Untersuchungen zur Photosynthese-Induktion bei Chlorella mit Hilfe von radioaktivem CO2

Summary ¹⁴CO₂ fixation and radioactive products in Chlorella cells were examined during the induction period. Chlorella vulgaris (strain 211-11f) grown under low CO₂ concentration (0.03 vol.-%) was used in our experiments. No transients in ¹⁴CO₂ fixation could be observed under the conditions used (0.7 vol.-% CO₂). Autoradiographic studies of the kinetics of appearance of labelled products showed that at the beginning of the illumination period radioactivity appeared first in intermediates of the Calvin cycle (e.g. phosphate esters). After 2 min smaller amounts of radioactivity were incorporated in malate and aspartate. In another series of experiments the influence of iodoacetamide (0.001 M) on ¹⁴CO₂ fixation was examined. In Chlorella cells inhibited with iodoacetamide radioactivity was located in malate, aspartate and 3-phosphoglycerate only. Results were discussed with reference to the participation of two different carboxylation pathways in the formation of the transients. Also the possible role of photorespiration in these transients was discussed.     

Einfluß kurzer Dunkelperioden auf CO2-Aufnahme und Phosphoenolpyruvat-Carboxylierung während der Photosynthese-Induktion bei Chlorella vulgaris

Zusammenfassung Nach einer Dunkelperiode von 40 min und 40 sec wurden die CO₂-Aufnahme und die ¹⁴C-markierten Produkte während der Photosynthese-Induktion bei Chlorella vulgaris (211-11f) bestimmt. Die mit Preßluft (0,03 Vol.-% CO₂) begasten Algen sind bei +27°C kultiviert und bei +10° oder +25°C gemessen worden. Ein Induktionseffekt der photosynthetischen CO₂-Aufnahme konnte nur nach einer längeren Dunkelperiode (>3 min) beobachtet werden. Unter diesen Bedingungen wurde ¹⁴CO₂ am Anfang der Belichtung in Malat, Aspartat und 3-Phosphoglycerat eingebaut. Nach einer kurzen Dunkelperiode (40 sec) waren zu Beginn der Belichtung vor allem die Produkte des Calvin-Cyclus markiert. Die Wirkung von Intermediaten auf die Ausbildung der Induktionseffekte wird diskutiert.

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Effect of short dark periods on CO₂ uptake and carboxylation of phosphoenolpyruvate during the photosynthetic induction period in Chlorella vulgaris

Summary CO₂ exchange, ¹⁴CO₂ fixation and ¹⁴C labelled products of Chlorella vulgaris (strain 211-11f) were studied during the photosynthetic induction period at +10° and +25°C after a dark period of 40 min and 40 sec. The algae were grown under normal aerated conditions (0.03 vol.-% CO₂) at +27°C. Transient changes in CO₂ uptake, measured with an infrared gas analyzer, could be observed only after a dark period of >3 min; no such changes occurred after a dark period of 40 sec. The autoradiographic studies of the kinetics of the appearance of labelled products at +10° and +25°C showed that after a long dark period (40 min) at the beginning of illumination ¹⁴CO₂ was incorporated into malate, aspartate and 3-phosphoglycerate. Under these conditions, the intermediates of the Calvin cycle were labelled after 30 sec (+25°C) or 2 min (+10°C) of photosynthesis. After a dark period of 40 sec (at +10° and +25°C), however, ¹⁴C incorporation into malate and aspartate was rather low at the beginning of illumination; moreover, the intermediates of the Calvin cycle appeared earlier and were more strongly labelled after this short dark period. The results are discussed with reference to the influence of intermediates on the formation of the transient changes of CO₂ uptake in Chlorella.

     

Zur Frage des Einflusses der Edelsorte auf die Unterlage

Ohne ZusammenfassungMit 3 Textabbildungen     

Der Einfluss der Temperatur Auf die Lage des CO2-Kompensationspunktes

Zusammenfassung Der Begriff CO₂-Kompensationspunkt wird im Vergleich zum Begriff Licht-Kompensationspunkt an Hand von Meßergebnissen erläutert. Die Lage des CO₂-Kompensationspunktes ist von der Temperatur abhängig derart, daß sich bei höherer Temperatur das Gleichgewicht zwischen CO₂-Aufnahme und-abgabe im belichteten Gewebe bei einem höheren CO₂-Partialdruck der Umgebung einstellt. Die Temperaturkoeffizienten für die Dunkelatmung, die apparente und die gesamte Photosynthese werden in Form vonQ ₁₀-Werten wiedergegeben. Da diese Werte bei der photosynthetischen CO₂ Verarbeitung wesentlich kleiner sind wie die bei photochemischen und chemischen Reaktionen beobachteten Temperaturkoeffizienten, wurde vermutet, daß der mit zunehmender Temperatur beobachtete steile Abfall der apparenten Photosynthese sowie die Temperaturabhängigkeit der Gesamtphotosynthese in Form einer Optimumkurve auf eine temperaturabhängige Veränderung der Reaktionsbedingungen zurückzuführen ist. Solche temperaturbedingten Veränderungen sind in bezug auf das CO₂-Diffusionsgefälle zwischen der die Pflanze umgebenden Luft und den Reaktionsorten für die Bindung und photosynthetische Verarbeitung des Kohlendioxyds im Gewebe gegeben, so daß anzunehmen ist, daß die beobachteten Temperaturwirkungen in erster Linie auf temperaturbedingte Veränderungen physikalisch-physiologischer Größen bei dem vor der eigentlichen photochemischen und chemischen CO₂-Verarbeitung stattfindenden Diffusionsvorgang zurückzuführen sind.Mit 8 Textabbildungen.Herrn Prof. Dr.O. Renner zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Einfluss hoher Temperatur auf die Mutationsrate bei Weizen

Ohne ZusammenfassungAus dem Laboratorium für Cytogenetik [Vorstand: Prof.M. S. Nawaschin] am Timirjaseff-Institut für Biologie [Direktor: Prof.B. P. Tokin].Mit 4 Textabbildungen (16 Einzelbildern).     

Über die Rolle der Temperatur bei der Zerstörung des Blühimpulses durch Zwischenbelichtung bei der Kurztagpflanze Kalanchoë Blossfeldiana

Zusammenfassung Die hemmende Wirkung einer einminutigen Unterbrechung der Dunkelperiode auf das Zustandekommen des Blühens vonKalanchoë Blossfeldiana ist bei 11, 18 und 26C gleich stark; der Vorgang ist also temperaturunabhängig.Rotes Licht ist dabei viel wirksamer als grünes von gleicher IntensiätMit 2 Textabbildungen     

Untersuchung der Beziehung zwischen Pigmentzusammensetzung und CO2-Gaswechsel bei der Blaualge Anacystis nidulans

Summary Changes in culture conditions caused strong changes in the pigment composition in the blue-green alga Anacystis nidulans. Under normal illumination (white light; 0.6·10³ erg/cm²·sec) the relation between the amounts of chlorophyll a and phycocyanin was 1:6.6. In a high light intensity (20.8·10³ erg/cm²·sec) the phycocyanin content was reduced and the relations thus changed to 1:1.9. Growing the algae in red light of high intensity (20·10³ erg/cm²·sec) increased the phycocyanin content; the chlorophyll a: phycocyanin relation was then 1:12.1.The action spectrum of apparent photosynthesis showed a minimum at 473 nm in all three cultures. The maximum of photosynthesis in low light cultures fell in the absorption region of phycocyanin at 621 nm. The action spectrum of the red light culture showed a reduced rate of photosynthesis in the same region. The strong light culture had an action spectrum similar to that of the red light culture with a maximum at 651 nm. The differing action spectrum of the low light culture may be a result of interruption in the energy transfer from phycocyanin to chlorophyll a within pigment system II.The transients of CO₂ exchange are independent of the pigment composition. Two different types of transients were found depending on the wavelength of the incident light. In red light of 550–650 nm a higher stationary rate was reached after a maximum of photosynthesis at the beginning of the illumination period. In blue and far red light a lower rate was found after the first maximum. Following a illumination period in blue or far red light a CO₂ evolution in the dark was observed. On the other hand, this CO₂ evolution was not found after illumination with red light. These effects are possiblt caused by a decarboxylation reaction (photorespiration) which occurs only in blue and far red light.