoologisches Substrat zwischengeschaltet sein. Auf der Bostrychia-Caloglossa-Assoziation siedeln nicht nur obligat Diatomeen und fakultativ Infusorien — suktorien — sondern Muschellarven setzen sich z.B. auf Bostrychia arbuscula zur ontogenetischen Ausbildung fest. Caloglossa — bevorzugt ältere Thalli — wird von Schnecken abgeweidet (von Ratnasabapathy in Südneuseeland beobachtet) und regeneriert anschliessend. Analog bilden hochkant stehende verrottete Blätter flutender Caloglossa ogasawaraensis — Räschen in strömendem Wasser marginale Adventivspro\serien, die zu neuen Horsten werden. Rheo-Wirkung kann sich bei Caloglossa — ausser generell langgestreckten Formen — auswirkwen in Torsion, Blatt-randwellung, Polykladie und zangenartigem Zusammenneigen ihrer Gabelspitzen (C. leprieurii). Bei Bostrychia — ausser Auflockerung der Versweeigungssysteme — in Ausbildung nurmehr latenter Hapteren (Flagellifulcratae) oder von langstieligen Puschelhapteren (Ramifulcratae), deren breite Terminalzone beim Fassen eines Halms als Saugscheibe fungiert. Die an rheo-Standorten zurücktretende Catenella ist nurmehr in toto langgestreckt fluitans entwickelt.F. libera von Murrayella periclados von recht tiefen Horizonten wie submerse Mangrovewurzeln wirkt gegenüber f. genuina etiolieer und ist als gigas-Form ausgebildet. Als Modus sekundären Wachstums kann — die ekortikate — Murrayella Hyphenrinde ausbilden, wie die unberindete subantarktische Bostrychia tenuis, während bei Bostrychia moritziana durch Längenwachstum die Zweigabgänge sekundär in die oberen Ecken der Rhachis-Perizentralen verschoben werden. Auch in sehr alten Bostrychia tenella-Rhachides von Ghana weisen gesprengte Zentralzellen auf sekundäres Längenwachstum und breite Querstreifen-Strukter überalterter Bostrychia scorpioides von Sierra Leone auf Dehnung des zentralen Sipho und hiermit in Zusammenhang stehendes sekundäres Dickenwachstum.Das für das schattige obere Litoral charakteristische Bostrychietum vergrünt bei Lichtexponierung. Die — berindeten — Bostrychien werden nun schwammartig und/oder krümmen ihre Spro\systeme dorsiventral beiderseits zur Rhachis und bodenwärts, hierdurch die Fruktifikationsorgane schützend.Am euryoxybionen Standort — Mangrove — bildt Caloglossa zur Schlammkompensierung Stämmchen aus (C. leprieurii var. hookeri). Ramifulkrate Bostrychien stelzen mittels ihre positiv geotroischen Hapterenzweige auf den stark verschalammten Borken der Mangroven, über die die grösseren Catenellen — durch den gleichen Hapterenmondus — gleichsam zu schweben scheinen.Für den west-venezolanischen Lago Maracaibo (s.1.) wurde erstmalig-für die Felsfazies — Bostrychia binderi , Bostrychia tenella , Caloglossa leprieurii und Catenella opuntia festgestellt, ferner Bostrychia radicans von Brückenbalken (lignikol).Antheridien für Mangrove-Catenellen bei C. impudica für die Monate Januar, April, Juli, bei C. nipae für Süd-Mai, Süd-Juni und August. Erstmalig Antheridien für Catenella subumbellata für Süd-Dezember (Moçambique).Herbarisierte neuseeländische — berindete — Bostrychia scorpioides drei Wochen unter cellotape erholte sich nach Abpräparieren und Überführen in Wasser vollkommen (Poikilohydrie).     

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.     

Histochemische Untersuchungen über die π-Granula (Reich) der peripheren markhaltigen Nervenfasern

Zusammenfassung Nach dem 4. Lebensjahr sind die nach Reich benannten Protagon () Granula regelmäßig in den Schwannschen Zellen normaler segmentierter Nervenfasern des Menschen vorhanden. Im Senium und bei kachektischen Zuständen der verschiedenen Genese treten sie vermehrt auf. Die -Granula sind an den Nervenfasern vom Hund, Schaf, Kaninchen und Tiger nachweisbar, fehlen aber bei folgenden Wirbeltieren: Rind, Ziege, Schwein, Katze, Ratte, Meerschweinchen, Maus und Frosch. Nach tmserer histochemischen Analyse stellen die -Granula stark chromotrope, saure [relativer isoelektrischer Punkt bei p_H (0,9) 1,5-1,8] Bial-negative Glykolipide dar, die am meisten den Cerebrosiden und Cerebrosidschwefelsäureestern (Sulfatiden) entsprechen; für die Beteiligung von Phospholipiden, Polysacchariden und Proteinen an ihrem Aufbau ergab sich kein sicherer Anhalt. Die Färbung mit essigsaurem Kresylviolett zeigt eine bräunliche Metachromasie der -Granula. Die Bedingungen für eine braune Metachromasie sind bis jetzt noch nicht völlig geklärt. Auch formalininfixierte Markscheiden können sich nach kräftiger Wässerung (Lösung reversibler Formalinbindungen) mit der Feyrterschen Thionin-Einschlußmethode braun färben. Wir führten systematische vergleichende Untersuchungen über die Wirkung verschiedener Extraktionsmittel auf die -Granula von formalinfixierten und unbehandelten Nerven durch; die Einzelheiten sind im Original nachzulesen. Nicht nur an Nervenfasern von Erwachsenen, sondern auch von menschlichen Feten, und einigen Tierarten, die keine -Granula enthalten, ist die savre Phosphatase im perinukleären Zytoplasma der Schwannschen Zellen nachzirweisen.Zum ehrenden Gedenken an meinen Lehrer in Anatomie, Herrn Prof. Dr. med. habil. Kurt Alverdes (Leipzig).     

Betrachtung über den Energiekonsum von Tieren mit Atmungsorganen von zweierlei Typ

Zusammenfassung Besitzt eine isometrisch wachsende Tierart zweierlei Atmungsorgane, von denen das eine O₂ prop. L ² aufnimmt und das andere prop. L ³, so ergibt sich in einem Koordinatensystem mit log L als Abszisse und log (O₂) als Ordinate für die Abhängigkeit des (O₂) von L keine Gerade, sondern eine gegen die Ordinate konkave, Linie (Abb. 1), die bei L=O mit der Steigung a=tg =2 beginnt, für L=1 den Wert 2,5 erreicht und bei L 8 mit der Steigung 3 endet. (Bei log G als Abszisse betragen die entsprechenden Werte 2/3, 5/6 und 1.) Für Längenintervalle von einer Zehnerpotenz (also Gewichtsintervallen von 10³) dürfte im Rahmen der experimentellen Breiten oft eine anscheinend lineare Abhängigkeit gefunden werden. Ergibt sich dann empirisch für ein Längenintervall l10 (mit der mittleren Länge L _m) oder das entsprechende Gewichtsintervall l10³ eine Atmungsgerade mit der Steigung , so kann unter den obigen Voraussetzungen vermutet werden, daß sich die durch beide Organe konsumierten O₂-Mengen verhalten wie (3 — )( — 2). Bei der Körperlänge L * (Formel 9), die nicht realisiert zu sein braucht, müßten beide Organe gleichviel O₂ aufnehmen. Die Anwendung dieser Folgerungen auf Tiere, die möglicherweise Atmungsorgane von mehrererlei Typ besitzen (Insekten, Insektenlarven, Isopoden, Schnecken), sowie die Erörterung solcher empirischer Atmungsgeraden, die eine zwischen 2 und 3 liegende Steigung a aufweisen, wird in den weiteren Mitteilungen erfolgen.Zugleich Mitt. IX der Reihe Körpergröße, Körperzeiten und Energiebilanz in dieser Zeitschrift: I: Ludwig, 24,319 (1937); II: Kittel 28, 533 (1941); VIII: Hempel, 36,261 (1954).Erarbeitet an der obengenannten, von Prof. J. M. Pérès geleiteten Station an Schlechtwettertagen, die andere Untersuchungen unmöglich machten. Ihm und der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich zu großem Danke verpflichtet.     

Über den Nachweis von Insulin mit den metachromatisch reagierenden Pseudoisocyaninen

Zusammenfassung 1. Im Cytoplasma der insulinbildenden B-Zellen menschlicher und tierischer Pankreasinseln sowie in dem der sog. dunklen Zellen der Brockmannschen Körperchen der Schleie finden wir Granula, die mit Pseudoisocyaninfarbstoffen nach Oxydation metachromatisch reagieren.2. Reininsulin sowie alle bei der technischen Insulingewinnung aus Bauchspeicheldrüsen entstehenden insulinhaltigen Fraktionen reagieren mit Pseudoisocyaninen nach Oxydation ebenfalls metachromatisch.3. Die metachromatische Reaktion des oxydierten Insulins bzw. der B-Zellstrukturen ist auf die Bildung von SO ₃ ^– -Gruppen zurückzuführen. Diese entstehen bei der Perameisensäure- bzw. Kaliumpermanganatbehandlung durch oxydative Aufspaltung der Disulfidbrücken.4. Mit der Pseudoisocyaninreaktion, deren Durchführung genau beschrieben wird, wird das in den B-Zellen der Langerhansschen Inseln vorkommendeInsulin selbst nachgewiesen.5. Von den verschiedenen zur metachromatischen Darstellung der B-Zellen geeigneten Pseudoisocyaninen ist das N,N-Diäthyl-6,6-dichlorpseudoisocyaninchlorid besonders zu empfehlen, da die mit diesem Farbstoff gefärbten Präparate mit Chloroform entwässert und in Caedax eingedeckt werden können. Auf diese Weise ist die Herstellung von Dauerpräparaten möglich. Das leichter erhältliche N,N-Diäthylpseudoisocyaninchlorid oder -bromid (Firma AGFA, Leverkusen) kann jedoch genauso verwendet werden, wenn die Präparate nach der Färbung und kurzem Wässern in wasserlösliche Eindeckmittel eingeschlossen werden.6. Die Pseudoisocyaninreaktion besitzt für den Insulinnach weis einehohe Spezifität. Nur Proteine, bei deren oxydativer Behandlung wenigstens zwei unmittelbar benachbarte SO ₃ ^– -Gruppen (Abstand 4–5 Å) gebildet werden, reagieren metachromatisch. Eine derartige Gruppierung liegt bei der durch die Perameisensäure-Oxydation von Insulin entstehenden Polypeptidfraktion A vor. Fraktion B, bei der die SO ₃ ^– -Gruppen räumlich weit entfernt sind, reagiert negativ. Ebenso ist mit unoxydiertem und oxydiertem Oxytocin, Glutathion und Eieralbumin sowie Aminosäuren, unter ihnen Cystin, Cystein und Cysteinsäure, ihr Oxydationsprodukt, keine metachromatische Reaktion zu erzielen.7. In den B-Zellen von oxydierten Schnitten durch Pankreasinseln fehlt bei der Färbung mit anderen als metachromatisch bekannten Farbstoffen (Toluidinblau, Methylenblau, Acridinorange) eine metachromatische Reaktion. Dies wird darauf zurückgeführt, daß mit Pseudoisocyanin im Gegensatz zu den anderen metachromatisch wirkenden Farbstoffen bereits beim Vorliegen von Substanzen mit nur zwei oder wenigen negativen Gruppen Metachromasie zu erzielen ist.8. Die Darstellung von Insulin im oxydierten histologischen Präparat mit Hilfe der Pseudoisocyaninreaktion gelingt nur nach Fixierung mit formalinhaltigen Gemischen, jedoch nicht nach Alkohol- oder Acetonfixierung. Möglicherweise wird Insulin aus alkohol- oder acetonfixiertem Gewebe durch die sauren Oxydationsmittel herausgelöst, da diese Fixierungsmittel lediglich eine Eiweißfällung bewirken. Bei Verwendung von formolhaltigen Gemischen kann dagegen durch Vernetzung von Insulin mit anderen Proteinen ein säureunlösliches Kondensationsprodukt entstehen.

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Summary 1. The cytoplasm of the insulin-producing B-cells of the islets of Langerhans contains granula which show a metachromatic reaction after oxidation and colouring with pseudoisocyanins. Such granula can be found in human and mammalian islets, as well as in the insulin-producing tissue of a fish, Tinca vulgaris.2. Pure insulin as well as all insulin containing fractions obtained during the process of technical isolation of insulin react metachromatically with pseudoisocyanines when oxidized prior to the colouring.3. The metachromatic reaction of oxidized insulin and of some cytoplasmic structures of B-cells is due to the presence of SO ₃ ^– -groups. They are formed by the splitting of disulphide bonds on treatment with performic acid or potassium permanganate.4. The metachromatic reaction with pseudoisocyanins, which is described in detail, can be used for thedetection of insulin in the islets of Langerhans.5. Several pseudoisocyanins can be employed for the histochemical colouring of B-cells. NN-Diäthyl-6,6-dichlorpseudoisocyaninchlorid, however, is the most suitable compound since it allows the dehydration of the slides with chloroform after staining. Coverslips can than be mounted with Caedax and the preparates can be made permanent. NN-Diäthylpseudoisocyaninchlorid, which can be obtained more easily since it is produced commercially by AGFA-Leverkusen, can also be used, but after staining and rinsing in water the slides must be mounted with a water soluble medium.6. The reaction with pseudoisocyanins ishighly specific for the detection of insulin. Only proteins, which are characterised by at least two closely neighbouring SO ₃ ^– -groups (distance about 4–5 Å) react metachromatically. Such a configuration of SO ₃ ^– -groups occurs in the polypeptide fraction A, which is formed by oxydation of insulin with performic acid. Fraction B does not react metachromatically since its SO ₃ ^– -groups are not located closely enough to each other. No metachromatic reaction is seen after staining of either unoxydized or oxydized oxytocine, glutathione, eggalbumen and amino acids such as cystine, cysteine or its oxydized form, cysteinic acid.7. B-cells of oxydized slices of pancreatic islets show no metachromasia with other dye stuffs such as toluidine blue, methylen blue and acridine orange, which are commonly known for their metachromatic effects. It is believed that pseudoisocyanine reacts metachromatically already with two negative groups, whereas the other dyes require a greater number of negative groups.8. Insulin can be characterized in oxydized histological slides only after fixation with formaline-containing solutions, but not after fixation with alcohol or acetone. Since alcohol and aceton merely precipitate the proteins, it can be assumed, that the insulin is eluted by the acidic oxidants when alcohol and acetone have been used for fixation. Formalin on the other hand can react with insulin and other proteins and build up an acid-insoluble condensation product.

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Mit 12 Textabbildungen

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Herrn Prof. Dr.H. Netter, Direktor des Physiologisch-Chemischen Institutes der Universität Kiel, zum 60. Geburtstage gewidmet.

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Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

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.

     

Morphological,autoradiographic, immunochemical and cytochemical investigation of a cell strain with trisomy 7 from a spontaneous abortus

Summary A complex investigation of the phenotype of a stable strain of LHC—162 cells derived from a spontaneous abortus was carried out. The karyotype, of the strain was 47,XY,+C. The extra chromosome was identified by Giemsa staining as a No. 7. The strain was subjected to cytomorphological, autoradiographic, immunochemical and virological examination in comparison with diploid cell strains. The cells of the LHC—162 strain had no oncogenic activity. Their susceptibility to the three types of poliomyelitis virus did not differ from those of diploid strains. The growth of the LHC—162 cells was poorly organized, and they had a reduced capacity for the formation of histotypical structures. There was low collagen production, poor accumulation of lipid granules, high acid phosphatase, activity, and high glycogen content. Radioautographic investigation of cell cycle revealed lengthening of the mitotic cycle in the G₂, period which was twice as long as in diploid strains. Immunochemical investigation showed that fibroblasts of both trisomic and diploid strains synthesized proteins in ₁ and ₂ globulin zones. However, the synthesis of a protein in ₁ zone was considerably more intensive and in ₂ zone less intensive in the LHC—162 cells than in the diploid strain.The stability of these phenotypic features make it reasonable to assume that they represent a biological characteristic of the LHC—162 strain. It is suggested that this characteristic totality of phenotypical features can be considered as an expression of the C7 trisomic cell's differentiation confusion. It is suggested that the cellular syndrome, is not due only to this chromosomal aberration but also to other chromosomal aberrations.

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Zusammenfassung Es wurde eine Komplexuntersuchung, des Phenotypus der Zellen des stabilen Stammes LHC—162 (spontaner. Abortus) durchgeführt. Der Karyotyp der Zellen dieses Stammes ist 47,XY.+C. Das überzählige Chromosom wurde durch die Giemsa-Methode als C7 identifiziert. Der Karyotyp ist im Verlauf von 62 Passagen stabil geblieben., Die cytomorphologischen, autoradiographischen, immunochemischen Untersuchungen dieses Stammes wurden im Vergleich zu diploiden Stämmen, durchgeführt. Die Zellen dieses Stammes sind nicht krebsauslösend. Die Empfindlichkeit dieses Stammes gegenüber drei Polimyelitis-Virusstämmen ist nicht anders als die Empfindlichkeit des diploiden Stammes. Das Wachstum der Zellen des Stammes LHC—162 ist wenig organisiert; sie besitzen sehr wenig, Fähigkeit, eine histotypische Struktur zu formen; sie bilden wenig Kollagen, sie speichern zu wenig Lipidgranulan; in ihnen ist der Gehalt an Glykogen und die Aktivität von Phosphotasen zu hoch. Die radiographische Untersuchung des Zellcyclus hat gezeigt, daß die Zeit des mitotischen Cyclus der G₂-Periode vergrößert ist. Sie ist fast doppelt so lang wie bei dem diploiden Stamm. Bei der immunochemischen Untersuchung wurde entdeckt, daß der Stamm LHC—162 wie die diploiden Stämme Eiweiß-Komponenten in ₁- und ₂-Globulinzonen synthetisierte, aber der Stamm LHC—162 synthetisiert Eiweiß in der ₁-Globulinzone intensiver und Eiweiß in der Globulinzone ₂ schwächer als normale Zellen. Die Stabilität der, gefundenen phänotypischen Besonderheiten des Stammes LHC—162 läßt sie charakteristisch für diesen Stamm erscheinen. Diese charakteristische Gesamtheit der phänotypischen Eigenschaften kann man als Äußerung der gestörten Differenzierung der Zellen mit Trisomie C7 betrachten. Möglicherweise gibt es ähnliche Zellsyndrome auch für andere Chromosomenanomalien.

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The work was supported in part by research Grants HG-70/9684148 from Human Genetics Unit WHO.     

Zur Cytochemie der Lysosomen in der Rattenniere unter normalen und experimentellen Bedingungen

Zusammenfassung Es wird das Vorkommen der sauren Phosphatase (sP) und der -Glucu-ronidase (-Glu) in den Lysosomen von Rattennieren vom 16. Embryonaltag (ET) bis 33. Lebenstag (LT) sowie von erwachsenen unbehandelten, kastrierten und nach der Kastration mit gleich- bzw. gegengeschlechtlichen Hormonen behandelten Tieren untersucht. Bis zur Geburt entwickelt sich die lysosomale sP und -Glu in den einzelnen Nephronabschnitten und Sammelrohren annähernd parallel. Am 1. LT nimmt in den S₁-Segmenten der iuxtamedullären Nephrone Zahl, Durchmesser und Aktivität der sP positiven Lysosomen sprunghaft zu, um zwischen 5. und 9. LT wieder schnell abzunehmen. Die Aktivität der -Glu steigt dagegen kontinuierlich an. Zwischen 24. und 25. LT nimmt die Aktivität der -Glu in den Lysosomen der S₁- und S₃-Segmente ab, die der sP deutlich zu. Geschlechtsunterschiede treten bei der sP zum ersten Mal am 18. LT in den S₃-Segmenten, bei der -Glu am 25. LT in den S₁-Segmenten auf. Das ausdifferenzierte Enzymmuster für sP und -Glu kann erst bei erwachsenen Tieren nachgewiesen werden. Dann fallen bei beiden Geschlechtern unter den Lysosomen der S₁-Segmente zwei Größenklassen besonders auf: a. große Lysosomen (beim Weibchen 7 m, beim Männchen 5 m) und b. kleinere Lysosomen (bei beiden Geschlechtern 2–3 m). Die großen Lysosomen sind bei Weibchen zahlreicher und sP aktiver als bei Männchen. In den S₂-Segmenten (Durchmesser der Lysosomen 1,5–2,5 m) ist die -Glu in den Lysosomen der Männchen aktiver als bei den Weibchen; jedoch sind die Geschlechtsunterschiede in S₂ geringer als in S₁ In den S₃-Segmenten sind sP und -Glu in den Lysosomen weiblicher Nieren aktiver als in denen männlicher Tiere. — In den übrigen Abschnitten des Nephrons und in den Sammelrohren bestehen keine Geschlechtsunterschiede. — Die Lysosomen der Sammelrohre haben eine höhere Aktivität für -Glu als für sP.Durch Kastration werden die Geschlechtsunterschiede geringer, bleiben aber grundsätzlich erhalten; in den S₁-Segmenten können jedoch Lysosomen über 2,5 m nicht mehr nachgewiesen werden. Nach Testosteronbehandlung männlicher Kastrate nimmt die Aktivität der sP und -Glu gegenüber unbehandelten Kastraten ab. Bei kastrierten weiblichen Tieren treten nach Testosteronbehandlung wieder große Lysosomen auf, das Enzymmuster unbehandelter Tiere wird jedoch nicht erreicht. Östradiolbehandlung kastrierter Tiere führt bei beiden Geschlechtern in etwa zu einer Restitution der normalen Enzymverteilung, insbesondere bei den Männchen. Bei den Weibchen sind die Lysosomen größer und reagieren intensiver als bei Normaltieren, die Anzahl der Lysosomen scheint aber geringer zu sein.Insgesamt ergibt sich, daß die Lysosomen und die lysosomalen Enzyme unter dem Einfluß der Geschlechtshormone stehen.

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On the cytochemistry of lysosomes in the rat kidney under normal and experimental conditions

Summary Acid phosphatase (ap) and -glucuronidase (-glu) have been investigated in the lysosomes of the rat kidney between the 16th embryonic and 33th postnatal day. Furthermore these enzymes were demonstrated in the kidney of adult normal as well as of orchiectomized or ovarectomized rats following treatment with homosexual and heterosexual hormones. — Up till birth, the development of ap and -glu runs nearly parallel to one another in the nephron and in the collecting tubules. At the first day of life an irregular increase with respect to number, diameter, and activity of lysosomes containing ap can be observed in the S₁ segments of the iuxtamedullary nephrons; a decrease occurs between the 5th and 9th postnatal day. On the contrary the -glu activity increases continously. Between the 24th and 25th day of life its activity decreases in the lysosomes of the S₁ and S₂ segments; the ap activity, however, increases. For the first time sex-specific differences concerning the distribution pattern of ap can be revealed around the 18th day of life in the S₃ segments; in the case of -glu ca one week later in the S₁ segments. The final ap and -glu pattern only exists in the kidney of adult animals. Here, in the male and female kidney two classes of lysosomes exhibit striking peculiarities in the S₁ segments: a. big lysosomes (in male 5 m, in female 7 m in diameter) b. small lysosomes (in both sexes 2–3 m in diameter). The big lysosomes are more numerous. Moreover their ap activity is higher in female rats in comparison with the male kidney. In the S₂ segments (lysosomal diameter 1.5–2.5 m) the -glu activity of male rats surpasses that of females. However sex differences in the S₂ are as obvious as in the S₁ segments. In S₃ the strongest ap and -glu reaction appear in female kidneys. — In the other parts of the nephron and in the collecting tubules sexspecific differences have never been observed. — In the lysosomes of the collecting tubules more -glu than ap activity can be detected.Castration induces only a decrease of sex differences, but they do not disappear completely; in the S₁ segments lysosomes being bigger than 2.5 m are absent. In male castrates treated with testosterone the activity of ap and -glu is lowered in comparison with unsubstituted animals. Following application of testosterone the big lysosomes reappear in overectomized rats; but the enzyme pattern of untreated animals will never be obtained. In both sexes treatment of castrated animals with estradiol is accompanied by restitution of the normal ap and -glu pattern especially in males. In the female kidney lysosomes are bigger and more active in comparison with the controls; the number of lysosomes seems to be reduced. Summarizing strong evidence occurs that in the rat kidney lysosomes and lysosomal enzymes are controlled by sex hormones.

     

Studies of inheritance of reaction to common smut in corn

Summary Reaction to Ustilago maydis was studied in resistant and susceptible corn inbreds, their F ₁ hybrids and F ₂ and F ₃ segregants. Marked differences among inbreds in genetic prepotency were found. Segregation was polygenic. The concept of combining ability was applied and estimates of _G ^/2 and _S ^/2 were calculated. Both additive and non-additive gene action was found. Breeding for resistance based on crossing to special susceptible testers was suggested.

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Zusammenfassung An resistenten und anfälligen Mais-Inzuchtlinien, deren F ₁-Hybriden und deren F ₂- und F ₃- Generationen wurde die Reaktion auf Ustilago maydis untersucht. Bezüglich der genetischen Präpotenz zeigten sich bei den Inzuchtlinien deutliche Unterschiede. Die Spaltung war polygen. Es wurde die Methode der Prüfung der Kombinationsfähigkeit angewandt und die allgemeine ( _G ² ) und spezielle ( _G ^/2 ) Kombinationsfähigkeit geschätzt. Sowohl additive wie nicht-additive Genwirkung wurde gefunden. Für die Resistenzzüchtung werden Kreuzungen mit besonders anfälligen Testern vorgeschlagen.

     

Versuche zur Heterosiszüchtung bei Kohlrabi (Brassica oleracea L. var.gongylodes L.)

Zusammenfassung Eine Verbesserung der Frühzeitigkeit der Sorte Prager weißer Treib durch Selektion war nicht möglich.Durch langjährige Selbstung konnten morphologisch einheitliche, z. T. inzuchtgeschädigte Stämme entwickelt werden.Durch Kreuzung dieser Stämme untereinander konnten Heterosiseffekte erzielt werden, die signifikant über der Leistung der Vergleichssorte lagen.Die Kreuzungen mit Sorten ergaben Heterosiseffekte, die die Leistungen der Stammeskreuzungen signifikant übertrafen.Eine Steigerung der Frühzeitigkeit unter Ausnutzung des Heterosiseffektes konnte nachgewiesen werden.Für die sorgfältige Betreuung und Auswertung der Versuche möchte ich an dieser Stelle der technischen Assistentin Frl. M. Nowak besonders danken.Mit 4 AbbildungenQuedlinburger Beiträge zur Züchtungsforschung Nr. 51.     

Elektronenmikroskopisch-cytochemischer Nachweis von Glykogen beiEimeria perforans

Zusammenfassung An Entwicklungsstadien des KaninchencoccidsEimeria perforans wurden elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Darstellung, den Syntheseort und die Lokalisation des Glykogens durchgeführt.Das Glykogen läßt sich nach den bekannten Verfahren der Schnittkontrastierung mit Bleihydroxyd und Kaliumpermanganat elektronenmikroskopisch darstellen. Außerdem gelingen Kontrastierungen des Coccidienglykogens mit Kaliumbichromat, Chromsäure und Rutheniumrot. Nach Einwirkung von -Amylase auf die Schnittpräparate verläuft die Pb(OH)₂-Kontrastierung negativ.Das Glykogen der Makrogamonten und Makrogameten vonE. perforans ist in Cytoplasmaeinschlüssen lokalisiert, die sich mit Osmiumtetroxyd, Phosphor-Wolframsäure und mit Uranylacetat nicht kontrastieren lassen. Die Einschlüsse erscheinen vielmehr nach Behandlung mit diesen Substanzen leuchtend weiß in ihrer elektronendichteren Umgebung. Die Größenausdehnung der Glykogeneinschlüsse hängt von der Darstellungsmethode ab. Die nicht kontrastierten Einschlüsse (nach Osmiumtetroxyd-Fixierung und Nachkontrastierung mit Phosphor-Wolframsäure und Uranylacetat) sind im Durchschnitt 620 m lang und 500 m breit.Der vom Glykogen der Metazoen her bekannte Aufbau aus kugeligen Granula von 20–30 m Größe wird beim Coccidienglykogen nicht beobachtet. Die Glykogeneinschlüsse der Makrogameten enthalten nach der Pb(OH)₂-Kontrastierung längliche Gebilde, die kettenartig miteinander verbunden sind. Da nach den übrigen Darstellungsverfahren andere Strukturen auftreten, ist zu vermuten, daß jeweils andere Komponenten des Coccidienglykogens mit den Kontrastierungsmitteln reagieren. Demnach unterscheidet sich das Glykogen der Coccidien in seinem Aufbau vom Glykogen der Metazoen.Das erste Auftreten des Glykogens wird in jungen Makrogamonten in engem Kontakt mit dem lamellären endoplasmatischen Reticulum beobachtet. Anhäufungen der Kanälchen des endoplasmatischen Reticulum finden sich sowohl in Kernnähe als auch in peripheren Zellbereichen. Die Frage, ob das Glykogen in Kernnähe oder in der Randzone des Makrogamonten synthetisiert wird, ist daher bedeutungslos geworden.Außer in weiblichen Stadien (Makrogamonten, Makrogameten, Zygoten, Oocysten) werden die hellen Glykogeneinschlüsse auch in den Restkörpern der Mikrogamonten angetroffen, bei denen sie auch schon lichtmikroskopisch nachgewiesen worden sind.Über einen Teil der Ergebnisse wurde auf dem I. Internationalen Kongreß für Parasitologie in Rom (21. — 26. 9. 1964) berichtet.Herrn Prof. Dr.R. Danneel, Herrn Prof. Dr.G. Piekarski (Institut für Medizinische Parasitologie der Universität Bonn) und Herrn Prof. Dr.K. E. Wohlfarth-Bottermann danke ich für manche Anregung und Unterstützung. Die Mittel für die Untersuchungen stellte mir die Deutsche Forschungsgemeinschaft zur Verfügung.     

Quantitative Proteinbestimmung in Einzelzellen mit Amidschwarz

Zusammenfassung Amidschwarz B (ASB) bildet in wässriger Lösung bei pH 5,5 mit Rinderserum-Albumin (RSA) stabile und definierte Komplexe, die säulenchromatographisch isoliert werden können. Die Reaktion gehorcht einer komplexen Kinetik und besteht im wesentlichen aus einer schnellen Reaktion, bei der nach etwa vier Stunden drei Moleküle ASB pro Mol RSA gebunden sind und einer wesentlich langsamer verlaufenden, die auch nach 24 h noch gegen keinen Grenzwert konvergiert. Mit Äther/Äthanol denaturierte Filme von ASB zeigen dagegen nur die schnelle Reaktion, die hier jedoch bereits nach zehn Minuten den Grenzwert erreicht hat. Der molare dekadische Extinktionskoeffizient des ASB-RSA-Komplexes läßt sich an diesen Proteinmodellen bestimmen: die säulenchromatographisch isolierten Komplexe haben ihr längstwellings Absorptionsmaximum bei 620 nm und können bei pH 12,3 dissoziiert werden. Nachdem die Additivität der Einzlabsorptionen von ASB und RSA bewiesen werden konnte, ist es möglich, aus den Gesamtspektren sowohl den Protein-, als auch den ASB-Gehalt und daraus den Extinktionskoeffizienten, des bei pH 5,5 gebildeten Protein-ASB-Komplexes, zu ermitteln. Er beträgt nach 3–5stündiger Reaktionszeit rund 110000.Auch bei den denaturierten RSA-Filmen kann, bei bekannter Filmdicke und Dichte, der Extinktionskoeffizient der ASB-Bande bei 620 nm in guter Nährung zu rund 96000 bestimmt werden.Mit Äther-Alkohol fixierte tierische Zellen zeigen ebenfalls nach Einwirkung von ASB und Auswaschen des überschüssigen Farbstoffes das Absorptionsmaximum im Bereich von 600 nm; als Lösungsmittel für den Farbstoff werden Wasser pH 5,5, bzw. Äthanol-TCA mit 200 mg, bzw. mit 150 mg pro 100 ml verwendet. Mit beiden Farbstofflösungen zeigt die Zeitabhängigkeit der Färbung, in Analogie zu den fixierten RSA-Filmen, nur die schnelle Reaktion, die ebenfalls nach 15–20 min bereits den Endwert erreicht. Dieser liegt bei Verwendung der alkoholischen Lösung zwei- bis dreimal höher, als bei Verwendung der wässrigen Lösung. Nach Optimierung der Färbung mit beiden Lösungsmitteln werden die Gesamtextinktionen von EATZ, YATZ, Ratten-Hepatocyten, Hühner-Thymus-und-Bursazellen gemessen und gegen die makroskopisch nach Lowry bestimmten Gesamtproteingehalte [mg/10⁶ Zellen] aufgetragen. Dabei ergeben sich für die Färbung in beiden Lösungsmitteln hochsignifikante positive Linearkorrelationen. Aus der Steigung der Ausgleichsgeraden errechnet sich der spezielle dekadische Extinktionskoeffizient [g^–1·1000 cm²] für die mit ASB gefärbten Zellproteine zu 1,76 (wässrige Lösung) und 3,83 (äthanolische Lösung). Bei den in wässriger ASB-Lösung gefärbten RSA-Filmen ergibt sich aus den molaren Extinktionskoeffizienten ein Konfidenzbereich für den speziellen von 1,21 bis 1,80, beim molekular gelösten RSA ein von 1,67.

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Quantitative determination of proteins in single cells with amidoblack

Summary In aqueous solution Amido Black B (ASB) forms stable and well-defined complexes with bovine serum albumin (RSA) at pH 5.5. The complexes can be separated by column chromatography. The formation of the complexes consists in a fast reaction during which, after 3 to 5 h approximately, 3 molecules of ASB have been bound per molecule RSA, and of a much slower reaction which, even after a laps of 24 h, is still far from approaching its final stage. With solid films of RSA, after denaturation with ethanol, fast reaction is found to approach its final stage after 10 min reaction time. With these model protein preparations, the molar extinction coefficient of the ASB-protein complexes can be determined: the soluble ASB-RSA complexes can be brought to complete dissociation at pH 12.3. After the additivity of the specific absorptions of both RSA and ASB had been proven, it was possible to determine the content of the solution of ASB and RSA, and therefrom the molar extinction coefficient of the ASB-RSA-complex at pH 5.5: ₆₂₀=110,000. ASB-stained ethanolfixed RSA films show an ₆₂₀ of approximately 96,000, if their thickness and specific weight are known.After incubation in watery or ethanolic/TCA solutions of ASB, also animal cells fixed with ether-ethanol show the ASB absorption band to be in the region of 600 nm after removal of the surplus of ASB by thorough washings. As already observed with the RSA films, the kinetics of the staining of the cells show the fast reaction reaching its final stage already after 15 to 20 min. When alcoholic solution of ASB is used, the extinctions are found to be twice or three times higher than those achieved by an aqueous one. After standardization of the staining procedures with both solvents the total extinctions of EATZ, YATZ, rat hepatocytes, chicken thymus and bursa cells were measured and plotted against the macroscopically determined protein content of the respective cells. Highly significant positive linear correlations resulted with staining both in watery and alcoholic solutions, respectively. From the slope of the straight lines, the specific extinction coefficient of ASB stained cellular proteins could be calculated up to ₆₂₀=1.76 with watery ASB solution and ₆₂₀=3.83 with the alcoholic solvent. The soluble ASB-RSA complexes have an ₆₂₀=1.67 the ASB stained ethanol denaturated films of RSA an ₆₂₀ of within a range of 1.21 to 1.80.

     

Über den Einfluss der Bewegungsrichtung der Basilarmembran auf die Ausbildung der Cochlea-Potentiale von Strix varia (Barton) und Melopsittacus undulatus (Shaw)

Zusammenfassung Die vom runden Fenster abgeleiteten Cochlea-Potentiale von Barred Owl (Strix varia) und Wellensittich (Melopsittacus undulatus) werden in einer ursprünglich für Säuger entwickelten Apparatur untersucht. Verbesserungen der schon früher erarbeiteten präparativen Technik für Kleinvögel werden angegeben.Die Cochlea-Potentiale der Eule werden in ihrer Abhängigkeit von Intensität, Dauer und Polarität (Phase) eines ursprünglich rechteckigen Reizimpulses dargestellt. Nur die Stärke des Klicks hat einen wesentlichen Einfluß auf ihre Ausbildung; dies stimmt mit den Beobachtungen an Säugern überein.Nur die Mikrophon-Komponente der elektrischen Schwankungen im Innenohr des Wellensittichs verhält sich wie bei Eule und Säuger. Die auf die Entladungen von Nervenzellen zurückgeführte Komponente N₁ zeigt eine gründlich verschiedene Empfindlichkeit für die Dauer und die Phase des Reizes. Ähnliche Verhältnisse scheinen nach älteren Untersuchungen bei der Taube zu bestehen.In der Diskussion werden die Unterschiede zwischen Sittich (und Taube) einerseits, Eule (und Säuger) andererseits in Parallele zur Größenentwicklung von Cochlea und Fußplatte des Gehörknöchelchens gesetzt.Zur Erklärung der Empfindlichkeit der nervösen Entladungen für die sich mit der Reizdauer und -phase ändernde Bewegungsweise der Basilarmembran wird angenommen, daß die Verlagerung der Haarzellen zum ovalen Fenster erregend, in entgegengesetzter Richtung hemmend wirkt. Bei kurzen Reizen tritt Interferenz beider Wirkungen auf.Ermöglicht durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft.