Applications diverses et normes d'utilisation deBacillus thuringiensis Berliner., souche ≪anduze≫

Zusammenfassung Die unterschiedlichen Empfindlichkeiten der verschiedenen phytophagen Lepidopterenarten gegenüber denn Stamm ≪Anduze≫ vonBacillus thuringiensis berl., die in Laboratoriumsversuchen ermittelt wurden, n?tigten zur Durchführung von Versuchen im Rahmen der landwirtschaftlichen Praxis, um so methodisch die Behandlungsnormen für den pathogenen Stamm festlegen zu k?nnen. In Parzellenversuchen, verbunden mit Studien verschiedener Anwendungsarten des Wirkmittels, wurden gegenPieris brassicae für die praktische Anwendung die n?tigen Konzentrationen und Dosierungen ermittelt. Der Einflus einer kombinierten Behandlung mit Bakterien und Fungiziden auf die Virulenz des Bakterienpr?parates wurde mit Hilfe der Beiden Fungizide Kupferoxychlorid und Dithiokarbamat studiert. Es zeigte sich, dass die Fungizide keine nachteilige Wirkung auf die Virulenz der Bakterienpr?parate haben. Ziel der in Malaucène (Mont Ventoux) durchgeführten Versuche war einerseits die Bestimmung des Behandlungstermins und andererseits die optimale Konzentration des Bakterienpr?parates für die Behandlung einer Freilandpopulation vonThaumetopoea schiff. im Forst. GegenTortrix viridana wurde die zu verwendende Dosis des Bakterienpulvers im Laboratorium und in freier Natur untersucht. Die Vorversuche, die in Grosskulturen mitPyrausta nubilalis auf Mais,Chloridea obsoleta auf Lavendel undArctia caja auf Weinrebe durchgeführt wurden, ergaben ermutigende Resultate, eingehendere Versuche müssen jedoch noch durchgeführt werden. Eine sorgf?ltige Studie der Folgen einer Bakterienbehandlung auf die Bioz?nose wurde indessen nicht vernachl?ssigt, das Verhalten der parasit?ren Insekten vonTortrix undPieris wurde in diesem Zusammenhange ebenfalls eingehend untersucht. Genaue Untersuchungen bewiesen die Harmlosigkeit des Stammes ≪Anduze≫ für Bienen.      

Entwicklungsstadien- und sippenspezifische Zellwand-Autolysine bei der Freisetzung von Fortpflanzungszellen in der Gattung Chlamydomonas

Zellwand-Autolyse ist nach vorliegender Untersuchung in der Gattung Chlamydomonas ein normaler und streng stadienspezifischer Vorgang in der Ontogenese Zum Nachweis der beteiligten lyrischen Faktoren (?Autolysine”) wurden einfache biologische Tests entwickelt Eine Freisetzung von Zoosporen aus den Sporangien mittels enzymatischer Sporangienwand-Autolyse ließ sich bei 52 Stämmen unterschiedlicher Herkunft von 42 Arten nachweisen und ist für die Gattung als generelles Prinzip anzusehen Sekretion wie auch Wirksamkeit der Sporangienwand-Autolysine sind entwicklungsstadien-spezifisch: nur junge Zellen können das Autolysin sezernieren; mit dem Autolysin läßt sich nur die Sporangienwand lysieren, nicht aber die Wand von Zoosporen, vegetativen Zellen oder Gameten Mit Sporangienwand-Autolysinen von Arten, bei denen sowohl vegetative Zellen wie Sporangien von einer gallertigen ?Kapsel” umgeben sind, ließ sich diese Gallerte in jedem Entwicklungsstadium kurzfristig auflösen, ohne jedoch auch hier die eigentliche Zellwand vegetativer Zellen zu lysieren Hinsichtlich der Wirksamkeit der Sporangienwand-Autolysine auf Sporangien anderer Chlamydomonas-Arten ergab sich eine Sippen-Spezifität, d. h. sie wirkten in der Regel nur innerhalb einer Gruppe morphologisch meist ähnlicher Arten, in einigen Fällen nur auf Sporangien des Erzeugerstammes. Nach der Wirkungsspezifität ihrer Autolysine ließen sich die 52 aktiven Chlamydomonas-Stämme 15 Gruppen zuordnen Eine Autolysinwirksamkeit zwischen diesen Gruppen war in mehreren Fällen nachweisbar: die Autolysine von vier Gruppen wirkten im Biotest einseitig auch auf Sporangien der Stämme jeweils einer anderen Gruppe Arten mit gemeinsamem Sporangienwand-Autolysin stimmten auch in weiteren physiologischen und morphologischen Merkmalen überein; offensichtlich handelt es sich um Gruppierungen natürlich verwandter Formen Es werden vier Modi der autolytischen Sporenfreisetzung beschrieben entsprechend dem unterschiedlichen Verhalten der Sporangienwände (totale oder partielle Lysis) und der Gallerten im Sporangieninneren Es wurden Methoden zur Isolierung und Reinigung von Sporangienwand-Präparaten für 14 Chlamydomonas-Arten mit jeweils spezifischem Autolysin ausgearbeitet. Nach dünnschicht-chromatographischen Analysen von Hydrolysaten dieser Wandpräparate sind die Haupt-Zuckerkomponenten fast immer Galaktose und Arabinose, dazu kommen in geringerer Menge je nach Art in wechselnden Verhältnissen Xylose, Fucose, Rhamnose, Uronsäuren und eine nicht identifizierte Pentose; Glucose — und damit Cellulose — fehlt in der Regel oder ist nur in Spuren nachweisbar. Eine Ausnahme macht nur C. ulvaensis. Haupt-Zuckerkomponenten sind hier Xylose und Glucose; Galaktose und Arabinose sind nur in geringen Anteilen enthalten In Bestätigung einer früheren Beobachtung von Claes (1971) wird die Wirksamkeit eines zweiten Autolysins im Entwicklungszyklus von Chlamydomonas nachgewiesen: Gameten der diözischen C. reinhardii sezernieren bei Geißelkontakt der Kreuzungspartner ein ?Gametenwand-Autolysin”, das zum Abwurf der Gametenwände bei beiden Kreuzungstypen führt. Es wurde eine verbesserte Methodik zur Gewinnung des Gametenwand-Autolysins erarbeitet Mit dem Gametenwand-Autolysin ließen sich die Wände aller Zellstadien der Art (Gameten, Zoosporen, vegetative Zellen, Sporangien), mit Ausnahme der Zygoten, total auflösen. Entsprechend dieser Eigenschaft des Gametenwand-Autolysins wurde — erstmals bei einzelligen Grünalgen — ein schonendes Verfahren zur Isolierung von Protoplasten für Zellanalysen entwickelt Mit dem Gametenwand-Autolysin ließen sich nur bei den Stämmen Protoplastenbildung und Sporangiolysis erzeugen, die ein gemeinsames Sporangienwand-Autolysin mit C. reinhardii besitzen; beide Autolysine stimmen also in der Sippenspezifität ihrer Wirkung überein Sporangienwand- und Gametenwand-Autolysine gleichen sich in den bisher geprüften Eigenschaften: sie sind fällbar mit (NH₄)₂SO₄, nicht dialysierbar, temperaturlabil (inaktiviert nach 10 Min. 70 C), inaktivierbar mit 5 × 10^?4 M HgCl₂, mit der Proteinase Papain und meistens mit dem Komplexbildner Äthylendiamin-tetraessigsäure In der Diskussion wird im Zusammenhang mit den Resultaten vorliegender Arbeit über die Zusammensetzung der Zellwände bei den Volvocales, über die Beteiligung von Autolysinen bei der Freisetzung von Fortpflanzungszellen aus Sporangien und Gametangien bei Pilzen und Algen sowie über eine mögliche Berücksichtigung der Sippenspezifität von Autolysinen für ein natürliches System der Chlamydomonaden referiert     

Veränderungen im stomatären Kaliumgehalt bei Änderungen von Luftfeuchte und Umgebungstemperatur

Der Kaliumgehalt der Schließzellen von Valerianella locusta wird bei Stomataschluß stark reduziert; er erhöht sich bei Spaltenöffnung. Dies gilt nicht nur für Stomatabewegungen, die durch Hell-Dunkel-Wechsel ausgelöst werden, sondern auch für stomatäre Reaktionen auf Temperatur- und Luftfeuchteänderungen. Höhere Temperaturen bedingen größere Porusweiten und höhere K -Gehalte in den Schließzellen. Zwischen 48 C und 50 C zeigen immer mehr Stomataapparate Lethalerscheinungen und sind geschlossen; in solchen toten Schließzellenpaaren ist kein Kalium mehr nachweisbar. Im gesamten physiologisch-relevanten Temperaturbereich besteht zwischen dem Öffnungsgrad der Stornata und ihrem K-Gehalt stets ein lineares Verhältnis. Im Unterschied zu den gleichzeitigen Veränderungen von Spaltöffnungsweite und K -Gehalt der Schließzellen bei Stomatabewegungen, die durch Licht- oder Temperaturänderungen bewirkt werden, erfolgen Änderungen der Porusweite in Antwort auf erniedrigte oder erhöhte Luftfeuchte zeitlich vor einer Ab- oder Zunahme des K+-Gehaltes in den Schließzellen. Dies wird besonders deutlich bei totalem Spaltenschluß nach abrupter, starker Senkung oder — zur vollen Öffnung — Erhöhung der Luftfeuchte. Eine Verzögerung in der Veränderung des stomatären K+-Gehaltes gegenüber der Spaltenbewegung ist aber auch festzustellen bei schrittweisen Luftfeuchteänderungen, die zu intermediären Öffnungsweiten der Stornata führen. Bleiben diese mittleren öffnungsweiten unter längerdauernd unveränderten kleinklimatischen Bedingungen bestehen, so sind auch unverändert intermediäre K+-Gehalte in den Schließzellen zu finden. Zwischen Porusweiten und stomatären K+ -Gehalten besteht dann Proportionalität. Beide Größen sind bestimmt durch das jeweilige Zusammenspiel der Umweltfaktoren. Ein Raumdiagramm veranschaulicht dies für die möglichen Werte von Stomataweite und K+-Gehalt der Schließzellen bei einer Reihe von Temperatur/Luftfeuchte-Kombinationen. Die weitgehende Übereinstimmung der Abhängigkeit beider Wertegruppen von dem jeweiligen Kleinklima läßt die starke Prägung der öffnungsweite der Stornata durch deren K+-Gehalt unter unveränderten Umweltfaktoren klar hervortreten. Ändert sich aber die Temperatur oder die Luftfeuchte, so paßt offenbar jeweils ein anderer Mechanismus die schließzelleninterne Kaliumkonzentration der neuen Bedingung an.     

59. P. Hoffmann und H. Sachert: Der Einfluß von Harnstoff auf die Entwicklung von Salicornia brachystachya G. F. W. Meyer — ein Beitrag zum Halophytenproblem

Salicornia-Pflanzen salzreicher Böden zeichnen sich gegenüber Pflanzen weniger haliner Standorte durch prostraten Wuchs, verringertes Frisch- und Trockengewicht und verminderten Stickstoffgehalt aus. Die Chlorophyllbildung ist stark herabgesetzt, dafür kommt es aber zur vermehrten Ausbildung von Betacyanen. Durch eine zusätzliche Stickstoffdüngung über wöchentliche Besprühung von Versuchsparzellen derartiger Salicornieta mit 1 % Harnstoff in Meerwasser lassen sich diese Mangelerscheinungen — bei Aufrechterhaltung aller übrigen Milieufaktoren — nahezu oder völlig aufheben. Die hervorragende Bedeutung des Stickstoffs vor allem für die Zunahme des Chlorophyllgehaltes und für die Verminderung der Betacyansynthese wird unter besonderer Berücksichtigung des Halophytenproblems diskutiert, und es wird die Schlußfolgerung gezogen, daß nicht ausschließlich der erhöhte Salzgehalt und ein Mangel an Nährstoffen im Substrat, sondern auch deren erschwerte Ausbeute seitens des Wurzelsystems der Pflanze die Ursache für das beschriebene Verhalten der Pflanzen auf stark halinen Standorten darstellt.     

Wachstum und Bildung extrazellulärer Polysaccharide in Batch-Kulturen von Porphyridium aerugineum,Rhodophyceae

An batch-Kulturen von P. aerugineum im Algen-Lichtthermostaten und in 5-Liter-Rohren mit Innenbeleuchtung wurde der Einfluß einzelner Nährlösungskomponenten (SO₄-, Mg- und Mn-Gehalt, Tricin- und Tris-Puffer, pH-Wert), sowie von Beleuchtungsstärke und Durchlüftungsintensität auf das Wachstum und auf die Bildung extrazellulärer Polysaccharide untersucht. Beide Prozesse werden durch diese Faktoren verschieden und teils gegensinnig beeinflußt. Als Maß für die Produktion extrazellulärer Polysaccharide diente die Viskosität der Algensuspensionen, für die Wuchsleistung das Trockengewicht. Die für die Bildung extrazellulärer Polysaccharide optimale Sulfatkonzentration der Nährlösung ist doppelt so hoch als die für optimales Wachstum benötigte. Sehr viskose Suspensionen ergeben sich, wenn die molare Mg-Konzentration nur die Hälfte der SO₄-Konzentration des Mediums beträgt. Einseitige Erhöhung der Mg-Konzentration fördert das Wachstum, mindert aber die Bildung extrazellulärer Polysaccharide erheblich. Stark viskositätssenkend bei unverminderter Wuchsleistung wirkt eine Erhöhung des Mn-Gehaltes der Nährlösung. Eine spezifisch viskositätsfördernde Wirkung über die pH-Wirkung hinaus kommt dem Tricingehalt des Mediums zu. Bemerkenswert ist auch das hohe Beleuchtungsoptimum von P. aerugineum. Besonders hohe Wuchsleistungen bei intensiver Produktion extrazellulärer Polysaccharide wurden in den stark belüfteten 5-Liter-Rohren mit Innenbeleuchtung erzielt. Die Ergebnisse werden auch in Hinblick auf eine Möglichkeit zur Gewinnung von gallertigen Wandsubstanzen für industrielle Zwecke diskutiert.     

Regulation des photosynthetischen Elektronentransports zwischen Photosystem II und Photosystem I

Synchronkulturen einzelliger Grünalgen stellen ein ausgezeichnetes Untersuchungsmaterial zum Studium von Änderungen im Photosyntheseapparat ohne Anwendung externer Einflüsse dar. Vorausgegangene Untersuchungen legen es nahe, den begrenzenden Faktor für die Photosynthesekapazität im Elektronentransport zwischen PS II und PS I zu suchen. Die Regulation des Elektronentransportes zwischen PS'II und PS I während der Entwicklungszyklen von Scenedesmus und Chlamydomonas ist Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen. Messungen der Poolgrößen des Plastochinons und der Cytochrome ergaben während der Entwicklungszyklen größere Differenzen für Chlamydomonas als für Scenedesmus. Jedoch waren die Differenzen nicht groß genug, um die Schwankungen in der Photosynthesekapazität zu erklären. Aus den Messungen konnte indirekt geschlossen werden, daß die Poolgröße des Quenchers Q während der Entwicklungszyklen konstant bleibt. Experimente mit den Photosynthesehemmstoffen DCMU und DBMIB an ganzen Zellen und photosynthetisch aktiven Partikeln führten zu dem Schluß, daß die Reoxidationskapazität von Plastochinon den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt und somit die Regulation des nichtzyklischen Elektronentransports darstellt. Die Möglichkeit, daß während der Abnahme des nichtzyklischen Elektronentransports die Kapazität von PS I für zusätzliche zyklische Photophosphorylierung genutzt wird, wird diskutiert. Wir danken Herrn Prof. Dr. A. Trebst für die freundliche Überlassung von DBMIB und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für apparative Unterstützung.     

Extraflorale Nektarien bei Cuscuta

Cuscuta reflexa und C. japonica produzieren auf geeigneten Wirten erhebliche Mengen von Nektar, der zum überwiegenden Teil aus Saccharose und in geringerem Maße aus Monosacchariden und Aminosäuren besteht. Der Nektar wird durch die Pori der modifizierten Spaltöffnungen ausgepreßt, deren Öffnungsweite wahrscheinlich nicht variiert werden kann. Das Interzellularen-system reicht von der Spaltöffnung bis in die unmittelbare Nähe des Leitbündels, so daß ein passives Auspressen des Nektars angenommen wird. Der Feinbau der Nektarienzellen wird unter besonderer Berücksichtigung der Plastiden beschrieben.     

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

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

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

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

Lichtabhängige Insektizidwirkungen auf einzellige Algen

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

Die Bedeutung des Phytochroms für die Entwicklung der Kapazität für Photophosphorylierung

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

Synthese von Pigmenten und Entwicklung des Photosyntheseapparates in einigen Höheren Pflanzen

Die Synthese von Pigmenten und die Entwicklung des Photosyntheseapparates wurde an Keimlingen von Ephedra distachya und Welwitschia mirabilis untersucht, die im Dunkeln bzw. im Licht angezogen wurden. Zum Vergleich wurden Keimlinge der “typischen” Gymnosperme Pinus silvestris untersucht. Die Chlorophyllbildung bei Keimlingen von Welwitschia gleicht derjenigen der Angiospermen, sie synthetisieren Chlorophyll nur im Licht und entwickeln parallel dazu einen funktionsfähigen Photosyntheseapparat. Ephedra bildet ebenso wie die Gymnosperme Pinus Chlorophyll auch im Dunkeln. Die Dunkelsynthese von Chlorophyllen bei Pinus und Ephedra wird nach Überführung ins Licht (nach einer eintägigen lag-Phase) erhöht fortgesetzt. Dunkelangezogene Keimlinge zeigen keine Photosynthesekapazität. Erst nach 5 bis 10 Minuten Dauerlicht beginnt die Sauerstoffentwicklung. Wird die photosynthetische O₂-Entwicklung während der weiteren Ergrünung auf gleichen Chlorophyllgehalt bezogen, zeigt sich während der ersten beiden Tage im Licht ein steiler Anstieg, gefolgt von einem kontinuierlichen Abfall. Dieser wird hervorgerufen durch bevorzugte Synthese von Antennenchlorophyll, welches für eine bessere Ausnutzung von Licht geringerer Intensität sorgt. In der Chlorophyllbiosynthese und der Entwicklung des Photosyntheseapparates folgt Welwitschia den Charakteristika der Angiospermen, während Ephedra ausgesprochene Gymnospermenmerkmale zeigt. Wir danken Prof. Dr. C. H. Bornman und der Staatsdarre Wolfgang (Hanau) für die Überlassung von Samen von Welwitschia mirabilis bzw. Pinus silvestris und Frau I. Krieger und Herrn H. Becker für wertvolle Hilfe bei der Anfertigung des Manuskriptes.     

Biliproteidkomposition und Pigmentverteilung in scheibchenförmigen Phycobilisomen von Rhodella violacea

Ein Modell der Anordnung von Phycoerythrin, Phycocyanin und Allophycocyanin in den scheibchenförmigen Phycobilisomen von Rhodella violacea wird vorgestellt; es steht in Einklang mit der quantitativen und qualitativen Pigmentkomposition, dem intermolekularen Energietransfer sowie der Feinstruktur isolierter Phycobilisomen. Hohe Lichtintensitäten und sechstägiger Nitratmangel führen zu einer Reduktion des gesamten Biliproteidgehalts der Zellen. Darüber hinaus ist eine Veränderung der Pigmentkomposition der isolierten Phycobilisomen nachweisbar. Der Phycocyanin- und der Allophycocyaningehalt sind davon unberührt, während der Phycoerythrinanteil auf wenigstens 78% verringert wird. Der Verlust von zwei bis drei Phycoerythrinaggregaten je Phycobilisom beeinträchtigt weder die Fähigkeit zum Energietransfer noch die Fluoreszenzausbeute bei 665 nm in Suspensionen gleichen Phycocyanin- und Allophycocyaningehalts. Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SFB 103) für die finanzielle Unterstützung.     

The distribution of phytophagous and predacious mites on leaves and shoots of apple trees

Zusammenfassung Es wurde gezeigt, dass die Verteilung der RaubmilbeTyphlodromus pyri scheuten und der phytophagen MilbeMetatetranychus ulmi Koch auf den Bl?ttern von Apfelb?umen sehr ?hnlich ist. Eine Korrelation zwischen beiden Komponenten konnte aber nicht festgestellt werden. Beobachtungen zu drei verschiedenen Zeitpunkten w?hrend des Sommers zeigten, dass die Raubmilben keine Vorliebe für bestimmte Bl?tter haben. Die Obstbaumspinnmilbe zeigt aber im Frühjahr eine deutliche Vorliebe für die basalen Bl?tter.      

Sinnesorgane auf den Antennen vonLithobius forficatus L. (Myriapoda,Chilopoda)

Zusammenfassung Sensilla trichodea auf den Antennen vonLithobius forficatus L. wurden licht-, raster- und durchstrahlungselektronenmikroskopisch untersucht. Jede Antenne tr?gt beim ausgewachsenen Tier etwa 2000 dieser Organe, von denen jedes über 18 Sinneszeüen und mindestens 3 Hüllzellen verfügt. Der Haarschaft ist ungef?hr 100–150Μm lang, sehr elastisch und beweglich aufgeh?ngt. Er verfügt über eine Pore in der Spitze, bis zu der 17 Dendriten ziehen. Ein Dendrit endet mit einem Tubulark?rper in einer komplizierten Cuticuladifferenzierung an der Haarbasis. Die innerste Hüllzelle bildet den Sensillenliquorraum I, in den die Dendriten einmünden und Cilienstruktur annehmen. Sie verfugt über ein reich ausgebildetes granul?res ER und bildet eine innere Dendritenscheide, die die Dendriten bis ins Haar einhüllt. Die zweite Hüllzelle ist die trichogene Zelle. Sie enth?lt zahlreiche Microtubuli und entsendet einen schmalen Ausl?ufer in das Haarlumen, der durch die innere Scheide von den Dendriten getrennt wird. Die dritte Hüllzelle ist die tormogene Zelle, sie bildet den Sensillenliquorraum II. Eine zweite cuticul?re Scheide liegt zwischen trichogener und tormogener Zelle; sie ist mit der K?rperwand verbunden. In der frisch abgestreiften Exuvie des Sensillums findet man keine Reste mehr von Dendriten und anderen Zellausl?ufern; diese müssen vor der Ecdysis zurückgezogen worden sein. Unmittelbar nach der H?utung verfügt das noch im Aufbau befindliche Organ weder über die komplizierte, für die Mechanoreception wichtige Cuticuladifferenzierung an der Haarbasis noch über den Sensillenliquorraum II. Das Sensillum wird als Kombination von Kontaktchemo- und Mechanoreceptor angesehen. Seine m?gliche Bedeutung für die Orientierung vonLithobius wird diskutiert.

---

Sense organs on the antennae ofLithobius forficatus L. (Myriapoda, Chilopoda)

Summary Sensilla trichodea on the antennae ofLithobius forficatus L. were investigated by means of light-, scanning- and transmission-electron-microscopy. Each antenna of the adult animal carries about 2000 of these organs, each of which consists of 18 sensory cells and at least 3 enveloping cells. The elastic shaft is about 100–150Μm long and easily movable. It has a terminal pore, up to which extend 17 dendrites. One dendrite, containing a tubular body, ends in a complicated cuticular structure at the hair base. The innermost enveloping cell forms the “Sensillenliquorraum I”, into which enter the dendrites and assume ciliary structure. This cell has a rich granular endoplasmic reticulum and forms an inner dendritic sheath which envelops the dendrites up into the hair lumen. The second enveloping cell is the trichogen cell. It contains numerous microtubules and sends off a narrow process into the hair lumen, which is separated from the dendrites by the inner cuticular sheath. The third enveloping cell is the tormogen cell, it forms the “Sensillenliquorraum II”. A second cuticular sheath is lying between the trichogen and the tormogen cell, it is connected with the body wall. In the freshly cast exuvia of the sensillum no remains of the dendrites or other cells can be found, they must have been retracted before moulting. Immediately after the ecdysis, the new-developing organ does neither possess the complicated cuticular structure at the base, which is important for the mechanoreception, nor the “Sensillenliquorraum II”. The sensillum is supposed to be a combined contactchemo- and mechanoreceptor. Its possible signification for the orientation ofLithobius is discussed.

---

---

1. Teil einer Dissertation am Fachbereich 23 (Biologie) der Freien Universit?t Berlin (D 188). Herrn Prof. Dr. J. Brandenburg danke ich für sein stetiges Interesse am Verlauf dieser Arbeit. Frau C.St. Friedemann danke ich für die Anfertigung der Zeichnungen, Herrn Rau von der Zentraleinrichtung für Elektronenmikroskopie der Technischen Universit?t Berlin (Leiter: Prof. Helmcke) für die Bedienung des Rasterelektronenmikroskopes und Herrn Prof. Dr. U. Thurm für die kritische Durchsicht des Manuskripts.     

Beitrag zur standortcharakteristik verschiedener GRÜNland-pflanzengesellschaften

Zusammenfassung Die Standortcharakteristik verschiedener Grünlandpflanzengesellschaften hat nicht nur für die Grünlandbewirtschaftung groβe Bedeutung, sondern auch für die Kennzeichnung einzelner Pflanzengesellschaften und für die Ermittlung qualitativer oder auch quantitativer Zeigereigenschaften. Am Untersuchungsmaterial von mehr als 400 untersuchten Grünlandpflanzenbest?nden wird gezeigt, daβ einzelne Analysenwerte, also “Momentaufnahmen” ebenso wie die aus einer gr?βeren Zahl von Einzelwerten gebildeten Mittelwerte nur groben Orientierungscharakter besitzen. Daran ?ndert sich auch durch die Prüfung eines umfangreicheren Analysenmaterials mittels Regressionsanalyse nicht viel. Zeitreihenanalysen, wie sie auf 5 Standorten in zwei Vegetations-perioden durchgeführt wurden, geben einen Einblick in die Dynamik der Meβgr?βen. Durch die Anwendung moderner Rechenverfahren konnten sowohl einfache, wie multiple Zusammenh?nge verschiedener Standortsfaktoren geprüft werden. Dabei ist zu erkennen, daβ die Unterschiede zwischen verschiedenen Pflanzengesellschaften durchweg kleiner sind als die Unterschiede zwischen verschiedenen Jahren. Trotz der teilweise nur sehr geringen Bestimmtheitsmaβe erm?glichen die Untersuchungen einen Einblick in das Geschehen am natürlichen Standort und bilden die Basis für weitergehende experimentelle Untersuchungen. Auf die für die Grünlandwirtschaft bedeutenden Zusammenh?nge zwischen verschiedenen Standortsfaktoren und der Ertragsbildung der Pflanzenbest?nde wird hingewiesen. Prof. Dr. N. Knauer - Abt. Grünlandwirtschaft und Futterbau im Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der Christian-Albrechts-Univer-sit?t Kiel 23 KIEL, Olshausenstr. 40–60.     

The effectiveness of Anthocoris nemorum and A. confusus (Hemiptera: Anthocoridae) as predators of the sycamore aphid, Drepanosiphum platanoides 1 the number of aphids consumed during development

Nymphs of Anthocoris nemorum and Anthocoris confusus were reared in the laboratory, using the sycamore aphid Drepanosiphum platanoides as food. Most of the food required for development is consumed during the last three instars. Individuals which developed in the shortest time consumed least food during development, and weighed least at maturation. Comparison of the weights of field and laboratory reared animals indicates that they consume similar amounts of food during development, and the number of sycamore aphids required for development in the field is estimated. It is suggested that under natural conditions, the number of anthocorids which reach maturity is dependent upon the number of young aphids available during the early stages of the anthocorids' development.

---

Zusammenfassung Anthocoris nemorum und Anthocoris confusus sind Raubinsekten, u.a. für die Blattlaus Drepanosiphum platanoides. Als Teil einer Untersuchung über die Wirkung dieser Pr?datoren auf die Populationen dieser Blattlaus, wurde in Laborexperimenten die Anzahl der w?hrend der Entwicklung verzehrten Blattl?use ermittelt. Die Larven wurden im Laboratorium mit Blattl?usen gefüttert, A. nemorum bei 24° und 14°, um die Einwirkung der Temperatur auf die Entwicklung zu untersuchen, und A. confusus nur bei 24°. Bei 24° entwickelte sich A. confusus schneller, verbrauchte weniger Nahrung und wog weniger als A. nemorum. Auch A. nemorum entwickelte sich bei 24° schneller, verbrauchte weniger, und wog bei der Reife weniger als Exemplare der Art, die bei 14° aufgewachsen waren. Die Umsatzrate der Blattl?use betrug für A. nemorum sowohl bei 24° wie bei 14° 0.18, und für A. confusus bei 24° 0.16. Ein Vergleich der Gewichte der Anthocoriden nach Aufzucht im Laboratorium bzw. im Freiland zeigt, da? diese Insekten im Freiland quantitativ eine ?hnliche Nahrungsaufnahme wie im Laboratorium haben. Unter Verwendung der gefundenen Umsatzraten werden überschlagsberechnungen über das für die Entwicklung der Anthocoriden bis zur Reife ben?tigte Blattlaus-Lebendgewicht aufgestellt. In der Natur werden nur kleine Blattl?use angegriffen; und das für A. nemorum erforderliche Gesamt-Lebendgewicht der Beute wird auf 99 Blattl?use des ersten oder 50 des zweiten Larvenstadiums gesch?tzt; und für A. confusus entsprechend 69, bzw. 35. Dixon (1963, 1966, 1969) hat gezeigt, da? die Anzahl der Ahorn-Blattl?use schon im Mai gro? ist, jedoch im Juni stark abnimmt, da die Erwachsenen dann in eine reproduktive Diapause eintreten. Es wird hier vermutet, da? die Anzahl von überlebenden Anthocoriden von der Anzahl der kleinen Blattl?use des frühesten Sommers abh?ngig ist. Die Beuteauswahl der Anthocoriden wird im Hinblick auf die Spezialisierung ihrer Nahrungsgewohnheiten besprochen.

     

Untersuchungen über die Endospermschleime der Samen von Cercis siliquastrum L. und Ononis natrix L

Die Samen der Caesalpiniacee Cercis siliquastrum sowie die der Papilionacee Ononis natrix enthalten im unterschiedlich stark entwickelten Endosperm quellbare Zellwandschleime. Die Samen von Ononis natrix besitzen ein vergleichsweise gering entwickeltes Endosperm, jedoch sind die einzelnen Zellen bis zur völligen Reduktion des Lumens schleimerfüllt. Bei Wasserzugabe quellen diese Zellwandschleime beider Arten unterschiedlich stark auf. Die Anfärbbarkeit der Endospermschleime wird anhand der Samen von Cercis siliquastrum für verschiedene Farbstoffe beschrieben. Zur näheren Charakterisierung der Quellbarkeit der Endospermschleime werden Quellungsindex sowie Viskositätsveränderung wäßriger Lösungen untersucht. Besonderes Interesse gilt der Untersuchung der Endospermschleime während der Reifung und Keimung der Samen. Dazu werden aus zerkleinerten unreifen, reifen und gekeimten Samen die Schleimstoffe extrahiert, sauer hydrolysiert und chromatographisch analysiert. Anhand chromatogrammspek-tralphotometrischer Untersuchungen ließ sich für die unterschiedlichen Entwicklungsstadien der Samen das Verhältnis von Galaktose/Mannose ermitteln. Dabei wurden zwischen reifenden, reifen und gekeimten Samen von Ononis natrix nur geringe Schwankungen in der Zusammensetzung des Galaktomannans nachgewiesen. Demgegenüber nimmt bei heranreifenden Samen von Cereis siliquastrum der Galaktosegehalt des Galaktomannans bis zur Reife zu und während der Keimung deutlich ab.     

Neuere Untersuchungen über die Einflüsse von verschiedenen Herbiziden auf den pflanzlichen Stoffwechsel

• 1 . Zur Charakterisierung des Einflusses von 2,4-D auf empfindliche und tolerante Pflanzen wird sowohl die 2,4-D-Resistenz als auch die Hitzeresistenz von Flächenschnitten herangezogen
• 2 . Es konnte ein Zusammenhang zwischen Herbizidresistenz und dem Kohlehydrathaushalt bzw. dem Proteinstoffwechsel der Pflanzen gefunden werden
• 3 . Die morphogenetische Wirkung von Atrazin auf die Infloreszenz von Zea mays wird durch einen Einfluß des Herbizids auf den Wuchsstoffmetabolismus zu erklären versucht. Der Kontrollversuch bringt auch tatsächlich ein gefördertes Streckungswachstum von verschiedenen Keimlingen
• 4 . Es wird besonders auf die Brauchbarkeit von Herbiziden für die Grundlagenforschung hingewiesen, insbesondere auf die des Atrazin bei Lichtatmungsuntersuchungen

     

Kofaktor- und Enzymabhängigkeit photosynthetischer Reaktionen in verschiedenen Typen fragmentierter Chloroplasten

Die hochtourig abzentrifugierten Partikel P₂₀₀ einer Digitoninfragmentierung und Heptan-fragmentierte Chloroplasten zeigen in Abhängigkeit verschiedener Enzyme und Kofaktoren folgende Reaktionen:

• 1 . Auf Kosten künstlicher Elektronendonatoren kann über Ferredoxin und Oxidoreduktase NADP reduziert werden, wenn Plastocyanin oder Cytochrom₅₅₂ zugesetzt wird. Als Elektronenakzeptor nach Lichtreaktion I kann an Stelle von Ferredoxin auch ein anderer Akzeptor mit negativem Redoxpotential dienen.
• 2 . NADPH oder an seiner Stelle auch reduziertes Ferredoxin können über eine Oxidoreduktase und Cytochrom₅₅₂ oder Plastocyanin photooxidiert werden, wenn für Lichtreaktion I ein geeigneter Elektronenakzeptor zur Verfügung steht, der nicht (wie z. B. Anthrachinon) mit der Oxidoreduktase in einer Dunkelreaktion reagieren kann. Eine geeignete Substanz ist 1,1′ Trimethylen, 2,2′ bipyridylium-dibromid mit einem Redoxpotential von —550 mV. Heptan-fragmentierte Chloroplasten benötigen zur NADP-Reduktion den Zusatz von Plastocyanin oder Cytochrom₅₂₂, dagegen benötigen sie zur NADPH-Photooxidation keine Zusätze von Oxidoreduktase oder Cytochrom₅₂₂. Diesen Befund könnte man als Argument für die parallele Funktion von Cytochrom f und Plastocyanin als Donatoren für Lichtreaktion I werten.

Die NADP-Photoreduktion auf Kosten künstlicher Elektronendonatoren kann man als ein Teilstück des offenkettigen Elektronentransportes betrachten. Da Ferredoxin als Kofaktor einer zyklischen Photophosphorylierung in vivo betrachtet wird und für die Beteiligung von Cytochrom f und Oxidoreduktase (G. Forti 1968) in einem zyklischen Elektronentransport ebenfalls Hinweise vorliegen, könnte man die Reaktionen der NADPH- und Wasserstoffphotooxidation als Untersuchungs- und Meßmethode für die Enzym- und Kofaktorabhängigkeiten einer zyklischen Photophosphorylierung verwenden.