Probing by aphids in the leaf tissues of resistant and susceptible sugar beet

The probing of Aphis fabae and Myzus persicae in the leaves of sugar beet with inherited resistance or susceptibility to aphids was studied by microscopic examination of samples of whole leaves, prepared after 48 h exposure to adult aphids at approximately three aphids cm^-2.The density of saliva stylet-sheaths left by the aphids (cm^-2) and the proportion reaching phloem differed between sugar beet stocks and were inversely associated. Differences in resistance between stocks could not, however, be related directly to either. All beet stocks examined were probed freely. Seasonal differences in sugar beet grown in the glasshouse affected the proportion of sheaths reaching the phloem, but the differences between beet stocks were similar at all times.The densities of sheaths left by different clones of M. persicae corresponded with the aphids' response to sugar beet as a host plant. Among aphid clones which readily colonize sugar beet, the densities of stylet sheaths which reached phloem suggested that the adults of both A. fabae and M. persicae gained sufficient access to sieve tubes to satisfy their nutritional needs. The phloem of sugar beet from the glasshouse was always within the estimated maximum depth to which the aphids probe; but, in leaves from the field, it appeared that the phloem might be inaccessible to young M. persicae in the sugar beet crop during late summer.

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Zusammenfassung Das Proben von Aphis fabae und Myzus persicae in Blättern von Zuckerrüben mit erblicher Blattlausresistenz bzw.-anfälligkeit wurde untersucht durch mikroskopische Durchmusterung von Speichelscheiden in Proben von ganzen Blatt. Rübenblätter wurden mit genähert drei adulten Läusen cm^-2 besetzt und nach 48 Stunden quergeschnittene Streifen der Blätter in Alkohol fixiert, gefärbt und mit der Unterseite nach oben auf Objektträgern eingeschlossen.23890 Speichelscheiden wurden registriert. Die Dichte der Scheiden von M. persicae (cm^-2) und der Anteil der das Phloem erreichenden Scheiden (SRP) unterschieden sich signifikant zwischen den Rübenstämmen. Bei A. fabae ergaben sich entsprechende, aber nicht gesicherte Unterschiede. Scheidendichte und Prozentsatz SRP waren gegenläufig, zwei Rübenstämme zeigten eine hohe Scheidendichte, zwei andere hatten weniger Scheiden, aber einen höheren Prozentsatz SRP. Diese Gruppierung der Stämme korrespondierte aber nicht mit ihrer Blattlausresistenz. Aus der Scheidendichte ergab sich, dass M. persicae und A. fabae auf allen geprüften Rübenstämmen, resistenten und anfälligen, unbehindert probten, so dass jede Laus das Phloem durchschnittlich etwa viermal am Tag erreichte. Ein Klon von M. persicae, der sich an Rüben nicht entwickelt, hinterliess weniger Scheiden in den Blättern aller Stämme.Der Anteil von SRP war bei Prüfungen im März grösser als im November. Dieser Unterschied war besonders deutlich bei Scheiden von Larven, die im übrigen zu allen Zeiten das Phloem weniger oft erreichten als ihre Eltern. Messungen des Abstandes von der unteren Blattfläche zum Phloem ergaben, dass das Phloem den Läusen in Gewächshaus-Zuckerrüben immer zugänglich war. M. persicae-Larven konnten jedoch in Blättern von Freilandrüben das Phloem nicht erreichen.

     

Zur Lokalisierung der funktionstüchtigen Siebzellen im sekundären Phloem von Metasequoia glyptostroboides

Zusammenfassung Der Transport von ¹⁴C-markierten Assimilaten und der Verlauf der Stechborsten von Aphiden im Phloem eines zweijährigen Zweiges von Metasequoia glyptostroboides wurden mit dem Ziel untersucht, den Bereich der funktionstüchtigen Siebzellen genau zu lokalisieren. Mit Hilfe einer neuen Methode der Gefrierschnitt-Autoradiographie kann gezeigt werden, daß sich die Radioaktivität stets im Bereich der jüngsten Phloemelemente zwischen Cambium und erstem Bastfaserring befindet. Auf Metasequoia parasitierende Rindenläuse stechen gleichfalls stets diejenigen jungen Siebzellen an, die in unmittelbarer Nachbarschaft zum ersten Bastfaserring liegen.

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Localization of the functioning sieve cells in secondary phloem tissue of Metasequoia glyptostroboides

Summary Translocation of ¹⁴C-labeled assimilates and the path of aphid stylets in the phloem tissue have been examined in order to localize the region of functioning sieve cells in a two-year-old branch of Metasequoia glyptostroboides in October. A new method of microautoradiography using cryostat sections is described. Radioactivity was found only in the region of the youngest phloem cells adjacent to the cambium. Aphids feeding on Metasequoia pierce those sieve cells associated with the first band of bast fibers.

     

Weitere Untersuchungen über den nativen Wuchsstoff

Zusammenfassung Eine Fortsetzung unserer Studien über das Vorkommen eines säure- und erbsenenzymfesten Wuchsstoffes, den wir in einer Reihe von Arbeiten beschrieben hatten, machte es wahrscheinlich, daß dieser doch mit IES identisch sei. Dafür sprachen chromatographische Untersuchungen, die einen ähnlichen Rf-Wert ergaben, ferner ein der IES etwa entsprechendes Molekulargewicht und schließlich das Ergebnis einer UV-Absorptionsanalyse. Es handelte sich nunmehr darum, festzustellen, wie sich die bisher beobachtete Resistenz gegen die Einwirkung von HCl und Erbsenenzym erklären lasse. Bezüglich der letzten ergab sich eine überraschende Feststellung. Ein in alkoholischen Extrakten vorhandener Stoff setzt die Wirksamkeit des Erbsenenzyms weitestgehend herab. Dies wird besonders dadurch bewiesen, daß reine IES schon in der Konzentration 10^–5 g/cm³ nach Zusatz wuchsstofffreien Extraktrückstandes durch die IES-Oxydase nur zum geringen Teil zerstört wird. Bei Verwendung von Säure wird Unzerstörbarkeit leicht durch die bei der Einengung der Extrakte entstehende Konzentrationserhöhung vorgetäuscht. Die beschriebene Schutzwirkung des Extraktes war schon, in eigenen früheren Versuchen, sowie vonMayr (1956) gegenüber UV-Licht beobachtet worden. Die Natur des fraglichen Stoffes wäre durch weitere Versuche zu klären.     

Über die Verwertung von Huminsäuren als Nährstoffquelle durch Mikroorganismen

Zusammenfassung Bei Prüfung von 3 verschiedenen Huminsäuren (Braunhuminsäure, Grauhuminsäure, synthetische Huminsäure) auf ihre Verwertbarkeit durch 18 Organismenstämme (vorwiegend Proactinomyceten, ferner Hefen, Corynebacterium-und Micrococcus-Arten) wurde der Stickstoff von allen Stämmen (auch Hefen) zu 2–10% verwertet, der Kohlenstoff nur von 2 Nocardia-Arten zu etwa 2%.Diese Versuche wurden durch Atmungsmessungen mit der Warburg-apparatur durchgeführt und ergänzt durch Versuche im Erlenmeyerkolben mit Bestimmung der N-Abnahme der Huminstoffe und im Falle der Hefen Zählung des Mikroorganismezuwachses; ferner durch Abnahme der Farbstoffintensität bei Messung mit dem Beckmann-Spektralphotometer.Mischkulturen wiesen gegenüber den Reinkulturen bessere Ergebnisse auf.Bei Zugabe von alkalischem Humat zur neutralen Nährlösung erfolgte eine erhebliche Bildung von Gas, das überwiegend aus CO₂ und etwas O₂ bestand. Die Braunhuminsäure zeigte keine Gasbildung.Die selbstextrahierte Grauhuminsäure wies mit der synthetischen Huminsäure große Übereinstimmungen auf, sowohl in den Analysenwerten als auch in den Versuchsergebnissen. Die synthetische Huminsäure enthielt heterocyclischen Stickstoff. Eine Braunhuminsäure aus Kasseler-Braun war nur sehr schlecht zu verwerten. Die synthetische Huminsäure erbrachte die besten Ergebnisse.Auszug aus der gleichlautenden Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen, November 1957.     

Über den Einfluss des Heteroauxins auf die Kationenzusammensetzung der Blattasche der Tomate

Zusammenfassung Die in jungen, eingetopften Tomatenpflanzen vorliegende Verteilung der Kationen in der Blattasche zeigt ein Maximum an Kalium in den jüngsten und ein Minimum in den ältesten Blättern. Für das Calcium liegen die Verhältnisse umgekehrt. Eine Besprühung der ganzen Pflanze mit einer Lösung von IES (10^–5}, 10^–6) hat eine epinastische Bewegung der Blätter zur Folge. Hierbei haben die ältesten Folgeblätter eine Frischgewichtszunahme von 18% zu verzeichnen, der nur eine geringfügige Trockengewichtszunahme gegenübersteht (vermehrter Wassereinstrom). Nach der IES-Besprühung erfolgt bei den ältesten Blättern eine starke Kalizunahme, während gleichzeitig in den jüngeren Blättern eine leichte Abhahme des Kaliums in der Aschenzusammensetzung zu erkennen ist.Die dabei zu beobachtende Umkehrung der Kaliwanderung in basipetaler Richtung zu den ältesten Blättern hin läßt eine von der Indolylessigsäure ausgelöste Acceptorwirkung gegenüber dem Kalium vermuten.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Chinazolinderivate bei Pseudomonaden

Zusammenfassung Das bei Pseudomonas aeruginosa vorkommende 2-Aminoacetophenon steht im Stoffwechselzusammenhang mit verschiedenen Derivaten des 4-Methylchinazolins. In gereinigten Chloroformextrakten aus Plattenkulturen von Pseudomonas aeruginosa wurden im Vergleich mit synthetischen Eichsubstanzen die betreffenden Substrate durch Papierchromatographie lokalisiert und ihre Identität anhand von Derivatchromatogrammen gesichert. Folgende Verbindungen wurden identifiziert: 4-Methylchinazolin, 2,4-Dimethylchinazolin, 4-Methyl-2-äthylchinazolin, 4-Methylchinazolin-2-carbinol und 4-Methylchinazolin-2-carbonamid. Ferner gelang im Chloroformextrakt von Sarcina lutea der Nachweis von N-Formylaminoacetophenon.Durch Versuche mit ¹⁴C-Methylen-markiertem l-Tryptophan wird gesichert, daß ein neuer Abbauweg des Tryptophans über das N-Formylkynurenin besteht und weiter über N-Formylaminoacetophenon zu 4-Methylchinazolin und freiem 2-Aminoacetophenon, das nach Reacylierung und Cyclisierung mit Ammoniak die übrigen Derivate des 4-Methylchinazolins liefert. Zu den bisher bei Pseudomonaden bekannten Tryptophanabbauwegen, dem Aromatischen Weg über die Anthranilsäure und dem Chinolinweg über die Kynurensäure, kommt noch ein dritter hinzu, der als Chinazolinweg bezeichnet wird.     

The effect of indole-3-acetic-acid on the photosynthetic apparatus of Sinapis alba

The influence of indole-3-acetic-acid (IAA) during the development of primary leaves of Sinapis alba was studied. IAA treatment (4 ppm 22.8 M) caused a decrease of dry weight, soluble reducing sugars, soluble protein, chlorophylls, carotenoids and cytochrome f; it also caused a lower ratio of protein to chlorophyll, a lower ratio of chlorophyll a to chlorophyll b and a higher ratio of chlorophyll per cytochrome f. Furthermore, IAA treatment induced a significantly lower rate of CO₂ fixation and a depressed nitrite reductase activity. Similar effects could also be observed in adaptation reactions brought about by red light and low-light (or shade) conditions.

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Zusammenfassung Der Einfluß von Auxin (IES) auf die Entwicklung der Primärblätter von Senfpflanzen wurde untersucht. Die Behandlung mit IES (4 ppm 22.8 M) führte zu einer Erniedrigung des Trockengewichtes, der Gehalte an löslichen, reduzierend wirkenden Zuckern, an löslichem Protein, Chlorophyllen, Karotinoiden und Cytochrom f. Außerdem wurden die Quotienten von Protein zu Chlorophyll und von Chlorophyll a zu Chlorophyll b gesenkt und es kam zu einer Erhöhung des Verhältnisses von Chlorophyll zu Cytochrom f. Darüberhinaus bewirkte die Behandlung mit IES eine deutliche Abnahme der CO₂-Fixierungsrate und eine Verringerung der Nitritreduktase-Aktivität. Diese Effekte stimmen gut mit Anpassungsreaktionen überein, die durch Rotlicht oder Schwachlicht hervorgerufen werden.

     

Beiträge zur Physiologie und Systematik der Essigbakterien

Zussamenfassung Die zu einer nahezu zuckerfreien, asparaginhaltigen Nährlösung zugesetzten Salze entfalten einen überraschend starken Einfluß auf die Oxydation des beigegebenen Äthylalkohols durch Bacterium acetigenoideum ebenso wie auf das Wachstum, die Bildung von Involutions-formen und die Beweglichkeit dieses von uns aus einer Obstessigmaische reingezüchteten haplotrophen Essigbakteriums. Lediglich durch Variierung der Salzzusätze gelingt es, die Bildung der Essigsäure entweder zu unterbinden oder bis auf das höchste (etwa 90% der theoretisch zu erwartenden Menge) zu steigern oder eine Weiterbrennung der entstandenen Essigsäure zu CO₂ (Überoxydation) bis zu ihrem fast gänzlichen Verschwinden zu erreichen.Die geprüften Salzionen — die in Form von Einzelsalzen bzw. Salzgemischen der Nährlösung zugesetzt wurden — lassen sich nach ihrem Verhalten zu Säuerung und Wachstum unserer Essigbakterie unter den gegebenen Bedingungen in Reihen anordnen, die an die lyotropen Salzeinflüsse bzw. an Ionenäquilibrierungen im Sinne J. Loebs erinnern, wobei im allgemeinen von den Kationen bzw. Anionen Ca, Mg bzw. H₂PO₄ sowei Cl fördern, die alkalien K, Na bzw. SO₄ hemmen. Hierbei geht der Einfluß auf Säuerung und Wachstum nicht immer parallel. Bezüglich der zahlreichen Einzelergebnisse muß auf die Arbeit selbst verwiesen werden.Die Konzentrationswirkung der Einzelsalzgaben ergab Optimumkurven mit einem überaus steilen Ansteig in den niedrigen Konzentrationsstufen von etwa 0,00001 n bis 0,005 n, einem von der Art der Salze ziemlich unabhängigen Optimum von 0,025 n bis 0,05 n und einem Wendepunkt im absteigenden Ast, also ein Verhalten nach Art der bekannten Ertragskurven, wie sie z. B. die Abhängigkeit der produzierten Trockensubstanz von der Nährstoffmenge darstellt.Die Versuche zu dieser Abhandlung waren schon Anfang 1929 beendet, konnten aber Umstände halber erst jetzt veröffentlicht werden.     

Änderungen von Kern und Polyphosphaten in Abhängigkeit von dem Energiegehalt des Cytoplasmas bei Acetabularia

Zusammenfassung Die vorliegenden Untersuchungen wurden ausgeführt, um den Einfluß des Cytoplasmas auf den Kern und Nucleolus näher zu analysieren. Als Maß der Kernreaktion wurde die Vergrößerung oder Verkleinerung des Kern- und Nucleolusvolumens gewählt, als Maß für den Zustand des Cytoplasmas das Vorhandensein bzw. Fehlen von energiereichen, Polyphosphate enthaltenden Grana und als Maß für die Leistung der ganzen Zelle das Wachstum.Der Einfluß der Photosynthese auf Kern und Polyphosphate wurde durch Applikation verschieden langer täglicher Belichtungszeiten untersucht (Tabelle 1, Abb. 1). Die Kern- und Nucleolusvergrößerung sowie die Entstehung der Polyphosphate und das Wachstum ist von der Länge der täglichen Belichtungszeiten abhängig. Auf der anderen Seite führt eine Verdunkelung der Zellen zu einer starken Reduktion der Polyphosphate sowie Kern- und Nucleolusgröße.Der Einfluß der Plastidenanzahl auf Kern und Polyphosphate wurde durch Belichtung kleiner und großer, verdunkelt gewesener Zellen untersucht (Tabelle 2, Abb. 2und 3). In den kleinen 4mm langen Zellen werden weniger Polyphosphate synthetisiert und auch die Kernvergrößerung ist wesentlich langsamer als in den großen 8 mm langen Zellen.Der Einfluß von energiereichen Substanzen des Cytoplasmas auf die Kernvergrößerung wurde durch Applikation verschiedener Gifte untersucht. 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure hemmen eine Synthese von Polyphosphaten, verhindern eine Volumenzunahme von Kern und Nucleolus und blockieren das Wachstum. Trypaflavin übt hingegen keinen wesentlichen Einfluß auf die Polyphosphatvermehrung und Kernvergrößerung aus (Tabelle 3, Abb. 4 und 5). Werden die Gifte großen Zellen mit ausgewachsenen Kernen appliziert, so erfolgt in 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure eine Reduktion von Kern- und Nucleolusvolumen sowie eine Verminderung der Polyphosphatgrana, während in Trypaflavin die Kerngröße kaum beeinflußt wird (Tabelle 5, Abb. 6).Aus diesen Befunden wurde geschlossen, daß das Cytoplasma einen steuernden Einfluß auf Reaktionen des Kernes und Nucleolus ausübt und daß dieser Einfluß durch die im Cytoplasma gebildeten energiereichen Phosphate (unter anderem Polyphosphate) bewirkt wird, wodurch auf die große Bedeutung des Cytoplasmas bei der Regulierung der Kernfunktion hingewiesen wird.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Histologische Untersuchungen am Spross-Scheitel vonSaccharum

Zusammenfassung der Ergebnisse Am Sproßscheitel vonSaccharum officinarum findet ein Wechsel der Struktur statt, wie er fürS. sinense, S. robustum sowie fürErianthus früher beschrieben wurde. Bei zehn von elf verschiedenen Klonen besitzen die Vegetationskegel junger, gerade austreibender Knospen an ihrer Oberfläche keine regelmäßig ausgebildete Tunica. Diese stellt sich erst an älteren Sprossen ein, die schon gestreckte Internodien besitzen. Danach läßt sich der Wechsel in der histologischen Struktur am Sproßscheitel als Ausdruck einer veränderten meristematischen Aktivität auffassen, die wahrscheinlich stofflich kontrolliert wird.Die etwas fragmentarisch verlaufenen Studien an den neun panaschierten Klonen ließen immerhin einen Zusammenhang zwischen der histologischen Struktur am Scheitel und dem Modus der Musterung erkennen. Wie erwartet, tritt sektoriale Zeichnung nur in Zusammenhang mit einem ungeschichteten Scheitel auf, während Periklinalchimären nur an Pflanzen beständig sind, die eine mindestens einschichtige Tunica ausgebildet haben.Mit 6 Textabbildungen     

Über die Bedeutung des Kaliums im Stoffwechsel von Aspergillus niger

Zusammenfassung Kalimangel führt bei Aspergillus niger zu folgenden Erscheinungen: Auftreten von Oxalsäure bereits im sauren Gebeit und von viel Ammoniak im Mycel; der ökonomische Koeffizient ist stark verringert. Alle Erscheinungen deuten auf ein frühes Eintreten des Altersstadiums.Es wird versucht zu zeigen, daß dem Kalium eine Rolle beim Umsatz der Kohlenhydrate zukommen könnte, die aber bei einem sehr frühen Stadium liegen müßte. Es ist nicht ausgeschlossen, daß dafür synthetische Vorgänge in Frage kommen, die auch der Verarbeitung der Hexosen vorangehen. Die Pilzstärke wird allerdings, genügend hohe Konzentration der Wasserstoffionen vorausgesetzt, bei Kalimangel ebenso kräftig gespeichert wie bei guter Kaliversorgung.Stämme von Aspergillus niger mit starker oxalsäurebildung hatten etwa doppelt so hohen Gehalt an Kalium wie Stämme mit geringer Oxalsäurebildung.     

Die frass-spuren von anthrenus-larven an keratin und chitin nebst bemerkungen über mandibeln und kotballen der larven

Zusammenfassung Die Fraßspuren von Anthrenus-Larven an Keratin (Gabel and Löffel aus Büffelhorn) and an Chitin (Flügeldecken von Käfern in Sammlungen) wurden untersucht. In beiden Fällen erscheinen Bißfolgen aus 5–12 parallelen dicht aneinanderschließenden Bißrillen: die abduzierten Mandibeln werden mit ihrer Spitze in das Nahrungsobjekt eingedrückt und heben dann bei der Adduktion einen Span ab, dessen Länge und Breite mit dem Alter der Larve and der entsprechend wachsenden Größe der Mandibeln zunimmt. An jeder Bißrille kann man die beiden Seitenfelder and das Mittelfeld unterscheiden. Die Seitenfelder, durch glatte Rillen ausgezeichnet, beginnen halbmondförmig, entsprechend dem Eindruck der Mandibelspitzen (s. unten) ; das Mittelfeld aber wird beim Austreten der Mandibelspitzen aus dem Nahrungsobjekt stufenartig aufgerauht, wie besonders gut an Chitin zu erkennen ist. Büffelhorn (Vickers-Härte 20–21 kg/mm², etwa wie bei Blei) and Chitin (insbesondere Käferflügeldecken) werden mit Leichtigkeit von den Larven angefressen. In Chitin schreitet der Angriff stets von der Endocuticula gegen die freie Oberfläche vor; dabei werden Balken and Pfeiler der Endocuticula wie mit dem Messer durchschnitten, aber auch die sklerosierte Exocuticula — woraus zu schließen ist, daß die Härte der sklerosierten Mandibelspitzen der Anthrenus-Larven bedeutend höher ist als jene der Nahrungsobjekte.Distal läuft die Mandibel der Larve in eine dünne durchsichtige Schneide mit zugeschärftem konvexen Rand aus ; zur Medianebene des Kopfes hin abgebogen, kommt sie erst bei gespreizten Kiefern annähernd senkrecht auf das Nahrungsobjekt zu stehen. Eine Leiste außen auf der Schneide spitzt sich gegen deren freien Rand hin fein zu and sichert wohl das Eindringen der Schneide in das Nahrungsobjekt. Auf der medialen Kante der Mandibel verläuft eine Rinne, die unmittelbar hinter der Schneide tief eingeschnitten beginnt, dann allmählich sich erweitert und verflacht; sie nimmt beim Biß den sich abhebenden Span auf und führt ihn gegen den Mund.Die Mandibel der Larve, in der bei Insekten gewöhnlichen Art doppelt eingelenkt, bewegt sich in einem Scharnier; seine Achse liegt so; daß der Adduktormuskel, dessen Kontraktion zur Abhebung des Spanes führt, an einem größeren Hebelarm ansetzt als der Abduktor, der nor die Mandibel zum Biß zu spreizen hat.Der umfangreiche sklerosierte braunschwarze Teil der Mandibel zeigt nach Entfärbung durch Chlor eine grobfaserige Hauptmasse, der eine Schicht aufliegt, welche die Schneide liefert. Von der lateralen Fläche der sklerosierten Mandibelspitze dringt in die Fasermasse ein feines Kanälchen ein, das rich am Ende zu einer Querspalte erweitert — eine Einrichtung, deren Bedeutung nicht geklärt werden konnte.Die imaginale Mandibel des Anthrenus hat ungefähr die gleiche Große wie die larvale, besitzt aber an ihrem medialen Rande eine Reihe von Zähnchen; ihr sklerosierter mit Schneide versehener Teil ist viel schwächer entwickelt als bei der Larve.Die Kotballen von Larven, die an Horn gefressen haben, bestehen fast nur aus Harnsäurekriställchen, enthalten kaum geformte Nahrungsbestandteile and stellen somit in der Hauptsache die Exkrete der Malpighischen Gefäße dar. Keratin wird also restlos verdant und im Darm resorbiert. Die Ballen von Larven, die in Insektensammlungen fraßen, enthalten neben Harnsäure reichlich Chitinteile ; Chitin wird also nicht nur zernagt, sondern auch gefressen. Jedoch erleiden die Chitinteile, wie zu erwarten, keine Spur von fermentativem Angriff im Verdauungstrakt. So entsteht der Verdacht, daß beim Zerstören von Chitinpanzern der Freßtrieb der Larven sich an einem für die Ernährung wenig ergiebigem Material auswirkt.Geeignete Untersuchungsverfahren (Auflicht — Ultropak —, Phasenontrastverfahren, Polarisationsmikroskop, Nachweis von Chitin mittels Kongorotfärbung an Hand von Doppelbrechung und Dichroismus) werden des näheren erörtert.     

Evidence for indole-3-acetic acid and tryptophan in the shoot of Solanum nigrum and the effect of potassium nutrition on their levels

Summary Juvenile leaves and stems of s. nigrum, cultivated at two potassium levels, were extracted with boiling methanol. In the extracts, purified and separated by column- and thin layer chromatography, tryptophan, IAA and a growth inhibitor were detected. IAA and the inhibitor were quantitatively estimated using the Avena coleoptile curvature test while tryptophan was estimated by a new densitometer method.In the species tested the quantity of tryptophan is shown to be higher at a low potassium level and lower at a high potassium level at all stages of growth. The situation in regard to IAA and its inhibitor is reversed. This relation may be taken as an evidence in support of the view that IAA-biosynthesis from tryptophan may follow the indole pyruvic acid pathway.The relation between tryptophan and K-content, reported here, together with the earlier reports regarding the correlation between the alkloid- and the K-content, have been found to be in agreement with the view that tryptophan is the precursor for the biosynthesis of certain alkaloids.During the course of this work some technical improvements in regard to the purification of the plant extracts and the estimation of tryptophan have been devised.

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Zusammenfassung In Extrakten (kochendes Methanol) junger Stengel und Blätter von Solanum nigrum L. aus zwei Versuchsgruppen mit unterschiedlichem K-Gehalt wurden dünnschichtchromatographisch Tryptophan, ein Wuchsstoff (sehr wahrscheinlich Indol-3-Essigsäure) und ein Hemmstoff nachgewiesen. IES und der Hemmstoff wurden im Avena-Krümmungstest quantitativ bestimmt. Die Ermittlung des Tryptophangehaltes erfolgte densitometrisch. K-reiche Pflanzen enthielten weniger Tryptophan als K-arme Pflanzen. Dagegen war der IES- und der Hemmstoffgehalt bei K-reichen Pflanzen höher als bei K-armen Pflanzen. Das Verhältnis von Tryptophan- und IES-Gehalt in Beziehung zum K-Niveau wird diskutiert. Die Befunde sprechen dafür, daß die Biosynthese der IES aus Tryptophan über Brenztraubensäure verläuft.In einer früheren Arbeit wurde gefunden, daß der Alkaloidgehalt vom K-Gehalt abhängig ist. Dies scheint in ursächlichem Zusammenhang mit der in dieser Arbeit festgestellten Abhängigkeit des Tryptophangehaltes vom K-Gehalt zu stehen, denn Tryptophan stellt ja eine Vorstufe bei der Alkaloidsynthese dar.

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This problem took its shape from the discussions with Dr. H. Kaldewey, to whom I owe special gratitude.     

Biochemische Untersuchungen über das proteolytische Enzym des Darmsaftes von Helix pomatia L.

Zusammenfassung Die Verfasserin hat mit der biochemischen Duspiva-Methode eine kaseinspaltende Tätigkeit im Darmsaft von Helix pomatia nachgewiesen. Das proteolytische Enzym wirkt bei p_H 4 optimal. Es wird durch Glutathion, Cystein und Ascorbinsäure aktiviert, aber durch Cystin, Kaliumeisencyanid, Bleinitrat, p-Chloromercuribenzoat und o-Jodosobenzoat gehemmt.Die von diesen beiden letzten Stoffen hervorgerufene Hemmung ist durch Glutathion und Ascorbinsäure umkehrbar. Daraus schließt die Verfasserin, daß die Protease des Darmsaftes von Helix pomatia zu den sulfhydrylischen Enzymen gehört; sie nimmt an, daß dieses Enzym nicht nur von der Mitteldarmdrüse, sondern auch vom Darmkanal kommt.     

Über die untere kritische Tageslänge bei der Kurztagspflanze Kalanchoë Blossfeldiana

Zusammenfassung Der Kurztag wurde fürKalanchoë Bloßfeldiana auf 2 Stunden bis hinab zu 1 Sek. abgekürzt. Bei Anwendung von natürlichem Tageslicht oder elektrischem Licht von 60–80 000 Lux bei Zimmertemperatur kamen die Pflanzen bei allen diesen Tageslängen zum Blühen.Man kann die Pflanzen also täglich 23 Stunden, 59 Min. und 59 Sek. im Dunkeln halten und braucht sie nur 1 Sek. zu belichten, um die Blütenbildung herbeizuführen.Alle Blütenstände waren völlig normal ausgebildet, unverlaubt und relativ reichblütig.Mit abnehmender Belichtungszeit ging die Blütenzahl zurück, und der Zeitpunkt des ersten Sichtbarwerdens der Infloreszenzen sowie des Aufblühens der Knospen wurde hinausgeschoben. Von 20 Min. abwärts trat diese Abnahme des Blühimpulses aber nicht mehr klar ein, so daß bei den längeren Belichtungszeiten wohl auch die Menge der Assimilate — die bei den sehr kurzen Zeiten überall wohl als gleich unbedeutend angesehen werden darf—mit eine Rolle spielte.Mit 3 Textabbildungen.     

Vergleichende Untersuchungen zum Tryptophanstoffwechsel in Leberzellfraktionen bei Wirbeltieren

Zusammenfassung Der Tryptophanabbau in der Leber von Ratte (Mus rattus L. domest.), Kaninchen (Oryctolagus cuniculus L. domest.), Hahn (Gallus bankiva domest.), Taube (Columba livia L.), Frosch (Rana temporaria L.) und Fisch (Leuciscus rutilus L.) wurde in qualitativer und quantitativer Hinsicht untersucht. Es wurden die Aktivitäten des TryptophanPeroxydase-Systems, der Kynureninase und der Kynurenin-Transaminase bestimmt, sowie ihre Verteilung auf die einzelnen Zellfraktionen. Die Papierchromatographie wurde zur qualitativen Analyse der entstandenen Stoffwechselprodukte herangezogen.Außer beim Hahn wird Tryptophan praktisch ausschließlich über Kynurenin zu Kynurensäure und Anthranilsäure abgebaut. Die Verteilung der Enzyme auf die Zellfraktionen entspricht der vom Säugetier bekannten, die Aktivitäten liegen in der gleichen Größenordnung.Beim Hahn wird Kynurenin auch von Mitochondrien und Kernfraktion gebildet. Die Kynureninbildung im Cytoplasma wird durch Kombination von Cytoplasma + Mikrosomen oder Cytoplasma + Mitochondrien auf das Mehrfache erhöht. Auch scheint beim Hahn neben der Kynureninbildung noch ein zweiter Mechanismus des Tryptophanabbaus vorhanden zu sein. Durch Cyclophorasesystem wird aus Tryptophan eine gelbe Substanz gebildet, die aber nicht identifiziert werden konnte. Eine Kynurensäurebildung wird beim Hahn nicht gefunden, was im Einklang steht mit der Tatsache, daß er keine Kynurensäure ausscheidet.Fütterungsversuche an Ratten ergaben, daß bei tryptophanarmer Nahrung die Aktivität des Tryptophan-Peroxydase-Systems deutlich unter die Normalwerte absinkt, während Kynureninase und Kynurenintransaminase nicht beeinflußt werden.     

Untersuchungen über die Bedeutung der Rhizosphäre

Zusammenfassung Die Rhizosphäre tritt bei weißem Senf (Sinapis alba) nicht nur in reinem Quarzsand, sondern auch in Wasserkultur deutlich in Erscheinung.Beliebig ausgewählte Reinkulturen von Mikroorganismen (sporenbildende Erdbakterien, rote Hefe) vermögen in einer sterilen Kultur von weißem Senf normale Rhizosphärenbilder zu erzeugen, so daß jedenfalls eine Spezifität der Rhizosphärenbesiedler noch nicht erwiesen erscheint.Sterile Pflanzen von weißem Senf bilden in sterilem Quarzsand erheblich weniger Kohlensäure als mit Rhizosphäre behaftete Pflanzen. Die Bodenatmung ist also nicht, wie Ehrenberg meint, in erster Linie der Tätigkeit der Pflanzenwurzeln zuzuschreiben.Diese Tatsache muß auch bei Stoffwechseluntersuchungen beachtet werden. Eine sichere Bilanz des Kohlenstoffumsatzes läßt sich nur an sterilen Pflanzenkulturen erzielen.Ein fördernder Einfluß von Mikroorganismen aus der Rhizosphäre auf die Keimung der Samen von weißem Senf konnte nicht festgestellt werden. Beobachtete Förderungen durch Zusatz von Erdauszügen erwiesen sich als Förderung durch erhöhte Acidität¹.     

Über die Aufnahme von radioaktivem Schwefel in die wachsende Vogelfeder nach Applikation von 35S-Methioninlösungen

Zusammenfassung Wellensittichen (Melopsittacus undulatus), Elstern (Pica pica) und Haustauben (Columba livia) werden 0,1c1 ml einer isotonischen ³⁵S-DL-Methioninlösung mit Aktivitäten von 0,05–1,2 mC beiderseits der Crista sterni in die Brustmuskulatur injiziert.Die Lokalisation des in den heranwachsenden, primären Konturfedern, aber auch nach natürlicher Mauserung oder künstlicher Entfernung derselben in den folgenden Federgenerationen abgelagerten radioaktiven Isotops erfolgt mit einem Methan-Durchflußzähler oder autoradiographisch.An den Deck- und Flugfedern kann ein proximales, stark strahlendes Areal mit einem bogenförmigen Verlauf seiner apikalen Begrenzung von einem oder mehreren distalen Strahlungsbändern schwacher Aktivität unterschieden werden.Die distalen Strahlungsbänder treten häufig in einer rhythmischen Folge auf, wobei ihr Winkel zu dem proximalen Schaftteil in etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit diesem entspricht. In der rhythmischen Folge dieser Zuwachsstreifen ist nicht selten noch ein weiterer Unterrhythmus erkennbar.Die Breitenunterschiede der distalen Strahlungsbänder bzw. die Amplituden ihrer Rhythmen sind nicht ausschließlich korreliert mit der jeweiligen definitiven Federlänge, sondern auch abhängig von der Wachstumsphase der Feder am Applikationstermin und in gewisser Weise kennzeichnend für den Federtyp.Für das Ausbreitungsvermögen des radioaktiven Isotops bzw. der dasselbe enthaltenden Verbindungen kann auch eine gewisse Individualität der Einzelfeder festgestellt werden.Auch in dem proximalen, stark strahlenden Areal ist bisweilen (Pica pica) eine rhythmische Ablagerungsfolge des radioaktiven Isotops zu beobachten. Der Winkel dieser radioaktiven Streifen entspricht ebenfalls etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit dem proximalen Schaftteil.Bei einmaligen Injektionen von Methioninlösungen nicht zu hoher Strahlungsdosen wird bei Applikation in einer frühen Wachstumsphase der Feder eine proximalwärts abnehmende Strahlungsintensität auf der Fahne und dem Schaft gefunden. Dabei nimmt die Aktivität der Fahnen schneller ab als die des Schaftes, d. h. dieser schwärzt den Röntgenfilm weiter proximal als die Außen- und Innenfahne.Bei den Autoradiographien der Dorsal- und Ventralseiten der Konturfedern ergibt sich ein deutlicher Unterschied. Die Dorsalseite zeigt an der distalen Grenze des stark strahlenden Areals auf dem Röntgenfilm im Gebiet des Federschaftes eine strahlungsschwache Kerbe, die Ventralseite dagegen eine die distale Grenze des stark strahlenden Areals überragende Strahlungsspitze.In verschiedener Höhe durch den Federschaft markierter Federn geführte Querschnitte zeigen bei entsprechender junger Wachstumsphase im Spulenbereich eine radioaktive Strahlung der Spulenwand und der Federscheide, sowie weiter apikal auch eine solche der Hornsepten, der Schaftschenkel und der Markzellen des Schaftes (Columba livia).Bei hohen applizierten Strahlungsdosen kann eine langsame Abnahme der Aktivitäten über mehrere Federgenerationen verfolgt werden. Mehrfache, in 24stündigem Abstand folgende Injektionen nicht zu hoher Aktivitäten markieren sich auf dem Federschaft in der Form tütenartig ineinandergeschachtelter, oval ausgebuchteter Strahlungsrhythmen (Columba livia).Eine zeitmäßige Zuordnung der distalen Grenzen der distalen Strahlungsbänder und des proximalen Areals hoher Aktivität zum Applikationstermin ergibt für Federn einer frühen Wachstumsphase ein Emporwandern des radioaktiven Isotopes über das Oberflächenniveau der Haut nach der Applikation.Die natürlichen Zuwachsstreifen decken sich zuweilen (Pica pica) mit wellenförmigen Erhebungen und Vertiefungen auf der Federfahne. Diese können auch auf die Dorsalseite des Schaftes übergreifen. Ebenso können die Ansätze der Rami an den Schaftseiten in einer wellenartigen Folge inserieren. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Wellen der Federfahne mit den rhythmischen Schwankungen der Strahlungsintensität zusammenfallen, und unter gewissen Umständen können Fehlstreifen als extreme Ausschläge eines stoffwechselphysiologischen Rhythmus, wie er in der Folge der radioaktiven Querbänderung zum Ausdruck kommt, angesehen werden. Die auf dem Röntgenfilm in Erscheinung tretende Querbänderung der Federfahne kann durch quantitative Ablagerungsunterschiede des radioaktiven Isotops und, wenn auch in wesentlich geringerem Maße, durch Änderungen der Hornstruktur bedingt sein. Eine autoradiographische Auswertung von ein- und zweidimensionalen Papierchromatogrammen von Hydrolysaten markierter Federn läßt eine radioaktive Strahlung im Bereich des Cystin, Cystein, Taurin und Lanthionin erkennen. Dabei ist aber zu bedenken, daß Cystein und Lanthionin und insbesondere das Taurin durch die chemische Aufbereitung entstanden sein können. ³⁵S-Methionin konnte sowohl autoradiographisch as auch mit dem Methandurchflußzähler nicht erfaßt werden.Meinen beiden Mitarbeitern, den Herren Bruno Geierhaas und Werner Stössel, danke ich auch diesmal wieder für hilfreiche technische Assistenz und dem Landesgewerbeamt Baden-Württemberg sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine finanzielle Unterstützung dieser Untersuchungen.     

Indolderivate im Apfel

Zusammenfassung Zur Identifizierung der Streckungswuchsstoffe in Apfelgeweben wurden Extrakte aus vegetativen und reproduktiven Organen in verschiedenen Entwicklungsstadien chromatographiert und mit Hilfe des Weizen-Koleoptilzylinder-Tests, verschiedener Farbreagentien und synthetischer Vergleichssubstanzen auf ihre Wuchsstoffwirkung und ihren Gehalt an Indolderivaten geprüft. Alle untersuchten Gewebe ergaben im biologischen Test dieselben Wuchsstoffe, allerdings mit erheblichen quantitativen Unterschieden.In der sauren Fraktion von Ätherextrakten aus dem Fruchtfleisch verschiedener Apfelsorten ließen sich Malonyltryptophan, Indol-3-carbonsäure, 2-Hydroxy-indol-3-essigsäure, Indol-3-essigsäure, Indol-3-aldehyd (vor allem in reifen Früchten) und Indol-3-essigsäure-äthylester (in unreifen Früchten) identifizieren. In Gegenwart von IES trat häufig auch Indol-3-acetamid auf; dieses, die Indol-3-essigsäure und 2-Hydroxy-indol-3-essigsäure und der Indol-3-essigsäure-äthylester zeigten im Weizen-Koleoptilzylinder-Test Wuchsstoffwirkung.Nach Hydrolyse des mit Äther extrahierten Materials fanden sich neben einer größeren Anzahl unbekannter Substanzen, die im Farb-Test Indolreaktionen ergaben, drei weitere, im biologischen Test aktive Indolderivate, von denen das eine als Indol-3-acetylasparaginsäure identifiziert werden konnte; die anderen beiden sind möglicherweise ebenfalls Verbindungen der IES mit Aminosäuren.Im Weizen-Koleoptilzylinder-Test konnte eine Überlagerung der Indolderivate mit unbekannten, ebenfalls aktiven Substanzen nicht ausgeschlossen werden.Mit 3 Textabbildungen     

Der Einfluss des Winterschlafes,des Megaphenschlafes,des Hungerns und verschiedener Kostarten auf die Speicheldrüsen von Myoxus myoxus,Erinaceus europaeus und Mus rattus

Zusammenfassung Untersucht wurden die Speicheldrüsen der Ratte bei verschiedenen Kostarten und im Megaphenschlaf, des Siebenschläfers (Myoxus myoxus) und des Igels (Erinaceus europaeus) im Winterschlaf und Wachzustand.Die Speicheldrüsen der Ratte zeigen in Abhängigkeit von der Kostart verschiedene histologische Bilder.Bei Trockenkost leitet der allgemeine Wasserverlust des Gewebes ein Inaktivitätsstadium ein, das durch einen Schwund der Sekretgranula und eine Abnahme der Zytoplasmabasophilie gekennzeichnet ist. Der letzteren entspricht ein Schwund des Ergastoplasmas. Langdauernde Milchkost bewirkt eine Schwellung der Zelleiber, der Kerne, Nukleolen und Mitochondrien.Im Hungerzustand waren in den geschrumpften Endstückzellen Austritte RNS- und DNS-haltigen Materials aus den Zellkernen, sowie ein Schwund der diffus verteilten RNS und des Ergastoplasmas zu beobachten.Die Speicheldrüsen von Winterschläfern weisen eine deutliche Schrumpfung der Endstücke auf, welche von einem RNS- (Nukleolen-) und DNS-Schwund in den Kernen sowie von einem Schwund der diffusen zytoplasmatischen RNS und des Ergastoplasmas begleitet ist. Gleichzeitig fällt die Millon-Reaktion schwächer als bei wachen Tieren aus. Während des Winterschlafes ist in den Endstücken der Speicheldrüsen von Myoxus myoxus, Erinaceus europaeus und den Zellen der Ausführgänge von Myoxus myoxus auffallend viel Glykogen vorhanden. Gleichzeitig kommt es in den Endstückzellen zu einer Verschleimung. Die basale Streifung der Ausführgangsepithelien ist während des Winterschlafs dicht, beim wachen Tier aufgelockert und von Vakuolen durchsetzt. Die Anfärbbarkeit von Stoffen im lumennahen Pol der Ausführgangsepithelien mit Perjodsäure-Leukofuchsin und Aldehydfuchsin legt die Annahme nahe, daß hier ein aktiver sekretorischer Vorgang vorliegt. In diesem Zusammenhang wird die Frage der Rückresorption diskutiert.Bei der weißen Ratte kommt es im Megaphenschlaf zu einer Verschleimung der Endstückzellen, die von einer starken Glykogenablagerung und Zunahme der mit Perjodsäure-Leukofuchsin und Aldehydfuchsin färbbaren Stoffe in den Ausführgangsepithelien begleitet ist. In den Acini treten RNS- und DNS-haltige Substanzen in großer Zahl aus dem Zellkern aus.Das histologische Verhalten der Speicheldrüsen des Megaphentieres (Ratte) entspricht nicht dem Strukturbild der Drüsen des Winterschläfers (Siebenschläfer).Herrn Prof. K. Niessing danke ich für die Überlassung eines Arbeitsplatzes, Herrn Dr. A. Oksche für Unterstützung bei der histochemischen Methodik, Fräulein E. Hauberg für die Anfertigung der Photographien.Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung, Bonn.