Befruchtungsbiologische Beobachtungen im Zusammenhang mit der Saatguterzeugung von Hybridweizen

Zusammenfassung Die genetischen Grundlagen der Massenerzeugung von Hybridweizen sind dadurch gegeben, daß es gelang, plasmatisch vererbte pollensterile Weizenlinien zu entwickeln, und daß man Restorer-Gene gefunden hat, welche die Sterilität aufheben. Die befruchtungsbiologischen Kenntnisse für die erfolgreiche Herstellung des F₁-Saatgutes sind aber noch lückenhaft.Um die fehlenden Erfahrungen zu ergänzen, haben wir Versuche angestellt. Wir gingen von der einzig möglichen Voraussetzung aus, daß die beiden Komponenten bei der Herstellung des F₁-Saatgutes in wechselnden Streifen angebaut werden.Die Versuche haben folgendes gelehrt:Die Weizenpollen sinken aus 1 m Höhe in unbewegter Luft 0,6m pro Sec. Da der Weizenpollen in jener Höhe entsteht, in der sich auch die Befruchtung abspielt, dürfte es günstiger sein, wenn die pollengebenden Vatersorten bedeutend höher im Wuchs sind als die Muttersorten.Die Beobachtungen an frisch gesammelten und sonnenbestrahlten oder im Schatten gehaltenen Weizenpollen haben gezeigt, daß sich die Vitalität des Blütenstaubes durch Sonnenbestrahlung nur wenig verringert.Die hinsichtlich der Produktion von F₁-Saatgut angestellten Modellversuche haben bewiesen, daß der Samenansatz gegen die Mitte der Streifen geringer wird, weil die übrigen sterilen Ähren die Bewegung des Blütenstaubes behindern. Die Muttersorte sollte daher nicht über eine Mähdreschschnittbreite angebaut werden.Die Versuche haben auch bewiesen, daß begrannte Ähren die Verbreitung der Pollen stärker behindern als die unbegrannten. Im Hinblick auf die Hybridsaatguterzeugung ist es daher günstiger, wenn die Muttersorte unbegrannt ist.Da es sich nur um einjährige Beobachtungen handelt, müssen die Versuche weitergeführt werden, aber Erfahrungen des ersten Jahres weisen bereits darauf hin, daß diese Fragen in Zukunft große Bedeutung haben werden.

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Observations on the biology of fertilization with regard to seed production in hybrid wheat

Summary Little information is available on the biology of fertilization in male-sterile wheat plants, though such knowledge would be of great importance in the production of hybrid seed.Since serial tests showed that wheat pollen falls from the height of 1 meter at the rate of 60 cm/sec, and since fertilization takes place at the same height at which the pollen is produced, it would be most favorable to use as paternal plants a variety that grows considerably taller than the maternal one. It was observed that sunshine did not speed the sterilization of wheat pollen markedly, and that the pollen can survive a long distance of travel through air.Simultaneous experiments showed that free-falling movement of pollen was impeded by the awns of the male-sterile plants. It is, therefore, recommended that plots of the male-sterile variety be no wider than 4 meters and that such variety be awnless.

     

Experimentell-cytologische Untersuchungen

Zusammenfassung Weizenpflanzen wurden während der Reduktionsteilung der Pollenmutterzellen Temperaturen über 35 und unter 0° C ausgesetzt. Als erstes Zeichen einer Beeinflussung wurde das Sichtbarwerden eines sich schwarz färbenden Teiles des Plasmas, Sideroplasma, beobachtet. Dieses verteilt sich in einer ganz bestimmten Weise auf die Tetradenzellen. Es kommt auch in anderen Pflanzen vor und wird für eine besonders wichtige Substanz des Plasmas gehalten. Bei stärkeren Störungen wird es in der Zelle verlagert und kann dabei die harmonische Orientierung der Chromosomen und achromatischen Substanz in der Zelle verändern. Als Folge davon können diploide und tetraploide Kerne entstehen.Die abnormale Temperatur kann aber auch direkt die Chromosomen beeinflussen und neben anderen Veränderungen der Chromosomen bewirken, daß statt Interkinesekernen Ruhekerne entstehen, indem sich vermutlich die Chromosomen schon in der ersten Telophase vollkommen längsspalten.Unter der Voraussetzung, daß die achromatische Kernsubstanz und die Chromosomen autonome Entwicklungszyklen während der Kernteilung durchlaufen, wurde eine Hypothese zur Erklärung der Chromosomenbewegung aufgestellt.Ebenso wurden die Untersuchungsergebnisse für eine Hypothese der Zellteilung verwertet.     

Die Bedeutung von Umweltfaktoren und Geschlechtshormonen für den Jahresrhythmus der Zugvögel

Zusammenfassung Unter natürlichen Bedingungen bestimmt eine Vielzahl eng miteinander gekoppelter endogener und exogener Faktoren die Wechsel zwischen Zug- und Ruhephasen im Ablauf des Jahres.Alle Übergänge von schwachen zu starken Zugvögeln, entsprechend der Zunahme der Bedeutung der endogenen Komponente und Abnahme einer exogenen Steuerung sind bekannt.Bei schwachen Zugvögeln kann im Versuch im Herbst der Zugtrieb durch unterschiedliche Temperatur, Nahrungsmenge und -art gehemmt, ja sogar völlig unterdrückt werden. Die Stärke der Abhängigkeit ist eng gekoppelt mit der wechselnden inneren Stimmung im Jahresablauf.Das Experiment hat ergeben, daß die Wirkung ungleicher Ernährungsbedingungen durch künstliche Zufuhr von Geschlechtshormonen im Herbst aufgehoben wird.Im Frühjahr ist die Intensität des Zugtriebes, wenn, dann nur wenig von Umweltreizen abhängig. Künstliche Zufuhr von Geschlechtshormonen hat im Frühjahr keine oder nur eine geringe Steigerung der nächtlichen Aktivität entsprechend der inneren Stimmung des Vogels zur Folge.Unter natürlichen Lebensverhältnissen beginnt allgemein im Winterquartier die Entwicklung der Keimdrüsen, deren Wirkstoffe dafür sorgen, daß der Vogel ungehemmt von Umwelteinflüssen schnellstens in sein Brutgebiet kommt.Die Intensität des Frühjahrszuges hängt vom Entwicklungszustand der Gonaden ab. Den Geschlechtshormonen kommt demnach während des Zuges eine wichtige, wenn auch wahrscheinlich keine entscheidende Bedeutung zu.Es wird die Arbeitshypothese aufgestellt, daß der Zugtrieb als ein höherer Impuls das ganze Jahr vollfertig bereit ist, den während der Ruhephasen endogene und exogene Faktoren blockieren. Die Möglichkeit, ihn zu allen Jahreszeiten künstlich zu blockieren oder auszulösen, läßt dies vermuten.Die während der Winterruhe blockierenden endogenen Komponenten sind unbekannt. Bei schwachen Zugvögeln spielen exogene eine entscheidende Rolle.Überschreiten quantitativ die gleichen Wirkstoffe der Keimdrüsen, welche im Frühjahr die Zugintensität steigern, ein gewisses Niveau, so wird der Zugimpuls blockiert. Ob der Abbruch des Zuges im Frühjahr und die damit beginnende Fortpflanzungszeit ursächlich hiermit zu erklären sind, bleibt unbekannt.Versuchsergebnisse weisen darauf hin, daß sich entsprechend dem Ablauf der Instinkthandlungen der Fortpflanzung verschiedene blokkierende Wirkstoffe ablösen.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. Karl Junkmann, durch dessen Vermittlung wir die Präparate von der Schering AG freundlichst zur Verfügung gestellt bekamen.Herrn Prof. Dr. A. Kühn zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Studie zur intrachromosomalen Bruchverteilung bei menschlichen Leukocyten

Zusammenfassung Die intrachromosomale Verteilung von spontanen und durch unterschiedliche mutagene Agentien induzierte Chromosomenaberrationen in vitro wird statistisch analysiert. Neben einer gesicherten, nicht zufällig ungleichmäßigen, intrachromosomalen Verteilung von Chromatid-und Isochromatidbrüchen unter Einwirkung des jeweiligen mutagenen Agens wird eine nicht zufällig unterschiedliche Verteilung von spontanen und unterschiedlich induzierten Bruchfrequenzen in den vor allem von Defizit und Überschuß betroffenen gleichnamigen Segmenten festgestellt. Es muß offenbleiben, ob die unterschiedlichen Bruchverteilungsmuster auf verschiedene Bruchentstehungsmechanismen zurückzuführen sind.

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Summary The intrachromosomal distribution of spontaneous and by different mutagenous agents induced chromosomal aberrations in vitro is statistically analysed. The intrachromosomal distribution of chromatid-and isochromatidbreaks under the influence of the respective mutagenous agents as well as the distribution of spontaneous and diversly induced break frequencies mainly in those correspondent segments, which are affected by deficiency and excess, is significantly different.

     

The role of the frontal ganglion in the control of protein metabolism inLocusta migratoria

Summary 1. After removal of the frontal ganglion, there is an immediate permanent decrease in the blood protein level.2. The cytoplasmic RNA concentration, the blood amino-acid level and the midgut protease level, also decrease after this operation.3. These effects cannot be reversed by feeding as is the case in starved animals.4. The above results provide clear evidence that the frontal ganglion plays a vital part in controlling protein synthesis in the growing locust.

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Die Bedeutung des Frontalganglions für die Kontrolle des Proteinstoffwechsels beiLocusta migratoria

Kurzfassung Am dritten Nymphenstadium vonLocusta migratoria konntenClarke &Langley (1963a) zeigen, daß die Entfernung des Frontalganglions eine völlige Einstellung des Körperwachstums zur Folge hat. Elektrophorese des Blutes operierter Tiere läßt eine starke permanente Abnahme des Proteingehaltes erkennen. Gleichzeitig kommt es zu einer allgemeinen Verringerung des RNS-Gehaltes der Gewebe. Diese ist besonders augenfällig in den aktivsten Geweben, wie etwa der Epidermis und dem Mitteldarmepithel. Weiterhin ergaben papierchromatographische Untersuchungen, daß — im Gegensatz zu der bei Hungertieren angetroffenen Situation — eine Abnahme der Aminosäurekonzentration des Blutes erfolgt, welche ihrerseits wiederum zu einem Zusammenbruch des Wasserhaushaltes führt. Noch nicht abgeschlossene Untersuchungen über die Mitteldarmproteasen deuten auf eine ungenügende Synthese dieser Enzyme in den Epithelzellen der operierten Tiere hin. Es wird eine allgemeine Kontrolle der Proteinsynthese durch das neurosekretorische System postuliert und angenommen, daß dieses System wiederum durch sensorische Impulse kontrolliert wird, welche von den pharyngealen Dehnungsrezeptoren über das Frontalganglion zum Gehirn gelangen.

     

Das Gefäss-System der Rattenniere

Zusammenfassung Das Gefäßsystem der Rattenniere wurde mit Hilfe von Plastoid-, Tusche- und Gelatineinjektionen an 130 Tieren untersucht.Die zwei unterschiedlichen Kapillargebiete der Rinde, der rundmaschige Plexus des Labyrinthes und der langmaschige der Markstrahlen, werden beide durch direkte Äste aus den Vasa efferentia versorgt: sie sind im Zufluß somit parallelgeschaltet. Im Abfluß existiert diese Unabhängigkeit nicht: das Blut der Markstrahlkapillaren muß zum größten Teil über die Labyrinthkapillaren in die Venae interlobulares abfließen. Zum Teil gewinnen die Markstrahlkapillaren auch Anschluß an die aus dem Mark aufsteigenden venösen Vasa recta.Die Einteilung des Markes in Außenstreifen, Innenstreifen und Innenzone findet auch im Verhalten der Gefäße ihre Berechtigung: Zu- und Abfluß sowie die Art der Kapillarisierung der drei Markabschnitte sind sehr verschieden. Die zuführenden Gefäße sind die arteriellen Vasa recta, die sich ausschließlich aus den Vasa efferentia der juxtamedullären Glomerula bilden und sich dann bei der Versorgung der drei Markabschnitte stufenweise bis zur Papillenspitze hin aufbrauchen. Entsprechend der Aufzweigung der arteriellen Vasa recta bilden sich venöse Vasa recta in allen Teilen des Markes. Sie steigen im Mark auf, ohne sich zu vereinigen, und treten als geschlossene Phalanx in den Außenstreifen über. Hier vereinigen sie sich aufsteigend allmählich und münden in Venae interlobulares oder arcuatae. Die arteriellen und venösen Vasa recta für die bzw. aus der Innenzone durchlaufen den Innenstreifen gebündelt in kräftiger entwickeltem Bindegewebe. Zu- und Abfluß eines jeden der drei Markabschnitte geschieht somit niemals über Kapillaren eines der beiden anderen, sondern immer über Vasa recta. Es würde dies bedeuten, daß die drei Markabschnitte eine voneinander relativ unabhängige Blutversorgung hätten. Dies ist jedoch nicht der Fall, denn die Vasa recta sind nicht allein Verteilergefäße, sondern ihrem Baue nach gleichzeitig weitlumige Kapillaren. Da aber die Vasa recta der Innenzone den Innenstreifen gebündelt und damit weitgehend unabhängig von den Tubuli durchlaufen, ergibt sich dennoch eine funktionelle Trennung der Blutversorgung von Innenstreifen und Innenzone, während sich die Durchblutung von Innenstreifen und Außenstreifen aufsteigend vermischt.Die funktionellen Konsequenzen, die sich aus dieser sehr eigenartigen und komplexen Gefäßarchitektur des Markes ergeben, werden diskutiert.Herrn Professor Dr. med. Dr. h. c. mult. Friedrich Wassermann zum 80. Geburtstag in Verehrung und Dankbarkeit gewidmet.     

Analisi sperimentale dello sviluppo dell'ala nell'embrione di pollo

Zusammenfassung Mit Hilfe von Kohlenmarken wurde das Schicksal von verschiedenen Mesodermbezirken und von verschiedenen Zonen des Ektoderms der Flügelanlage bei Hühnerembryonen untersucht.Die Änderungen der Form und der Lage der in der Epidermis gesetzten Marken beweisen, daß das Ektoderm der Anlage distalwärts wächst und gleichzeitig in derselben Richtung gleitet. Dadurch beteiligt sich die Epidermis der beiden Flächen der Anlage an der Bildung und am Wachstum der Leiste, die den freien Rand der Gliedmaßenanlage bedeckt.Das Verhalten der Epidermis bei der normalen Morphogenese und nach Entfernung von sogar ziemlich ausgedehnten Epithelbezirken beweist, daß die epitheliale Randleiste keineswegs an der epithelialen Bekleidung der beiden Flächen der Gliedmaße teilnimmt. Die Randleiste vergrößert sich, sei es durch progressives Ausgleiten der Epidermis der beiden Flächen der Gliedmaße, sei es durch innere Wachstumstätigkeit.Verfasser versuchten die Lage der verschiedenen Bezirke des Mesenchyms der Anlage zu bestimmen, von welchen die verschiedenen Abschnitte des Flügels herstammen (vom Stadium 18 bis zum Stadium 27 nachHamburger-Hamilton). Diese Feststellungen wurden schematisch in Form von Aufrissen dargestellt (s. Abb. 15). Vom Stadium 19 mit 26 sondern sich die präsumptiven Bezirke des Vorderarmes und der Hand in verschiedenen Zeitabschnitten am Rande der Gliedmaße direkt unterhalb der epithelialen Randleiste ab; im einzelnen sind jedoch die Bezirke der Hand bis zum Stadium 21 mit Hilfe der Kohlenmarken nicht erkennbar.Die Resultate der verschiedenen Experimente beweisen, daß das Mesenchym, das bestimmt ist, die distalen Segmente des Flügels zu bilden, vom distalen Abschnitt der unmittelbar angrenzenden Bezirke abstammt, sich also an Ort und Stelle aus dem randständigen Material bildet und nicht dadurch entsteht, daß Zellen, die von anderen Bezirken herstammen, unter der Leiste zusammenfließen. Dieses Problem bedarf jedoch noch weiterer Untersuchung.Das Schicksal von Marken, die in verschiedenen Abschnitten der Epidermis der Gliedmaßenanlage und gleichzeitig im untenliegenden Mesenchym gesetzt wurden, beweist, daß zwischen den Stadien 18 und27 eine fortschreitende, allmähliche Änderung in den räumlichen Verhältnissen zwischen Mesenchym und Epidermis stattfindet, in dem Sinne, daß eine bestimmte Epidermisfläche in folgenden Stadien der Entwicklung verschiedene Mesenchymbezirke, die im allgemeinen immer distalwärts gelegen sind, bedeckt.Die bei der normalen Entwicklung stattfindenden morphogenetischen Verschiebungen und Wachstumsvorgänge wiederholen sich ohne wesentliche qualitative Abänderungen bei der Entwicklung von Gliedmaßen, welche in mehr oder weniger großem Ausmaß des Mesenchyms und der darüberliegenden Epidermis beraubt wurden.

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Dedicato al Prof. G.Levi in occasione del Suo 86 ° compleanno.     

Ricerche sullo stroma fibrillare delle colture in vitro esaminato a fresco a mezzo del campo oscuro

Zusammenfassung Durch Beobachtung im Dunkelfeld des Gerüstes der Kulturen verschiedener Gewebe (nach Verdauung der Zellen und des Kulturnährbodens mit alkalischer Pankreatinlösung) wurde festgestellt, daß das faserige Gerüst aus unabhängigen Elementarfibrillen vom submikronischen Durchmesser besteht. Bei den Kulturen kommt also eine eigentliche Gitteranordnung der Kollagensubstanz niemals vor.Die erste Anlage der Kollagenfibrillen besteht aus einem Faden von bestimmbarer Länge (10–15 ), welcher alle Eigenschaften der Kollagensubstanz besitzt. Dieser Faden wächst später in seiner Länge bis auf einen unbestimmbaren Wert sowie in seiner Dicke, jedoch ohne die Dicke, die die Elementarfibrillen der gereiften Bindegewebe zeigen, erreichen zu können; dieser Reifungsprozeß besteht in einer Intussuszeption und niemals in einer Verschmelzung verschiedener dünner Fibrillen zu dickeren Einheiten.Die Elementarfibrillen sind so angeordnet, daß sie bald Bündel, bald Fasern, bald geflechtartige Maschen bilden: diese letztere können mit der Silbermethode ein echtes Gitter täuschend nachahmen.Die bündel- oder geflechtartige Anordnung ist unabhängig vom Stadium des Wachstums der Fibrillen, so daß die geflechtartige Anordnung nicht als eine der Bündelbildung vorhergehende Phase betrachtet werden kann. Gegen die Theorie des Präkollagens spricht sich der Verfasser aus.Auf Grund der Analyse der optischen, mechanischen und strukturellen Eigenschaften des Kulturengerüstes ist bestätigt worden, was schon von anderen Verfassern behauptet wurde, und zwar daß das Gerüst der Kulturen keinen hauptsächlichen Unterschied mit dem echtsn Kollagen zeigt.     

Versuche zum Problem der Flauschbildung beim Kulturchampignon

F. Zusammenfassung In der Arbeit geht es um die Frage, ob der Nährboden die Entwicklung eines bestimmten Myceltyps beeinflußt. Es handelt sich dabei um den unerwünschten stark flauschigen Typ, der zu Ertragsdepressionen führt. Die Versuche wurden mit zwei verschiedenfarbigen Stämmen, von denen jeweils der Flauschtyp und der Normaltyp vorlagen, und sechs Nährböden durchgeführt. Es wurde ein nachhaltig günstiger Einfluß des Kompost-Agars beobachtet, der allerdings nur beim flauschigen Typ des weißen Stammes in Erscheinung trat. Auch zeigten die Versuche, daß man den flauschigen und den fädigen Typ bis zu einem gewissen Grad von einander getrennt halten kann, wenn man bei der Vermehrung des Mycels durch Teilung stets nur den gewünschten Typ vermehrt.

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Investigations of the problem of development of fluffy mycelium in cultivated mushrooms

Summary The study deals with the question of the influence of the nutrient medium upon appearance of a certain type of mycelium, namely the undesirable strongly fluffy type, which leads to decreased yields. The experiments were carried out with two strains of different color (each with fluffy and normal mycelium respectively). Six different nutrient media were tested. A lasting favorable influence of compost-agar was found, but only in the fluffy type of the white strain. The experiments also showed that it is possible to maintain fluffy and normal stringy types separately to some extent, by propagating only the desired type at each mycelium transfer.

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Für ihre gute Assistenz möchte ich Fräulein Christl Weiß und Fräulein Jutta Klinckmann vielmals danken. Herrn Konrad Engelhardt sei für die Aufnahmen gedankt.

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Angenommen durch W. Seyffert     

Experimentelle Untersuchungen über die Funktion der Kalksäckchen bei Froschlurchen

Zusammenfassung Durch Röntgenaufnahmen wurde der Füllungszustand der sog. Kalksäckchen von Fröschen kontrolliert, die in etwa blutisotonischen Lösungen von CaCl₂ und SrCl₂ saßen. Es ließ sich schon nach weniger als 2 Wochen eine deutliche Zunahme des mineralischen Inhaltes der Kalksäckchen nachweisen, die mit der Zeit immer weiter fortschritt und bei einem Frosch, der in der Chlorkalziumlösung 126 Tage lang am Leben blieb, zu einer weit über dem Durchschnitt liegenden Füllung der Säckchen führte. Damit ist erwiesen, daß lösliche Erdalkalisalze von den Amphibien durch die Haut aufgenommen und zum Teil in den Kalksäckchen in ungelöster Form (als Carbonate) abgelagert werden.In einer anderen Versuchsreihe wurden Fröschen in Urethannarkose beide Oberschenkel gebrochen und die Veränderung der Kalksäckchen mit der gleichen Methode von Zeit zu Zeit kontrolliert. Es gelang, wenigstens eines von den Versuchstieren bis zur beginnenden Verknöcherung der Calli am Leben zu erhalten. Bei diesem Tiere hatten die Kalksäckchen deutlich an Mineralgehalt eingebüßt. Da außerdem zufällig ein Frosch mit alten, unter sehr starker Callusbildung verheilten Frakturen beider Oberschenkel zur Beobachtung kam, bei dem sämtliche vertebralen Kalksäckchen absolut leer waren und auch die Otolithen etwas reduziert erschienen, muß im Gegensatz zu den Angaben Herters angenommen werden, daß zur Knochenneubildung die Kalkvorräte in den Säckchen herangezogen werden.