Polyphenol content,polyphenoloxidase and peroxidase activity in certain Nicotiana species,varieties and interspecific hybrids

Summary Eight Nicotiana species including the putative progenitors of N. tabacum, Kostoff's amphidiploid (N. sylvestris × N. tomentosiformis), and 19 cultivars have been compared for total polyphenols, polyphenoloxidase and peroxidase activity in the leaf and/or root by a small plant technique. Greater variations for these chemical constituents occurred in the species than in the cultivars. N. tomentosiformis was highest in polyphenol content. Root extracts contained more polyphenoloxidase than the leaf, but its peroxidase content may not exceed the concentration in the leaf. The Kostoff's amphidiploid tended to resemble more the low oxidase and polyphenol parent. An additional study based on mature green leaves of Burley 21, the progenitor species, and their F ₁ hybrids confirmed the quantitative differences of these chemical constituents in the species. The magnitude of the heterosis appeared to be greater in the hybrids of N. tomentosiformis or N. otophora crossed to N. sylvestris than those between the Tomentosae members or involving Burley 21 as the parent. An exception was the hybrid Burley 21 × N. tomentosiformis which showed heterosis for oxidase activities.

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Zusammenfassung Acht Nicotiana-Spezies einschl. der vermutlichen Eltern von N. tabacum, Kostoffs Amphidiploid (N. sylvestris × N. tomentosiformis) und 19 Sorten wurden auf ihren Gehalt an Polyphenolen und auf die Polyphenoloxidase- und Peroxidaseaktivität in den Blättern und/oder Wurzeln in einem Pflanzen-Kleinversuch verglichen. Bei den Spezies ergaben sich größere Abweichungen für diese chemischen Substanzen als bei den Sorten. N. tomentosiformis hatte den höchsten Polyphenolgehalt. Wurzelextrakte enthielten mehr Polyphenoloxidase als Blattextrakte, der Peroxidasegehalt dürfte aber die Konzentration in den Blättern nicht übersteigen. Kostoffs Amphidiploid schien mehr dem Elter mit niedriger Oxidase-aktivität und niedrigem Polyphenolgehalt zu ähneln. Eine weitere Untersuchung anhand von ausgewachsenen grünen Blättern von Burley 21 als Elter-Spezies und ihren F₁-Hybriden bestätigte die quantitativen Unterschiede in diesen chemischen Bestandteilen der Spezies. Das Ausmaß der Heterosis schien stärker in den Hybriden von N. tomentosiformis oder N. otophora bei Kreuzung mit N. sylvestris als innerhalb der Tomentosae oder bei Einbeziehung von Burley 21 als Elter. Eine Ausnahme bildete die Hybride aus Burley 21 × N. tomentosiformis, die bezüglich der Oxidaseaktivität Heterosis zeigte.

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Contribution from the Tobacco and Health Research Institute, and the Department of Agronomy, University of Kentucky, Lexington, Kentucky 40 506. This investigation was supported by a contract with the Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture, administered by the Crops Research Division, Plant Industry Station, Beltsville, Maryland.     

Species-specific evolution of telomeric and rDNA repeats in the tobacco composite genome

In order to investigate possible interactions between parental genomes in the composite genome of Nicotiana tabacum we have analyzed the organization of telomeric (TTTAGGG)_n and ribosomal gene (rDNA) repeats in the progenitor genomes Nicotiana sylvestris and Nicotiana tomentosiformis or Nicotiana otophora. Telomeric arrays in the Nicotiana species tested are heterogeneous in length ranging from 20 to 200 kb in N. sylvestris, from 20 to 50 kb in N. tomentosiformis, from 15 to 100kb in N. otophora, and from 40 to 160kb in N. tabacum. The patterns of rDNA repeats (18S, 5.8S, 25S RNA) appeared to be highly homogeneous and speciesspecific; no parental rDNA units corresponding to N. sylvestris, N. tomentosiformis or N. otophora were found in the genome of N. tabacum by Southern hybridization. The results provide evidence for a species-specific evolution of telomeric and ribosomal repeats in the tobacco composite genome.     

Nuclear DNA,heterochromatin and phylogeny of Nicotiana amphidiploids

There are significant differences in nuclear DNA amount between both diploid and amphidiploid species of Nicotiana. Owing to the higher DNA density in the interphase nuclei of the amphidiploids DNA amounts tend to be underestimated by microdensitometry. After applying necessary corrections to amphidiploid readings it was found that: (1) The nuclear DNA amount in the tetraploid N. rustica is not significantly different from the sum of nuclear DNA amounts in reputed diploid parents, N. undulata and N. paniculata. (2) It is well established that N. sylvestris is one of the diploid progenitors of N. tabacum. The sum of the nuclear DNA amounts in N. sylvestris and N. tomentosiformis is not significantly different from that of the amphidiploid N. tabacum. In contrast the sum of the DNA amounts in N. sylvestris and N. otophora is significantly higher than that in N. tabacum. Observations and measurements of the amount and distribution of heterochromatin in interphase nuclei of the diploid and tetraploid species give further support to the conclusion that N. tomentosiformis rather than N. otophora is the second diploid progenitor of N. tabacum.     

Culex tritaeniorhynchus: Failure to detect heterosis in the life table characteristics of outcrossed laboratory colonies

Intra and interstrain crosses were made between unselected and inbred adults of the Balloki and Peshawar, Pakistan, laboratory colonies of C. tritaeniorhynchus and life tables were constructed for their progeny. No overall heterosis effects were detected. Inbreeding severely reduced fertility and fecundity and lowered the innate capacity for increase. Interstrain crosses among inbred adults restored some vigor, but all life table estimates relating to fecundity were significantly less than crosses among the unselected adults. Thus, outcrosses among laboratory-adapted colonies did not appear to impart marked heterosis and would probably not enhance the vigor of males used for genetic control.

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Zusammenfassung Intra- und Interstammkreuzungen wurden zwischen unselektionierten und ingezüchteten Insekten der Balloki- und Peshawar-Laboratoriumskolonien von C. tritaeniorhynchus durchgeführt und es wurden Life Tables für ihre Nachkommenschaft erstellt. Dabei konnten keine allgemeinen Heterosis-effekte festgestellt werden. Inzucht verminderte die Fertilität und Fekundität stark und reduzierte die genetische Vermehrungsfähigkeit. Interstammkreuzungen zwischen Inzuchtinsekten brachte etwas Vigor zurück, aber alle Life Table-Schätzungen im Hinblick auf Fekundität waren gesichert tiefer als bei Kreuzungen zwischen nicht selektionierten Insekten. Demnach scheinen Kreuzungen zwischen verschiedenen dem Laboratorium angepassten Kolonien keine ausgeprägte Heterosis zu bringen. Sie würden wahrscheinlich die Qualität von Männchen und Weibchen, die für die genetische Bekämpfung verwendet werden, nicht verbessern.

     

Peroxidases in the genus Nicotiana

Summary Leaf peroxidases of 60 Nicotiana species, 19 cultivars, autopolyploids, interspecific hybrids, and amphidiploids have been compared by polyacrylamide gel block electrophoresis. At least 19 peroxidase bands, four cathodic and 15 anodic, were detected in the species which varied from two bands in N. arentsii to 12 bands in N. tabacum. Tihe cultivars of the latter species failed to reveal any intraspecific variation. Specific difference and varietal resemblance in root peroxidase bands were also observed in nine species and 20 varieties analyzed. Zymograms from autopolyploids and amphidiploids appeared to be identical to that of diploid parents, suggesting that peroxidase banding patterns are independent of ploidy levels. An additive manner of parental peroxidase bands without hybrid enzyme formation in interspecific hybrids and the failure of dissociating peroxidases into subunits lead to a hypothesis that peroxidases in Nicotiana may be controlled by multiple, dominant genes and/or codominant alleles in chromosomes of different genomes. This is in keeping with the lack of relationship between ploidy level and peroxidase banding pattern. Also, species with different chromosome numbers shared many peroxidases in common that possibly reflects a residual homology of peroxidase loci among Nicotiana species. Some species classified in different sections or subgenera but having a common geographic center of origin, showed close similarities in peroxidase zymogram. Results suggest that these species may be closely related in phylogeny, and/or geographic isolation changes the peroxidase genes through mutation and selection. Based on leaf peroxidase zymograms of F ₁ hybrids, a putative ancestor of N. tomentosiformis was the progenitor of N. tabacum at its inception.

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Zusammenfassung Die Peroxidasen in Blättern von 60 Nicotiana-Spezies, 19 Sorten und einer Anzahl Autopolyploiden, interspezifischen Hybriden und Amphidiploiden wurden mittels Polyacrylamid-Gelblockelektrophorese verglichen. In den Species wurden mindestens 19 Peroxidasebanden festgestellt (4 kathodische und 15 anodische) mit einem Variationsbereich von 2 Banden bei N. arentsii bis 12 Banden bei N. tabacum. Sorten der letztgenannten Spezies ließen keine intraspezifische Variation entdecken. Spezifische Unterschiede und eine Sortenähnlichkeit der Wurzelperoxydase-Banden wurden auch in den untersuchten 9 Species und 20 Sorten beobachtet. Zymogramme von Autopolyploiden und Amphidiploiden schienen identisch zu sein mit denen der diploiden Eltern und lassen darauf schließen, daß die Muster der Peroxidasebanden von der Ploidiestufe unabhängig sind. Eine weitere Art elterlicher Peroxidasebanden ohne Hybrid-Enzymbildung bei interspezifischen Hybriden und die Unmöglichkeit der Trennung der Peroxidasen in Untereinheiten führen zu der Hypothese, daß die Peroxidasen bei Nicotiana durch multiple dominante Gene und/oder co-dominante Allele in den Chromosomen verschiedener Genome gesteuert werden. Das paßt gut zu der fehlenden Beziehung zwischen Ploidiestufe und Peroxidasebandenmuster. Auch Spezies mit verschiedenen Chromosomenzahlen hatten viele Peroxidasen gemeinsam, was möglicherweise auf eine Rest-Homologie der Peroxidase-Loci bei den Nicotiana-Spezies schließen läßt. Deutliche Ähnlichkeiten im Peroxidase-Zymogramm zeigten einige Spezies, die zwar in verschiedene Sektionen oder Subgenera eingestuft sind, aber ein gemeinsames geographisches Ursprungszentrum haben. Die Ergebnisse lassen vermuten, daß sich diese Spezies phylogenetisch nahestehen und/oder die geographische Isolation die Peroxidasegene durch Mutation und Selektion verändert hat. Nach dem Blatt-Peroxidase-Zymogramm von F₁-Hybriden war ein vermutlicher Vorfahr von N. tomentosiformis der Ahn von N. tabacum.

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Contribution from the Tobacco and Health Research Institute, and the Department of Agronomy, University of Kentucky, Lexington, Kentucky 40 506. This investigation was supported by a contract with the Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture, administered by the Crops Research Division, Plant Industry Station, Beltsville, Maryland.     

Possible involvement of genes on the Q chromosome of <Emphasis Type="Italic">Nicotiana tabacum</Emphasis> in expression of hybrid lethality and programmed cell death during interspecific hybridization to <Emphasis Type="Italic">Nicotiana debneyi</Emphasis>

Hybrid seedlings from the cross between Nicotiana tabacum, an allotetraploid composed of S and T subgenomes, and N. debneyi die at the cotyledonary stage. This lethality involves programmed cell death (PCD). We carried out reciprocal crosses between the two progenitors of N. tabacum, N. sylvestris and N. tomentosiformis, and N. debneyi to reveal whether only the S subgenome in N. tabacum is related to hybrid lethality. Hybrid seedlings from reciprocal crosses between N. sylvestris and N. debneyi showed lethal characteristics identical to those from the cross between N. tabacum and N. debneyi. Conversely, hybrid seedlings from reciprocal crosses between N. tomentosiformis and N. debneyi were viable. Furthermore, hallmarks of PCD were observed in hybrid seedlings from the cross N. debneyi × N. sylvestris, but not in hybrid seedlings from the cross N. debneyi × N. tomentosiformis. We also carried out crosses between monosomic lines of N. tabacum lacking the Q chromosome and N. debneyi. Using Q-chromosome-specific DNA markers, hybrid seedlings were divided into two groups, hybrids possessing the Q chromosome and hybrids lacking the Q chromosome. Hybrids possessing the Q chromosome died with characteristics of PCD. However, hybrids lacking the Q chromosome were viable and PCD did not occur. From these results, we concluded that the Q chromosome belonging to the S subgenome of N. tabacum encodes gene(s) leading to hybrid lethality in the cross N. tabacum × N. debneyi.     

Over enkele enzoötieën veroorzaakt door S. typhi-murium

Zusammenfassung Verf. weist aus das Vorkommen von Endemien und Enzo?zien, die durchS. typhimurium von verschiedenem Kulturtyp verursacht werden. Der Kulturtyp gibt wichtige Hinweise für das Feststellen der Infektionsquelle. Dies ist besonders wichtig bei Nahrungsmittelvergiftungen des Menschen und für die Beziehungen zwischen die Tiersalmonellosen untereinander. Der Rhamnosenegative Typ, der bisher beim Menschen und bei der Ente(Anas Boschas) bekannt war, wurde weiter gefunden bei Ratte(Mus norvegicus), Sturmm?we(Larus canus), Silberm?we(Larus argentatus), Star(Sturnus vulgaris), Wendehals(Jynx torquilla), Kanarienvogel(Serinus canarius L.) und Affe(Macacus rhesus).

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Ingezonden: November 1937.     

Heterosis,transmission genetics,and selection for increased growth rate in a <Emphasis Type="Italic">N. tabacum</Emphasis> × synthetic tobacco cross

Cultivated tobacco (Nicotiana tabacum L.) is a classic amphidiploid, and hybrids between this cultivated species and closely related diploid Nicotiana relatives often exhibit heterotic effects for growth rate and yield. Crosses between N. tabacum and synthetic tobaccos, 4x(Nicotiana sylvestris × Nicotiana otophora) or 4x(N. sylvestris × Nicotiana tomentosiformis), may provide superior routes for genome-wide introgression from diploid relatives and allow increased potential to capitalize on heterotic effects in tobacco. Significant levels of mid-parent heterosis were observed for yield and growth rate in F₁ hybrids between synthetic tobaccos and a standard tobacco cultivar. Microsatellite marker genotyping of an F₂ population derived from a K326 × [4x(N. sylvestris × N. otophora)] cross was carried out to preliminarily investigate the relative importance of different types of gene action on observed heterosis in the original interspecific cross. Results suggested a role for both partial dominance and overdominance. Marker genotyping also indicated an overall reduced level of recombination in the N. tabacum × synthetic tobacco cross relative to a N. tabacum × N. tabacum cross but no evidence of genomic regions with severely restricted levels of recombination. Results suggest that populations derived from N. tabacum × synthetic tobacco crosses may be more efficient for introgressing germplasm from diploid relatives, as compared to populations derived from crosses between N. tabacum and diploid forms where preferential pairing between N. tabacum homologues can reduce the potential for introgression of alien chromatin. Such materials may be useful as sources of favorable alleles influencing quantitative characters in tobacco.     

Formenkreise von Prunus domestica L. von der Wikingerzeit bis in die frühe Neuzeit nach Fruchtsteinen aus Haithabu und Alt-Schleswig

Bei den großflächigen Ausgrabungen im Bereich der Wikingersiedlung Haithabu (9.—10. Jahrhundert n. Chr.) und in der Altstadt von Schleswig (11.—17. Jahrhundert) kamen Fruchtsteine von Prunus domestica in Mengen zutage, wie sie bisher in prähistorischen Grabungen unbekannt waren. Damit war die Möglichkeit gegeben, eine Aufgliederung in Sorten bzw. Formenkreise zu versuchen, über die aus dieser frühen Zeit kaum schriftliche Quellen vorliegen. Aufgebaut wurde dabei vor allem auf die eingehenden Untersuchungen von Röder (1940), der an rezenten Pflaumen und Zwetschen gezeigt hatte, daß die Merkmale der Fruchtsteine außerordentlich konstant und sortenfest sind. Als Kriterien für die Trennung alter Formenkreise werden zum einen die Morphologie der Fruchtsteine und zum anderen metrische Werte, insbesondere Indexberechnungen herausgestellt. Wenn die zur Benutzung der letztgenannten Methode notwendigen statistisch ausreichenden Steinmengen zur Verfügung stehen, können Formenkreise objektiv und mit großer Sicherheit getrennt werden. Auf dieser Basis wurden aus den genannten Grabungen drei Formenkreise (A, B und D) und ein weiterer (statistisch nicht ausreichend erfaßter) Typ (C) der Pflaumen s. 1. (P. domestica ssp. insititia) beschrieben. Wo es notwendig war, wurden Signifikanzprüfungen vorgenommen. Die fossilen Formenkreise werden mit Steinen rezenter Sorten verglichen. Die Vorlage des Materials in dieser Form soll die Grundlage liefern für ähnliche Untersuchungen, um zunächst an den Fruchtsteinen die Entwicklung und Ausbreitung der Sorten von P. domestica seit prähistorischer Zeit zu verfolgen. Die Verteilung der Steine der ermittelten Formenkreise über den Zeitraum zwischen dem 9. und dem 16/17. Jahrhundert ist sehr unterschiedlich. Sicher ist, daß schon in der Wikingerzeit in diesem Raum zwei verschiedene Pflaumensorten kultiviert wurden. Im 12. Jahrhundert erhöhte sich die Zahl auf vier Sorten, hinzu kam ebenfalls im 12. Jahrhundert die Zwetsche, die jedoch bis ins 16./17. Jahrhundert keine wèsentliche Bedeutung erlangte. Die Entwicklung der neuen Sorten fand nicht in Haithabu und Schleswig statt, sondern diese wurden von außerhalb in dieses Gebiet gebracht und hier weiterkultiviert. In der Zeit des 9. und 10. Jahrhunderts wurden die Funde von kultivierten Pflaumen mengenmäßig noch weit übertroffen von gesammelten Wildobst (Schlehe, Prunus spinosa), erst seit der frühen Neuzeit tritt das Wildobst hinter dem Kulturobst zurück. Bei der Durchführung der vorliegenden Arbeit unterstützten den Verfasser die bereits genannten Ausgräber Dr. K. Schietzel und Dr. V. Vogel. Die technischen Arbeiten führten die Damen E. Schulz und M. Isensee durch, und die fotografischen Aufnahmen machte Frau Dipl.-Biol. D. Ku?an. Ihnen allen gilt mein Dank. — Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für die finanzielle Förderung dieser Arbeiten ebenfalls zu Dank verpflichtet.     

Characterization of the Nicotiana tabacum L. genome by molecular cytogenetics

Nicotiana tabacum (2n=48) is a natural amphidiploid with component genomes S and T. We used non-radioactive in situ hybridization to provide physical chromosome markers for N. tabacum, and to determine the extant species most similar to the S and T genomes. Chromosomes of the S genome hybridized strongly to biotinylated total DNA from N. sylvestris, and showed the same physical localization of a tandemly repeated DNA sequence, HRS 60.1, confirming the close relationship between the S genome and N. sylvesfris. Results of dot blot and in situ hybridizations of N. tabacum DNA to biotinylated total genomic DNA from N. tomentosiformis and N. otophora suggested that the T genome may derive from an introgressive hybrid between these two species. Moreover, a comparison of nucleolus-organizing chromosomes revealed that the nucleolus organizer region (NOR) most strongly expressed in N. tabacum had a very similar counterpart in N. otophora. Three different N. tabacum genotypes each had up to 9 homozygous translocations between chromosomes of the S and T genomes. Such translocations, which were either unilateral or reciprocal, demonstrate that intergenomic transfer of DNA has occurred in the amphidiploid, possibly accounting for some results of previous genetic and molecular analyses. Molecular cytogenetics of N. tabacum has identified new chromosome markers, providing a basis for physical gene mapping and showing that the amphidiploid genome has diverged structurally from its ancestral components.     

ZurArchaeopteryx-Nomenklatur: Missverst?ndnisse und L?sung

Zusammenfassung Der allgemein übernommene NameArchaeopteryx lithographica von Meyer, 1861, für die alten gefiederten V?gel aus dem Solnhofener Kalkstein sind Gegenstand mehrerer nomenklatorischer Untersuchungen gewesen und haben zu zwei Entscheidungen der Internationalen Kommission für Zoologische Nomenklatur geführt, den Namen zu kon-servieren. Vers?umt wurde bei diesen Entscheidungen, das Typusexemplar für diesen zweiteiligen Namen (Binomen) festzulegen. Es gibt erhebliche Meinungsverschiedenheiten darüber, ob der isolierte Federabdruck oder das Londoner Stück, ein Skelett mit Federn, der Holotypus ist. Aus unserer überprüfung der Frage schlie?en wir, dass von Meyer (1861b) klar beabsichtigt hat, seinen neuen Namen nur für den Federabdruck zu verwenden, den er untersucht und beschrieben hat (von Meyer 1861a, 1862). Wenn er auch das gerade entdeckte Skelett mit Federn (das Exemplar in London) erw?hnt und eine gewisse Beschreibung des Stückes in seiner Arbeit von 1862 gegeben hat, so hat von Meyer dieses Fundstück vor der Publikation seiner Arbeiten nicht gesehen und nie vorgeschlagen, dass sein neuer Name auch für dieses Fossil gelten sollte. Er hat nie ge?u?ert, dass der isolierte Federabdruck und das (ungesehene) Skelett mit Federn von der gleichen Art stammten. Und schlie?lich: als von Meyer (1861b) den NamenArchaeopteryx lithographica vorschlug, bezog er sich auf seine erste Beschreibung des Federabdrucks, die erschienen war, ehe er von dem Skelett mit Federn geh?rt hatte. Wir schlie?en daraus: Holotypus vonArchaeopteryx lithographica von Meyer, 1861, ist der isolierte Federabdruck (Hauptplatte in Berlin, Gegenplatte in München). Nach den Regeln für die zoologische Nomenklatur w?re der gültige Name für die Solnhofener Skelette mit Federn Archaeornis crassipes (von Meyer), 1857, der ursprünglich in der Kombination Pterodactylus crassipes ver?ffentlicht worden ist. Der Gebrauch dieses Namens würde aber zu Verwirrung und Unsicherheit führen und verstie?e damit gegen eines der Ziele der Nomenklaturregeln, n?mlich Eindeutigkeit und Stabilit?t der Namen zu gew?hrleisten. Eine L?sung für dieses nomenklatorische Durcheinander kann durch den Antrag an die ICZN erreicht werden, den isolierten Federabdruck als Holotypus zu unterdrücken und das Londoner Stück zum Neotypus zu erkl?ren. Das haben wir in einem eigenen Antrag an die ICNZ getan. Dieses Vorgehen wird das BinomenArchaeopteryx lithographica an ein Typusexemplar binden, das unzweideutig einem wohl definierten Gattungs- und Art-Taxon angeh?rt, und würde den Gebrauch des gut eingeführten Namens für den wichtigsten fossilen Vogel sichern.

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Nomenclature of Archaeopteryx: Misunderstandings and solution

Summary The generally accepted nameArchaeopteryx lithographica von Meyer, 1861, for the ancient feathered birds from the Solnhofen limestones has been the subject of a number of nomenclatural analyses, terminating in two decisions by the International Commission on Zoological Nomenclature to conserve this name. Overlooked in these decisions was the determination of the type specimen for this binomen. A strong difference of opinion exists on whether the first found isolated feather impression or the London specimen of a feathered skeleton is the holotype. We conclude that the isolated feather impression (main slab in Berlin and counterslab in Munich) is the holotype ofArchaeopteryx lithographica von Meyer, 1861. This isolated feather cannot be identified with certainty to any generic taxa and/or any specific taxa containing any of the Solnhofen feathered skeletons; hence the nameArchaeopteryx lithographica would be a nomen dubium and cannot serve as the valid name for any generic or specific taxa containing the feathered skeletons. Resolution of this nomenclatural problem can be achieved by requesting the ICZN to set aside the isolated feather impression as the holotype and to declare the London specimen as the neotype, which we have done in a separate application to the ICZN.

     

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.

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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.

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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.     

Sur la biologie deMicrophthalma europaea Egg., tachninaire parasite des larves deScarabaeidae

Zusammenfassung Die Laborzucht aufeinanderfolgender Generationen vonMicrophthalma europaea egg. hat es uns m?glich gemacht, die Entwicklung dieser Tachinide bei 25°C festzustellen. Die Dauer der Stadien ist 3–4 Tage für das erste, 4–7 Tage für das zweite und 8–12 Tage für das dritte Larvenstadium, 14 Tage für die Nymphe, 14–18 Tage für die Reifungsperiode der Weibchen. Die mittlere Lebensdauer für die weiblichen Fliegen ist 25 Tage und 20 Tage für die m?nnlichen. Auch über den Einfluss der Umwelt hat man Erfahrungen gesammelt und zwar über den Einfluss der Temperatur und der Feuchtigkeit auf die Fruchtbarkeit dieser Zweiflügler, die selten h?her ist als 300–400 Planidia pro Weibchen und über die M?glichkeiten im Boden zu überleben, ehe sie in die Wirtslarve eindringen. Unter den Umst?nden dieses Versuches ist die Entwicklung nur in den Larven vonCetoniinae und vonDynastinae m?glich; die Larven vonMelolonthinae werden nicht, oder sher wenig parasitiert. Unter den empfindlichen Arten variiert die Menge der angegriffenen Individuen mit der Art ebenso wie die Anzahl und das Gewicht der pro Wirtslarve geformten Puppen. Die Larven vonPotosia cuprea F. und vonPhyllognathus silenus F. sind güstiger für die Entwicklung als z.B. die Larven vonOryctes nasicornis L. oder vonOxythyrea funesta Poda. Die Vervollkommnung der Zuchttechnik erlaubt es, die für einen biologischen Bek?mpfungsversuch gegen Scarabeiden-Larven n?tige Anzahl Parasiten zu produzieren.

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Cette étude préliminaire a été effectuée en liaison avec.E. Biliotti, Directeur de la Station de Lutte biologique et de Zoologie agricole d'Antibes, spécialiste en la matière. Nous l'en remercions vivement.     

Diallel cross designs and their relation to fractional replication

Summary Various diallel crossing plans or designs were studied as fractional replicates of a p ² factorial for p any positive integer. The method of constructing the complete diallel crossing (CDC) design with p(p−1)/2 possible crosses among the p lines, as a fractional replicate was described. Then from this point of view it is immediately obvious that other fractions of the series x=k/2p, k=2, 3, ..., 2p are possible for p even and that fractions in the series k/p are possible for p odd and for k=1, 2, ... ..., p. One of the interaction components (AB ^p−1) _g for g=0, 1, ..., p−1, of a p ² factorial was utilized in constructing these fractional replicates because the selfs were those entries in (AB ^p−1)₀. A list of partial diallel crossing (PDC) treatment designs for various values of x and p was given. An algorithm for constructing PDC designs of the type described above was also presented. Diallel crossing plans and related genetic concepts have direct and indirect applications in many subject matter areas other than genetics. A number of specific examples was discussed to illustrate the diversity of uses for CDC and PDC designs. Examples discussed included competition between strains of wheat, job classifications, communication between individual persons, drug applications, paired comparisons studies, teaching methods, cock fighting, and tournaments.

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Zusammenfassung Es werden verschiedene diallele Kreuzungspl?ne oder -anlagen mit partiellen Wiederholungen eines p ² faktoriellen Versuches für eine beliebige ganze, positive Grundzahl p untersucht. Die Methode, die vollst?ndige diallele Kreuzungsanlage (CDC) mit p(p−1)/2 m?glichen Kreuzungen zwischen p Linien mit partiellen Wiederholungen aufzubauen, wird beschrieben. Aus diesem Blickpunkt wird unmittelbar klar, da? noch andere Fraktionen, und zwar der Reihe x=k/2 p, wobei k=2, 3, ..., 2 p ist, für ein geradzahliges p und der Reihe k/p für ein ungeradzahliges p, wobei k=1, 2, ..., p ist, m?glich sind. Eine bestimmte Interaktionskomponente eines p ² faktoriellen Versuchs, (A B ^p−1) _g , wobei g=0, 1, ..., p−1 ist, wurde benutzt, um diese partiellen Wieder-holungen aufzubauen, weil die Selbstungen die Elemente von (A B ^p−1)₀ sind. Eine Liste unvollst?ndig dialleler Kreuzungsversuche (PDC) wird für verschiedene Werte von x und p gegeben. Zugleich wird ein Algorithmus für den Aufbau von PDC-Anlagen des obigen Typs mitgeteilt. Diallele Kreuzungspl?ne und verwandte genetische Verfahren finden auch auf vielen Gebieten au?erhalb der Genetik direkte und indirekte Anwendung. Es wird eine Anzahl spezifischer Beispiele diskutiert, um die Mannigfaltigkeit der Anwendung von CDC-und PDC-Verfahren darzulegen. Die besprochenen Beispiele umfassen die Konkurrenz zwischen Weizensorten, Berufsklassifizierungen, Mitteilungen zwischen Einzelpersonen, Drogenanwendung, Lehrmethoden, Hahnenk?mpfe und Turniere.

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Dedicated to Dr. George F. Sprague on the occasion of his 65^th birthday.

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Paper No. BU-145 in the Biometrics Unit, and No. 531 in the Plant Breeding and Biometry Department, Cornell University, Ithaca, New York.     

Buchbesprechung

Abstract

M. Witt, U. Andreae, E. Kallweit, F. W. Huth, E. Werhahn, D. Sellhausen, W. Rösler: Mastversucche mit der Charolaisrasse, den Deutschen Schwarzbunten und deren Kreuzungen. Heft 53 der ?Schriftenreihe des Max-Planek-Instituts für Tierzucht und Tierernährung”, 3051 Mariensee 1971, 174 Seiten mit 99 Übersichten, Format 14,8 × 21 cm, Preis: DM 7,50. Reviewed by A. Püschner.     

Prediction of double crosses from single crosses

Summary A unified theory, which takes into account both the genetic and experimental conditions, for predicting double cross hybrids from single cross hybrids is developed. The method is analogous to that for selection indices. Relationship of the prediction model to the genetic model is explored. Jenkins' (1934) three single cross predictors, a best single cross predictor, and selection on the basis of double cross estimates are compared empirically for an additive and dominance genetic model with varying proportions of experimental error variance and different numbers of hybrids. The differences between fixed and random genetic sample approaches to prediction are discussed.

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Zusammenfassung Für die Voraussch?tzung von Doppelkreuzungsbastarden aus Einzelkreuzungshybriden wird eine einheitliche Theorie entwickelt, die sowohl genetische als auch experimentelle Bedingungen berücksichtigt. Die Methode ist der für die Berechnung von Selektionsindizes analog. Es wird die Beziehung des Vorhersagemodells zum genetischen Modell erl?utert. Jenkins' (1934) drei Einzelkreuzungs-Sch?tzwerte, der beste Einzelkreuzungs-Sch?tzwert und die Selektion auf der Grundlage der Doppelkreuzungs-Sch?tzungen werden für ein additives und Dominanz-Modell mit variierenden Verh?ltnissen der experimentellen Fehlervarianz und unterschiedlicher Anzahl von Bastarden empirisch miteinander verglichen. Der Unterschied zwischen fixierter und zuf?lliger genetischer Stichprobenmethode wird hinsichtlich der Vorhersage besprochen.

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Dedicated to Dr. George F. Sprague on the occasion of his 65^th birthday.

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Contribution from the Department of Experimental Statistics, N. C. Agricultural Experiment Station, Raleigh, North Carolina. Published with the approval of the Director of Research as Paper No. 2330 of the Journal Series. This investigation was supported in part by Public Health Service Research Grant GM 11546 from the Division of General Medical Sciences.     

The chloroplast genome of Nicotiana sylvestris and Nicotiana tomentosiformis: complete sequencing confirms that the Nicotiana sylvestris progenitor is the maternal genome donor of Nicotiana tabacum

The tobacco cultivar Nicotiana tabacum is a natural amphidiploid that is thought to be derived from ancestors of Nicotiana sylvestris and Nicotiana tomentosiformis. To compare these chloroplast genomes, DNA was prepared from isolated chloroplasts from green leaves of N. sylvestris and N. tomentosiformis, and subjected to whole-genome shotgun sequencing. The N. sylvestris chloroplast genome comprises of 155,941 bp and shows identical gene organization with that of N. tabacum, except one ORF. Detailed comparison revealed only seven different sites between N. tabacum and N. sylvestris; three in introns, two in spacer regions and two in coding regions. The chloroplast DNA of N. tomentosiformis is 155,745 bp long and possesses also identical gene organization with that of N. tabacum, except four ORFs and one pseudogene. However, 1,194 sites differ between these two species. Compared with N. tabacum, the nucleotide substitution in the inverted repeat was much lower than that in the single-copy region. The present work confirms that the chloroplast genome from N. tabacum was derived from an ancestor of N. sylvestris, and suggests that the rate of nucleotide substitution of the chloroplast genomes from N. tabacum and N. sylvestris is very low. Electronic Supplementary Material Supplementary material is available for this article at and is accessible for authorized users.     

Tobacco single-copy DNA is highly homologous to sequences present in the genomes of its diploid progenitors

Summary We compared the single-copy DNA sequences of the tetraploid tobacco plant, Nicotiana tabacum, with those of its diploid progenitors N. sylvestris and N. tomentosiformis. We observed that 65% of N. sylvestris and N. tomentosiformis single-copy DNA fragments reacted with each other using moderately stringent hybridization conditions (60° C, 0.18 M Na⁺). An additional 10% sequence homology was detected when the hybridization temperature was reduced by 10° C. The thermal stability of interspecific single-copy DNA duplexes indicated that they were approximately 6% more mispaired than homologous single-copy DNA duplexes. In contrast, we observed almost no single-copy DNA divergence between N. tabacum and its diploid progenitors. Greater than 99% of N. sylvestris and N. tomentosiformis single-copy DNAs reacted with N. tabacum DNA using moderately stringent hybridization conditions. The thermal stability of these duplexes indicated that they contained no more sequence mismatch than homologous single-copy duplexes. Together, our results show that significant single-copy DNA sequence divergence has occurred between the diploid N. sylvestris and N. tomentosiformis genomes. However, by applying our experimental criteria these single-copy DNAs are indistinguishable from their counterparts in the hybrid N. tabacum nucleus.     

Comparison of some multivariate analyses of perennial atriplex vegetation in Southeastern Utah

Summary The multivariate techniques of association, factor, and cluster analysis were applied to a set of phytosociological data obtained from an area forming part of the salt desert shrub vegetation in southeastern Utah. Although there were certain advantages to using more objective and quantitative means of synthesizing this vegetation data, the vegetation units obtained were highly similar to those identified by more traditional and subjective approaches involving less effort and expense. The relative simplicity of the vegetation and landscape concerned probably influence these conclusions. Arguments for multivariate analyses are probably stronger where there exists more cryptic and complex interrelationships of vegetation to environment

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Zusammenfassung Auf pflanzensoziologische Daten aus cinem Gebiet, das ein Teil der Salzsteppen-Strauchvegetation im süd?stlichen Utah ist, wurden die Multifaktoren-Verfahren der Assoziations-, Faktoren-, und “Cluster” (H?ufungs-gruppen)-Analyse angewendet. Zwar war es in manchem vorteilhaften, objektivere und quantitative Mittel für die Synthese diesen Vegetationsdaten zu verwenden. Aber, die so erhaltenen Vegetationseinheiten waren doch jenen weitgchend ?hnlich, die mit geringerem Aufwand und billiger durch mehr traditionelle und subjektive Methoden gewonnen wurden. Die relative Einfachheit dieser Vegetation und Landschaft begünstigen wahrscheinlich diese Schlu?folgerung. Im Falle verborgenerer und komplexerer Wechselbezichungen von Vegetation und Umwelt sind die Argumente für den Einsatz von Multifaktoren-Analysen wahrscheinlich st?rker.

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Approved by the Director of the Utah Agricultural Experiment Station as Journal Paper No. 757.     

Comparison of the mitochondrial genome of Nicotiana tabacum with its progenitor species

Summary Mitochondrial DNAs from Nicotiana tabacum, an amphiploid, and its putative progenitor species, N. sylvestris and N. tomentosiformis were compared in structure and organization. By using DNA transfer techniques and cloned fragments of known genes from maize and N. sylvestris as labeled probes, the positions of homologous sequences in restriction digests of the Nicotiana species were analyzed. Results indicate that the mitochondrial DNA of N. tabacum was inherited from N. sylvestris. Conservation in organization and sequence homology between mtDNAs of N. tabacum and the maternal progenitor, N. sylvestris, provide evidence that the mitochondrial genome in these species is evolutionarily stable. Approximately one-third of the probed restriction fragments of N. tomentosiformis mtDNA showed conservation of position with the other two species. Pattern variations indicate that extensive rearrangement of mtDNA has occurred in the evolution of these Nicotiana species.