Deletion und Translokation heterochromatischer Chromosomenabschnitte bei Microtus agrestis

Zusammenfassung In unbehandelten Nierenepithel-und Fibroblastenkulturen von Microtus agrestis wurden Brüche, Deletionen und Translokationen an den heterochromatischen langen Armen von X-und Y-Chromosomen in 2% aller Mitosen eines weiblichen und 3% der Mitosen eines männlichen Tieres gefunden. In tetraploiden Mitosen sind Deletionen häufiger als in diploiden zu finden. Die Deletionen treten sowohl auf dem X₁ und X₂ des Weibchens als auch auf dem X und Y des Männchens auf. Längenmessungen an normalen und deletierten Chromosomen ergaben, daß die bevorzugte Bruchlokalisation beim X-Chromosom am Übergang vom proximalen zum mittleren Drittel der langen Arme liegt, beim Y in der Mitte der langen Arme. Es wurden Translokationen der azentrischen Fragmente auf die langen Arme von X-Chromosomen und Fusion deletierter X-Chromosomen zu dizentrischen Chromosomen beobachtet, jedoch keine Translokation auf euchromatische Chromosomen. Das häufigere Auftreten von ein oder zwei deletierten Chromosomen in tetraploiden Zellen wird durch Fusion zweier diploider (Schwester-) Kerne in zweikernigen Zellen erklärt die durch Mitose ohne nachfolgende Plasmateilung einer diploiden Zelle mit Chromatidbruch oder deletiertem Chromosome entstanden sind.

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Deletion and translocation of heterochromatic chromosome segments of Microtus agrestis

Summary Breaks, deletions and translocations of the heterochromatic long arms of the X and Y chromosomes were found in 2% of all female mitoses and 3% of male mitoses of untreated kidney epithelial cell and fibroblast cultures of Microtus agrestis. Deletions are more frequent in tetraploid than in diploid mitoses. Deletions were found in the X₁ and X₂ of the female as well as in the X and Y of the male. Length measurements of normal and deleted chromosomes showed that the breaks in the X are preferentially located between the proximal and middle third of the long arm, whereas in the Y chromosome they are near the middle of the long arm. Translocations of acentric fragments to the long arms of X chromosomes and fusions of deleted X chromosomes resulting in dicentric chromosomes were also observed, but no translocations to euchromatic chromosomes could be found. The relatively high frequency of one or two deleted chromosomes in tetraploid cells is explained by a fusion of two diploid (sister-) nuclei in binucleated cells resulting from mitosis without cytoplasmic division of diploid cells with a break of a chromatid or a deleted chromosome.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Cytologische Untersuchungen an einem menschlichen Abortus mit vorwiegend tetraploiden Zellen in vitro

Zusammenfassung In Gewebekulturen von einem Abortus (flüssigkeitsgefüllte Blase) lassen alle untersuchten Mitosen auf einen tetraploiden Chromosomensatz (92/XXXX) schließen. Zwei der vier X-Chromosomen sind spät replizierend.DNS-Messungen der Interphasenkerne (Feulgenphotometrie) ergeben vorwiegend Werte entsprechend tetraploiden Zellkernen neben 8% von Werten, die diploiden Zellkernen entsprechen. Zahl und Struktur der Sexchromatinkörperchen stimmen, mit der Ploidie der Zellkerne überein.Gegenüber Kontrollkulturen mit vorwiegend diploiden Zellen sind vermehrt multipolare Mitosen zu beobachten. Die Möglichkeit der Entstehung diploider Zellkerne aus tetraploiden durch multipolare Mitosen wird diskutiert.

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Cytological findings in a human abortus with predominant tetraploid cells in vitro

Summary In tissue cultures from an abortus (empty sack, containing fluid) all countable mitoses indicate a tetraploid chromosome complement (92/XXXX). Two of the four X-chromosomes are late replicating.DNA-measurements of interphase nuclei (Feulgen photometry) show values according to tetraploid nuclei in 92%, whereas 8% of nuclei have DNA values corresponding to diploid nuclei. Number and structure of sex chromatin bodies are in accordance with the ploidy of the cell nuclei.A relative high frequency of multipolar mitoses is found compared with basically diploid control cultures. The possibility of the origine of diploid cell nuclei from tetraploid nuclei as a result of multipolar mitoses is discussed.

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Mit teilweiser Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft     

Generationswechsel,Kernphasenwechsel und Sexualität der Braunalge Ectocarpus siliculosus im Kulturversuch

Zusammenfassung Der Entwicklungscyclus von Ectocarpus siliculosus wurde unter Kulturbedingungen untersucht. Gametophyten und Sporophyten können morphologisch und funktionell unterschieden werden. Die Gametophyten sind diöcisch, die Geschlechtsbestimmung erfolgt genotypisch. Sporophyten können in der haploiden, diploiden und tetraploiden Phase vorliegen. Sporophyten aller Kernphasen können unilokuläre Sporangien ausbilden, tetraploide und diploide Sporophyten führen dabei eine Reduktionsteilung durch. Schwärmer haploider Gametophyten und Sporophyten können sich spontan zu diploiden oder tetraploiden homozygoten Sporophyten entwickleln. Gametophyten können nur zusammen mit Sporophyten aus Schwärmern unilokulärer Sporangien entstehen (Heteroblastie). Aus der Reduktionsteilung tetraploider Sporophyten gingen diploide männliche Gametophyten hervor, deren Gameten mit normalen weiblichen Gameten kopulierten. Die verschiedenen Kernphasen und Wuchsformen stehen durch Reduktionsteilungen, Heteroblastie, Kopulation und spontane Aufregulierung der Chromosomenzahl miteinander in Verbindung.

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Culture experiments on life cycle, nuclear phases, and sexuality of the brown alga Ectocarpus siliculosus

Summary The life cycle of Ectocarpus siliculosus from Naples (Italy) was investigated, using well defined cultured material. Gametophytes and sporophytes differ morphologically and functionally. The gametophytes are dioecious, with genotypic determination of their sex. Sporophytes exist in the haploid, diploid and tetraploid phase. All sporophytes can form unilocular sporangia. In tetraploid and diploid sporophytes the formation of unilocular sporangia is connected with meiosis. Certain motile cells of haploid plants may spontaneously give rise to diploid or tetraploid sporophytes which are homozygous. Gametophytes can only be formed together with sporophytes form the swarmers of unilocular sporangia (heteroblasty). Meiosis in tetraploid sporophytes resulted in diploid gametophytes, the gametes of which fused with haploid female gametes. All observed nuclear phases and growth forms are connected with each other by meiosis, heteroblasty, fusion of gametes and spontaneous increase in chromosome number.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

The genetics of diploid x tetraploid and reciprocal cyclamen crosses

Zusammenfassung Bis heute wurden bei Cyclamen 5 Kreuzungen diploid x tetraploid und 2 Kreuzungen tetraploid x diploid untersucht. Eine lieferte nur 2 weitgehend sterile triploide F₁-Pflanzen. In allen anderen Fällen waren F₁, F₂ und — soweit untersucht — F₃ vollständig tetraploid.In 3 Kreuzungen konnte die Blumenfarbe analysiert werden. Es stellte sich heraus, daß die F₂- und F₃-Spaltungen einem autotetraploiden Schema entsprechen. Hieraus geht hervor, daß bei den Kreuzungen diploid x tetraploid die Eizelle unreduziert oder verdoppelt vor der Befruchtung ist, während bei den Kreuzungen tetraploid x diploid der generative Kern unreduziert oder verdoppelt vor der Befruchtung sein muß.

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Herrn Prof.H. Kappert zum 65. Geburtstag gewidmet     

Polyploidisierung in der Fischfamilie Cyprinidae,Ordnung Cypriniformes

Zusammenfassung Die Fischfamilie der Cypriniden zeigt nach Chromosomenzahl und DNS-Gehalt/Zelle ein Diploid-Tetraploid-Verhältnis. Eine Duplikation der MDH-Isoenzyme läßt sich in der tetraploiden Gruppe nachweisen. Nur der tetraploide Cyprinus carpio hat ein Muster entsprechend der diploiden Gruppe.

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Polyploidization in the fish family Cyprinidae Duplication of the gene loci for NAD-dependent malate dehydrogenase

Summary The fish family Cyprinidae can be classified into two groups, a diploid one and a tetraploid one, as shown by chromosome analysis and measurements of the DNA content per cell. Duplications of the MDH isoenzymes can be demonstrated in the tetraploid group with one exception: Cyprinus carpio reveals the diploid pattern.

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Direktor: Prof. Dr. Dr. H. Ritter

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

La variabilité cytologique dans la descendance des femelles de Luffia ferchaultella steph. (Lepidoptera psychidae)

Summary The procedure which leads to the restoration of the diploid chromosomal number in the egg of the parthenogenetic Luffia ferchaultella is similar in all the eggs laid by one female. But it may vary in the eggs of closely related females (mother and daughters or sisters). Therefore it is not a characteristic of the parthenogenetic strain.

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Au Professeur Bauer, en témoignage d'admiration.

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Travail subventionné par le Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique.     

Über die interspezifische Wirkung des Sexuallockstoffes von Apis mellifica und Apis cerana

Zusammenfassung In Feldversuchen an Drohnensammelplätzen wurden Königinnen von Apis mellifica und A. cerana von mellifica-Drohnen angeflogen. Die arteigene Königin wurde bei gleichzeitiger Darbietung der artfremden Königin in manchen Fällen (an Tagen mit geringer sexueller Appetenz der Drohnen) gesichert bevorzugt.Elektrophysiologisch konnten von den Porenplatten der Drohnenantennen beider Arten langsame Potentiale bei Reizung mit 9-Oxo-trans-2-decensäure (Queen substance) abgeleitet werden. Auf dieselben Riechzellen wirkt auch das Mandibeldrüsensekret von A. cerana. Bei beiden Arten standen die Wirkungen von Queen substance-Proben und von Cerana-Mandibeldrüsen zueinander im gleichen Verhältnis.Riechzellen des gleichen Typs finden sich auch auf den Antennen von Arbeiterinnen und Königinnen beider Arten. Ein anderer Riechzelltyp bei allen Kasten beider Arten reagiert auf den Sterzelduft von A. mellifica.

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On the interspecific effect of the sex attractant of Apis mellifica and Apis cerana

Summary In field experiments drones of Apis mellifica were attracted by queens of Apis mellifica and of A. cerana. On days of low sexual appetite the drones showed a significant preference for their own queen.In both species we recorded spikes and slow potentials from the poreplates of the drones antennae. The same type of olfactory sense cells responds to 9-oxotrans-2-decenoic acid (queen substance) and to the secretion of the mandibular gland of Apis cerana. The quantitative relationship of the effects of the queen substance probes and of the cerana-mandibular glands were the same in both species.Olfactory cells of the same type were found on the queens' and workers' antennae of both species. Another cell type common to all castes of both species responds to the scent of the Nasanov gland of A. mellifica.

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Für die freundliche Überlassung von Proben synthetischer 9-Oxo-trans-2-decensäure danken wir Herrn R. K. Callow (Rothamsted) und H. Rembold (München).     

Genetic Polymorphism and Evolution in Parthenogenetic Animals. II. Diploid and Polyploid SOLENOBIA TRIQUETRELLA (Lepidoptera: Psychidae)

Genic polymorphism at sixteen enzyme loci of four different chromosomal races of Solenobia triquetrella (bisexual, two diploid parthenogenetic races and tetraploid parthenogenetic) has been studied by starch gel electrophoresis. Isolated small diploid bisexual populations have rather uniform allele frequencies at all loci which we have studied. Diploid and tetraploid parthenogenetic individuals of this species are in general as heterozygous as bisexual ones. All parthenogenetic local populations are different from each other in the Alps. These parthenogenetic genotypes cannot be derived from a common ancestor through single mutations but rather bear evidence for a polyphyletic origin of parthenogenesis in Solenobia triquetrella. In the marginal distribution areas of the species in northern Europe single genotypes are spread over far larger areas than in the mountain regions of central Europe. This may be due to the old origin of parthenogenesis and polyploidy in northern Europe. No new parthenogenetic and polyploid strains have lately arisen in the regions outside of the Alps.     

Pränatale Chromosomenanalyse mit Mosaikbefund 46,XX/92,XXXX

Zusammenfassung Die Chromosomenanalyse aus Zellen der Amnionflüssigkeit, entnommen bei einer 28jährigen Frau in der 30. Schwangerschaftswoche, erbrachte einen Mosaikbefund aus weiblichen diploiden und tetraploiden Metaphasen. Die Blutzellkulturen des gesunden Neugeborenen zeigten einen normalen Karyotyp. Zusätzliche Untersuchungen sprechen für eine in vitro-Entstehung des Mosaiks.

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Prental chromosome analysis with mosaic statement 46,XX/92,XXXXPosible of an eroneous diagnosis

Summary The chromosome analysis from cells of the amniotic fluid performed in a 28 year old woman in the 30th week of pregnancy revealed a mosaic of female diploid and tetraploid metaphases. Lymphocyte cultures from the healthy newborn showed a normal female karyotype. Additional findings indicate an in vitro origin of the mosaic.

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Direktor: Prof. Dr. H. Lüers

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Leiter: Prof. Dr. E. Saling

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Nach einem Vortrag, gehalten am 11. 7. 1970 auf der Tagung der Gesellschaft für Anthropologie und Humangenetik (Sektion Cytogenetik) in Kiel.     

Cytophotometrische Messungen des Nukleinsäure- und Proteingehaltes von Ganglienzellen der Ratte während der postnatalen Entwicklung und im Alter

Zusammenfassung An den Purkinje-Zellen des Rattenkleinhirns wurden mit quantitativhistochemischen Methoden die Veränderungen des DNS-, des RNS- und des Proteingehaltes vom 10. Lebenstag bis zum Alter von 26 Monaten verfolgt. Zwischen dem 15. und 30. Tag werden die Purkinje-Zellen tetraploid. Deiterssche Zellen bleiben während des ganzen Lebens diploid. In der Phase der Ausdifferenzierung vom 25. bis zum 90. Tag steigt der RNS- und der Eiweißgehalt der Purkinje-Zellen an. Die einmal erreichten Werte bleiben bei einem Teil der Zellen bis ins hohe Alter erhalten. Bei dem Rest der Purkinje-Zellen sinken RNS- und Proteinmenge ab, wahrscheinlich im Zusammenhang mit Degenerationserscheinungen.

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Summary DNA, RNA and protein content of single Purkinje cells in the cerebellum have been measured in rats of different ages (10 days to 26 months) using quantitative histochemical methods. While Deiters' cells remain diploid during the whole life span, Purkinje cells attain a tetraploid level of DNA content between the 15th and 30th day post partum. During the period of differentiation (25–90th day) the RNA and protein content of Purkinje cells increases. These once reached values keep constant during the rest of the life in a certain fraction of cells. In the rest of the Purkinje cells the RNA and protein content decreases, possibly in connection with degenerative processes of the cell.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Stipendiaten der Alexander v. Humboldt-Stiftung, Physiologisches Institut der Akademie der Wissenschaften Prag, Tschechoslowakei.