KLEINE BEITRAGE ZUR BESTIMMUNG DES IEP VON PROTOPLASTEN

II. KEIMUNGSVERSUCHE MIT POLLEN IM VERGLEICH MIT REFRAKTOMETRISCHEN MESSUNGEN

Von HANS PFEIFFER (Bremen)

Mit 4 Textfiguren

Eingegangen am 29. November 1930

Ziel der U~le,rsuch~.ge~

1. in der vorangegangenen Mitteilung (7) dieser Serie zur Methodik des isoelektrischen Punktes ([EP) yon Protoplas~en ist (lie Ei g nun g d e s r e f r a k t o m e t r i s e h e n V e r f a h r e n s untersucht worden. Anf mehrfaehe (theoretisehe und experimenteUe) Weise ist der Naehweis geft~hrt worden, dab unter der Voraussetzung der Konstanz alle, r andern Vaviabelu mit der AnnSherung an den IEP eine Zunahme der Lichtrefraktion verkniipft ist. Aueh ist alert bereits ein Bestimmungsverfahren fiir den 8onderfall ku- geliger Pflanzenzellen naeh friiheren VorsehlSog~,n yon VJs mitgeteilt word en.

Die damal~ banutzten I)bjekte haben freilich for die praktische Durchftihrung der Versuehe den N a e h t e i l g e r i n g e r (~rO13e, und so ist naeh a n d e r n kugelfC~rmigen Ze l l en gesucht worden, die bei Ver- meidung jeneS Nachteiles dennoch die Vornahme tier erforderlichen Messungen erlauben. Daneben ist erstrebt worden, auch noch auf einem andern Wege als bisher die B e z i e h u n g des R e f r a k t i o n s \ ; e r m a g e n a zur E i n s t e l l u n g gegen{ ibe r dem I E P naehzupr(ifen.

Die Wahl ist auf P o l l e n gefallen, die allerdings bestimmten An- forderungen entsprechen m~issen. So ist auger auf l e i c h t e Be- s e h a f f u n g s m O g l i c h k e i t des Materials und auf g r o g e s Vo lumen tier Objekte darauf geaehtet worden, dab sie auPaer k u g e l i g e r Gestalt auc'h

Kleine Beitr/ige zur Bestimmung des I E P yon Protoplasten. l I 269

eine g 1 a t t e Oberfl~tche (ebene Exine) und mSglichste D u r c h s i c h t i g k e i ~, sowie eine ausreichende U n e m p f i n d l i c h k e i t gegen die erforderlichen Versuct!seingriffe (Behandlung mit Puffergemischen) aufweisen. Eine Hilfe bei der Auswahl des Materials, besonders hinsichtlich der A~ls- scheidm~g a ller nach Gestalt, Oberfl~chenbeschaffenheit und (_~r6ge un- geeigneten Objekte, haben die ErffLhrungen yon POPE (11) mid FER~a~I (4) nut in geringem Mal~e geb~)ten.

Ffir Pollen liegt nun ale V e r g l e i c h s v e r f a h r e n zur Ermittlung des ]EP der Protoplasten die Ausffihrung des Keimungsvarsuches nahe, dessen Eignung fflr Sporen yon Pilzen (Is WEe,L C.R. Hvasa', It. C. YOVNG, (}. M. RE~D, J. R. PaalS, h~L T. Sco'r~r usw.) und Samen h(,herer Pflanzen (R. M. SalJrmL T.C. MC[LVAI~E, R. lV[. H~xo~', H. LU~DnaAnDn, O. A m t ~ w s , H. L. wax Dn SA~DE-BaK~IU~Z~- U. a.) seit langem bekannt ist (6, 1596 ; 8,317L ; 9, 832). Wegen des beabsichtigten Vergleiches der refraktometrischen Ergebnisse mit~ solchen der Keinmngs- versuche ist als weiterer ()rum fiir die Auswahl der ()bjekte dio Be- vorzugung mOglichst gu t k e i m f i i h i g e n 5IateriM~ zu erw~lmen.

2. Gegenfiber den an Zahl sehon be~rgehtlichen Untersuehungen fiber den Cg- E i n f l u B a u f d ie S igoren- u n d S a m e n k e i m u n g sind nur erst verhMtnismggig wenig ent~spreehende Versuehe fiber die P o l l e n k e i m u n g ausgeffihr~ worden. Die Brauehbark?it des Verfahrens ist bier besonders dureh neue, freilieh zu anderen Zweeken angestellte Versuehe im Kieler Insti tut (1, 107) erwiesen worden. Es hat n/imlieh BRINK (2, 682) ffir die Pollenkeimung bei Lathyrus odoratus und Nieotiana ein allm/~hliehes An- steigen des Keimprozents~tzes yon pI-I 4,0 bis 7,0 und ein naehfolgendes Absinken bis auf 28,3 ~ bei p i t 10,0 gefunden. Aueh voM BJ~RG (1, 112) besehreibt ffir Berberis aqui- [olium nur eine e i n g i p f e l i g e Kurve mit einem Optimmn bei pI-I 4,5. Z~hlreiehe andere Versuehe an Aesculus tiara, Lathyrus rotundi/olius, Corylus Avelh~na, Primuht elatior und acaulis, Bibes alpinum, Impatiens Sultani und Holstii haben aber z w e i g i p f e l i g e Kei- mungskurven ergeben, die sogMeh mi~ entsprechenden Kurven yon Pilzsporen und Samen vergleichbar sind (1, 131 ; 8, 317 f.) und eine Deutung durch Annahme eines I E P der betreffenden Protoplas~en linden k6nnen. Zu einer Zeit, da ers~ wenige geeignete Formen for die beiden erstrebten Versuchsresult~te gefunden worden waren, muBte eine solche gl/mzende Best~tigung durch ihre Versuehe einen willkommenen Anreiz zur Fortsetzung der eigenen Untersuchungen biet.en.

II.

Melhodisd~er Teil

1. Das P o l l e n m a t e r i a l . - - - Die Versuche verteil~n ~ich ~iber den $ommer 1930. Nach den ersten Experimenten (April) mit Belula verrucosa ist im Juni Alopecurus prate~sis, Melan&'yum alb,~on und zum Teil l'ha- seolus ,multi/lotus benutzt worden, wiihrend bei den Herbstversnchen im

270 P f e i f f e r

,qeptemb('r mit d~'n beiden lotzten Pf lanzen mM mit Urticu dioica und i m Oktober nur noeh mi t letzterer gearbei tet worden ist. Zur E r z i e l u n g m O g l i e h s t ~ u t e r V e r g l e i c h b a r k e i t d e r E r g e b n i s s e ist bei dee Pol lengewinnung daI'allf gesehon worden, dab nut spontan ausstSubende KSrner verwend~,t wurden, und ist ferner bei (lm' Anstellung der Versuehe auf Einhal tung miigliehst kons tan ter Bedingungen hinsiehtlieh Lieht , Tempera tu r und Dampfspannung (10) geaehtet worden. Doeh wird dami t (lie ab s o lu t e Einheit l iehkeit der untersuehten Objekte leider doeh noch nieht ~q'reieht worden sein.

Der in 30 o{~ Rohrzueker gut keimende, glgnzend glatte Pollen yon Viola odorata ist leider wegen seiner lgnglieh-elliptisehen Ges ta l t fiir refraktometrisehe Messungen naeh unserm Verfahren wenig oder nieht geeignet, hat denn aueh nur unzuverlgssige, unverwertbare Resultate ergeben. Ebenso seheiden fiir diesen Zweek die im Juli untm'- suehten, sehr grogen Pollen yon Althaea rosca (130/t Durehmesser) und Cucurbita Pepo (220 ~t) wegen der Stuehel igkei t der Exine aus. Hingegen ist der im September und Oktober gesammelte Pollen yon Solarium vigrum zwar wegen seiner Kugelgestalt, der Glattheit seiner Oberflgehe und ausreiehender GrSl3e (35 it) fiir die Messung der Licht- breehung reeht passend, doeh ist leider eine zur K elmung pussende Rohrzuekerkonzen- tration bislang nieht ermittelt worden. Ahnlieh ist eine zwisehen 10 und 30 o/~ liegende I/ohrzuekerkonzentration zur Keimung des ebenfalls zu refraktometrisehen Bestimmungen geeigneten Pollens yon Lolium perent~e nicbt brauchbar; zu vermuten ist, dab eine noch hbhere Konzentmtion bessere Erfolge geben wird.

2. D i e K u l t u r m e d i e n u n d i h r e CH-Abs~cufung . - - Wegen tier BeschrSnkung auf kolorimc~trische (~ , -Bes t immnngen ~,.rscheint die K u l t u r t ier ( ) b j c k t f ' in 1J~~sun~o,n wt~nschenswcrt. Indessen zeio'en die zur Pol lenkul tur versdfiedent l ich vorgeschlagenen RohrzuckerlSsun~en (5, 185) ~qne ~o ~erin~e Puffarung, d~tg anfangs an deren Versti trkung dutch Zusatz reiner ElektrolytlC, sungen (Salze) gedacht worden i,~t. Wie VOM B~,:~,c4 (1, ] 11 ) diesen dutch BRrN~<S Versuche (2, 682) gangbar schei- nendan Weg wi(~der aufgeg~'ben hat , wcil ihr alas Ergebni~ dutch diese Modifikati~m in seiner Komplizier thei t uni ibersehbar erschien, so ist bei den nachfl)l~enden Ergebnissen yon vornherein t, 'otz der Bedenken, dag damit die Pufferung nicht gebessert wircI und an dem Ergebnis dennoeh auch andere ]onen (C',I ', Na ' ) bett 'iligt sind, die A b s t u f u n g d o t A z i d i t S t des M~diums ~ttl,q (;riinden tier Verein[aehung des Arbeitens dutch Zusatz yon n/10 ttCI- und NaOH-LOsungen erzielt win'den.

Die g c e i g n e t e K o n z e n t r a t i o n der als Kul tur- und Keimungs- med ium verwendeten RohrzuckerlSsungen ist for die oinzelnen Pollen jeweils zuvor ermit tol t wordon, doch haben Erfahrungen yon PPUNDT (10, 3~---3S) das Aufsuehen der opt imalon Konzentra t ion wesentlich er-

Kleine Beitr/i,ge zur Bestimmung des IEP von Protoplasten. II 271

leichtert. Wie wichtig die Kenntnis dieses Faktors ist, zeigt ein Versuch mit Pollen yon Tradescm~li~t vi'rgi,nica, der in schwachen Rohrzucker- lasungen sehr rasch, oft schon nach 1--2 Minuten, bereits in 7~/~ % LO- sungen aber nicht mehr oder nut noch schlecht keimt.

3. D i e r e f r a k t o m e t r i s c h e n M e s s u n g e n . - UnterVerwendung der Darlegungen yon Vt~]~s ist bereits yon P]~]~IFf'Eu (7, 89) abgeleite~ worden und wird auch -yon FAUR~-FREmm' (3, 541) angeftihrt, wie aus der Brennweite f gegen/lber einem leuehtenden Punkte, der abbildungs- fiihig ist (7, 90), und dem Krfimmung'sradius r der Breehungskoeffizient n zu

t'

gefunden wird, wic sieh ferner der spezifische Brechungskoeffizient n~ durc, h Multiplikation mit dem Index flit das gleichfalls brechende Medium no ergibt, so dab zu folgern ist:

( ; ) n~ --= f q- 1 ; n o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 1 ) .

Diese Angaben brauchten bier nieht wiederholt, zu werden, wenn nieht neben der letzten Formel (I1) aueh die angeffihrte Tabelle (7, 94) im Z a h l e n w e r t e u n r i e h t i g e Angaben maehfe, ohne dag allerdings die daraus abgeleitete Folgerung fiber die Zunahme des /3reehungsindex mit der Ann'aherung an den lEE irgendwie beriihrt wiirde. Da an dem damaligen Objekt weitere Untersuehungen angestellt worden sind, fiber die noeh beriehtet werden wird, sei eine aus f i i h r l i ehe Beriehtigung einstweilen zuriiekgestellt.

Wegen dieser Berec, hnungen ist die Kenntnis des B r e c h u n g s - i nd~x des M e d i u m s no erforderlich. Da es sich nun nicht um reine Rohrzuckerlasungen handelt, sondern diese schwach mit Agar, so~;ie mit wechselnden Nengen HCl oder NaOH versetzt werden, kannen wir nicht erwarten, in der Liferatur die ~esuchten Werte bereits angegeben zu linden. Da ein Refraktometer nicht zur Verftigung steht, ist also unter Anwendung eines neuerdings angeg'ebenen Verfahrens yon SPE~C~ (1.:), ~26), einer Modifikation einer ~tlteren, yon N. N. Ni~Lsox empfohlenen Nethode, und naeh Interpolieren der Brechungskoeffizient der verschieden konzen- trierten Rohrzuckerl6sungen vor allem for die nach der C~ am weitesten voneinander verschiedenen 3dedien ermitt~qt, worden (s. Tab. H- - I I I ) .

Dazu kommt ein q2ropfen der betr. VersuehslOsung in die H6hlung eines geschliffenen Objekttr~igers und nach Bedecken mit einem plan ge- schliffenen andern umgekehrt unter das ~vlikroskop. Um die dann v o f z u n e h m e n d e n M e s s u n g e n zu veranschauliehen, sei eina ku rze Be- trachtung an diesem odor erst an einem m,ch erweitorten iihnlichen System u ngestellt.

272 P f e i f f e r

Es seien (Fig. 1) T l, T~ und T a ein plan und zwei hohl gesehliffene, in dieser Reihen- folge i ibereinander liegende O b j e k t t r i g e r , yon denen die beiden letzteren bei A i bezw. A 2 am tiefsten eingedellt und ferner in -der I t6hlung mi t dem Untersuehungsmedium geftillt sind. E in parallel zur optisehen Aehse des Systems den plan gesehliffene n Objekt- tr~ger dureheilender Strahl wird an den Kr t immungsf l ichen yon T~ und T a gebroehen werden und die optische Achse in P sehneiden. AuBerdem bezeiehnen C i und Cs die Kdimmungsmi t t e lpunk te der Kugelf i ichen durch A i bezw. Av Als f e s t e n V e r g l e i c h s - p u n k t flit des System setzen wir aus Zweekm~Bigkeitsgriinden den t iefsten P u n k t Ae des oberen Objekttr~gers T 3, Dann k6nnen wir die posit iven oder negat iven Enffernungen yon A 2 n~eh den Punk t en A l, C1, C~ nnd P (beziiglieh) als a, el, % und p schreiben nnd erhul ten als elementare optische Beziehung zwisehen den Breehungsindizes n o des Mediums und n 0' des Gl~ses (1,5047):

no n o ' p % - - - no 'pc 1 + p e l - - el% - �9 . . . . . . . . . . . . . . . . O)

no' n o ' p % - - n 0 p ~ + p ~ - - a %

oder ftir den vereinf~ehten t~all, dM3 nur e i n hohl gesehliffener Objekttrgger T 2 neben dem plan gesehliffenen verwendet wird, d~B also die obere Oberfl iehe eben ist und (!~ in ~ Enffernung gelegen ist, die t/,eduktion zu:

110 n o ' p - - e 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 )

I lO/~ I l o t p - -

Fiir unsern Zweek werden wir d~r~us die Umformung (3)

n o = n o ' ' no'/? - - el . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3) n o " p - -

~bleiten.

B e i d e r Messung selbst wird ein mit dem Untersuehungsmedium gefiillter hohler Objekttr~ger umgekehrt auf einen ebenen gebraeht, dann mit dem Tubus auf die obere (plane) Seite des ersteren eingestellt und der Skalenteil am Tubus abgelesen, sodann naeh Versehiebung des Tubus und Einstellung auf einen zur Abbildung zu bringenden entfernten Gegenstand noehmals abgelesen, um p zu finden, wShrend die GrSgen e t und a einer direkten Nessung zug~ingig sind (allerdings dabei als n~gative GrOl3en in unserm System gewertet werden mfissen).

II[.

~)bersicht .~ber die Resultate

1. Der zunehmenden GrSfte naeh ordnen sieh die ffir beide Ver- suehsreihen benutzten Pollen in die Reihe: Urtica (Durehmesser 20 !0, Bel~da (30/t), Alopec~'rus (35 #), Melandryu.m (40 It) und Phaseolus (50 Et). Der P r o z e n t s a t z der k e i m e n d e n P o l l e n k 6 r n e r ist aueh bei An- stellung des Versuehes in der als optimal erprobten Zuekerkonzentration fiberaus weehselnd. Die hier folgende Tabelle fiber des Ergebnis der Keimungsversuehe ffihrt for jeden Vertreter nut eine Versuehsreihe an.

Kle ine Beitr/i, ge zu r B e s t i m m u n g des I E P yon Pro~oplas ten. I I 2 7 3

Allerdings differieren die Prozentwerte bei nut wenige Wochen auseinander sind Beispiele f~ir anders verlaufende

- p

-cz

Fig. l . Schema des op t i schen Sys t ems zur M e s s u n g d e r n o - W e r t e des Un te r - s u c h u n g s m e d i u m s (Erkl/~rung im Text) .

aueh bei derselben Art trod selbst liegenden Versuchen etw~s, doeh Keimungskurven im ganzen nut hSehst selten aufgetreten und dann stets aus 5uBeren VerhNtnissen er- kltirbar gewesen. Die besonderen VerhNtnisse sind an den in Tab. [ lind in Fig. 2 veranschaulichte, P, eispielen h, ieht ersichtlich.

%

50

qO

3O

zo

10

0 # /3

i

5 6 7 6

Fig. 2. P rozen tuMe K e l m u n g s k u r v e d e r Pol len yon Alopecurus prate~sis ( 0 ~ $ ), Pl~aseolvs multi~lotus (�9 .... �9 und Urlica

dioica ( >: • ).

T a b e l l e I

Weehsel tier Keimung versehiedener Pollen als Ftmktiou der (3H

] R o h r z u e k e r [ P r o z e m s a t z der geke imten Pol len bei p H

I i I

Bet tda v e T " l ' u g o s a . �9 1 5 - -

Alopecurus , p r a t e n s i s . . 30 I 26 Melandryum album . . 25 [ --- Phaseolus mult i / lotus . ] 5 [ --- Urtica dioica . . . . . 10 14

. . . . . . . I . . . .

I'

21 47 44 19 21 29 52 34 I 36 39

1

4 14 69 I 55 59 I

--- 32 55 i 44 50 18 21 32 ~ 18 21

24 39 45 : 49 42 48 i 27 , 21 66 68 71 78 54 - - 56 38 23 31 __ i 19

2. Das Prinzip der B e s ~ i m m u n g tier L i e h t r e f r a k t i o n nach VL~s besteht in der Messung des Durehmessers tier Polle:: ( 2 . r ) und ihrer Brennweite (f) gem~ig der Einstellung gegP, n~iber einem abgebildeten, lenehtenden Punkte (Gliihlampenfaden), sowie i~. d(~r Bereehmmg" dos

Protoplasma. XII 18

~74 P f e i f f e r

Koeffizienten n arts dem Radius r und der doppelten Brennweite 2. f, und des Koeffizienten n~ dureh Ermittlung des Produktes mit dem Breehungskoeffizienten no der benutzten I{ohrzuekerl6sung (S. 271.). Als Beispiel werden in Tab. II Ergebnis,qe an Betula-Pollen angeffihrt (Fig. 4).

T. abe l l e II

Be~timmul,g yon 11~ yon Betula-Pollen naeh Vorbehandlung mit Kultur- medien verschiedener OH (15 ~/o gohrzuekerlOsung, no --- 1,353)

I i

Azidis r r ) d(,sMediums 2 . r r f 2 . f @ 1 (2 f q- I "no

pH , 2f

i l

3,7 30 4,4 30 5,2 28 5,8 29 6,3 30 6,7 30 7,4 31

15 150 3O0 15 146 292 14 130 260 14,8 136 272 15 142 284 15 ] 45 290 15,5 152 304

1,050 1,051 1,053~ 1,053 a 1.0528 1,051 v 1,050,a

1.420s 1,422o 1,425r 1,4251 1,4241 1,4229 1,421 s

D~q' grOgeren iibersichtlichkeit halber sind fernel' (lie 4erart d u t c h O M e s ' u n g und B e r e c h n u n g e r m i t . t e l t e n Wer te fiir n~fi i rdiever-

sv.hieden vorbehandelten ()bjekt(' in Tab. UI zusammongetragen. Aueh bier handelt es ~ieh nur um a u s g e w i i h l t e Beispiele ffir jeden tier unter- sm~hten Pollen. doch bet.reffen die Einzelabweichungen aueh hier zwar in ~ewissem (4fade die Zahl('nwerte fiir den Koeffizienten G, nieht abet den allgameinen Kurvenv,Mauf dies*~s Faktors in den Diagrammen, yon ,h,nen ein Beispiol naeh den Ergelmissen aus'. Tal~. 111 wiedergegeben wJr~l (F ig . "3).

T a b e l l e I I l

W e e h s e ] de r R~:~frakti~)n n~ v e r s e h i e d e n e r P o l l e n a ls F u n k t i o n (let' Cu

()bjekt

B e t n l a cerr,ucosa . .

A lopecur~ t* pra tens i , ;

M e l a n d r y u m a l b u m

P h a s e o l u s m.ulti]lor u,~

U r t i c a d io iea . . .

Rohrzucker- ]6sung in

oo

15 30 25 15 10

! I n s bei pH

no

1 3,7 4,4 5,2 5,8 I 6,3 6,7 5 7,4

| 1,353 1,4206 , 1,422 o 1,4257 1,4251 i 1,4244 1,422911,421 ~ 1,376 ] 1,416., ! t,428~ 1,426 a 1,424 s i 1,419a 1,4201 ~ ] ,4155 1.a6s 11,422 !1,42ao 1,4.26 t,426o i l,4 4 1,42a. il,424, ,,35311.418o11,424, 1.423o 1,4, 2o/1,4 0o 1,418o11,419, 1,347 [1,4076 i 1,4070 1,418 1,410 11,409' 1,407 a ! 1,407 a

Kleine Beitr/~ge zur Best immung des I E P yon Pro~oplasten. l I 275

Ein aufmerksamer Vergleich ~,ines beliebig herausgegriffenen Pollens hinsiehtlich tier Zone des K e i m n n g s m i n i m u m s mid des Azidi t~ t t s -

b e r e i c h e s e r h 0 h t o r L i e h t b r e - 7, q23

7,~27

7,q25

7, q23

7,qZ~

7, r

1,q1'~

7,q15

:,q:a'

1,#11

Iq07

x " x -

\ ~,q ~ 5 6 8

Fig. 3. Ver/~nderung des K o e f f i z i e n t e n % als Funk t ion der Azidit~t bei Pollen von Alopecuru~" ,pratensis ( 0 - - 0 ), Phaseolus multi/lorus (�9 ..... �9 und Urtica dioira

( "x :< ).

c h u n g ergibt im allgemeinen ein gutes Zusammcntroffen. Oeradezu auffallend ist die gefundene Ko- inzidenz b(~ispielswe,i~,, bo, i B e t u l a -

Pollen (Fir,'. '~).

l, qgZ 30

N / q 5 6 7

Fig. 4. V e r g l e i c h yon Kurven prr Sualer P o l l e n k e i m u n g (ausgezogen) mi t solehen weehselnder n s -Wer t e (ge- striehelt) bei Pollen yon Betula verrucosa (Q @) und Melandryu,m album (�9 O)~

IV.

1 ) i s k u s s i o ~ t

1. Fiir die B e u r t e i l u n g der B r a u e h b a r k e i t des K e i m u n g s - v e r s u c h e s zum A u f s u c h e n des [ E P der P r o t o i o l a s t e n wesentlieh ist neben tier Voraussetzung nut relativ einfaeher Versuchsbedingungen vor allem die Vergleiehbarkeit der Resultate mit den nach andern Ver- fahren zu findenden Werten. Leider kann bier nur erst alas Zusammen- t,'effen der Azidit~ttswerte Nr minimale Pollenkeimung (in Prozent) mit den lkiaxima refraktometrischer Nessungen angeffihrt werden. Zu einer Erweiterung der Versuche im Hinbliek auf einen Vergleich mit R e - s u l t a t e n a u c h noch a n d e r e r 3 g e t h o d e n an denselben Objekten hat die Kiirze der Beobae.htungszeit nieht gelangt, so dab di~se Erg'anzung

18"

276 P f e i f f e r

his zur Besehaffun~ weitercn f r i s e h e n Mat~-~rials zur Untersuehung ver- schoben worden ist. Das erstrebte Ziel wird iibrigens nieht leieht zu er- r~qehen sein, indem nieh~ beliebige a ndere Verfahren ztna Aufsuehen de.~ I EP dot benutz ten Objekto bier anwendbar sind (vi~]ligev M i g e r f o l g hinsiehtlieh der Ermi t t lung eines Permeabilitii,tsminim,n~s aemtig Be- s t immung tier Alkalipermeabilittit).

2. Bemerkenswert erscheim, aber heute sehon ein V e r g l e i e h de~ ~ t r a d e s t ie r l ~ b e r e i n s t i m m u n g d.er naeh der Pollenkeimung und naeh der evmittelten Liehtbrechung sigh ergebenden Azidittttswerte zwisehen den b e a o n d e r s g r o g e n P o l l e n yon Phaseolus (Durehmesser 50 #) einerseits und der z i e m l i e h k l e i n e n ~on Urtico. (~0 t,,) anderer- seits, bietet sieh doeh dabei eine 5[egliehkeit der Beurteilm~g der friiher {7) u.n sehr ldeinen Objakten ange~tellten gefvaktionsme~sungen (vgl. Tab. IV).

T a b e l l e IV

Prozentuale Pollenkeimung und spezifisehe Refra.ktion als Funkt ion der C~

V e r g l e i e h s - A z i d i t i i t s a b s t u f u n g e n in p H

z .~ o , z ' o. ~,.~ a , z ,),~ . 6 ,3 6 ,7 7,4

Pho ~'eolus ~ nlti[lor~ts

Urti('a dioic(~

8,2

K e i m u n g s - % -- - - : 32 ; 55 i 44 50 51 - 56 38

K e i m u n g s - % ; I 14~, 18 2 1 , 3 2 , 18 2 I : 23 31 19 I ) J : ' i -

ns [ . . . . . 1,407 s11,407 1,418 1.410 1.409 1,407t 1,407.~ ---

Die (Jbereinstinmmng ist danach augenschtqn/ieh f (lr d i~ ~ k l e i n e t en Pollen, die hinsiehtlict! d(~r erf()rderlichen Me~ung~u~ freilich gc~x%is,~(, Nm'h- teile bieten, s i c h e f h i e ht w el~ ige r flberz(,ug(,nd, aofern wir nns seh~tl heel1 dios~ll weni~en B(qsl~i~qen ~,in (Jrt~ql ;mmag(,n ki'mnel~ (vgl. ;lllch Fi~. 4).

3. Fiir di, ~ x,;rtr~t~,m' (.;,b~,rzeugung, da.l~ d(~r K~:ilnungsv~'rsuc, h an

f'ollel~ z . d(~n h iev verfolgten Zwe, oken ~4~ei~'m,t i,~t, sch~qnt ac, hlief~lich noeh ein(' t h e o v e t i s c h e B e g r t i n d u n g d e~ anzmlehmenden Wirkun~s- meeha.nismua eines I E P bei dem Keimnngspr~.~zeg erw0nseh.t. Leider ntiissen m~sere Vorstelhmgen in dieser H insieht noah fast au~sehliel31ieh

Kleine Beitr~ge zur Bestimmung des IEP von Protoplasten, I I 277

hypothotisch bleiben. Naeh heutigem Wissen beeinflugt die Cu sc)wohl q u a l i t a t i v e Strukturandorungen der Zellkolloide (R. HfBm0, als auch q u an t it a t iv e Untersehiede der ()berfliiehenentfaltung, des StabilitSts- grades, der Permeabilititt, der Quellung, der Hydratation, des LSsungs- zustandes, der Ionisation der Ampholyte, der Wirksamkeit der Fermente usf. In letzterer Hinsieht besonders bekannt geword~,n sind z.B. Po- tentiale dureh Ver~tnderlmgen an Oxydo-Reduktasen. Insoweit die Keimungsprozes~,e von bestimmten Quellungs- m~d Hydratationsver- hSltnissen, sowie veto Permeabilit~tts- und Dispcrsiansverhalten, yon gowissen Fermentwirkunr usw. abhitngig sind, wird ein t-'u- E in flu 13 ;luf die K e i m u n g eigentlich leicht verstfndlich (1, 110, 130; 8, 316 9, 833). hn Gegensatz zu voM BEItc, (1, 110) diirften wit dabei abet' in der Zone um den I E P ein @ebict grSl3ter S t ab i l i t ' ~ t des Kol- l o i d v e r h a l t e n s der Protoplasten zu sehen haben (9, 824). Setzen wir fiir den Keimungsproze13 die naheliegende Anmthme besonderer Aktivitfit der kolloidalen Veriinderungen vora,l~, so wird tins sofort verstSndlieh, de13 wit in bestimmten CH-Bereichen, die wir als die Zone um den ]EP angesproehen haben, ein Minimum pr~)zentmtler P()llenkeimung fest- stellen kSnnen. Diese Ansehammg haben sieh iibrigens die meisten der genannten Autoren, die die S p o r e n k e i m u n g yon Pilzen und die Samen- k e i m u n g hfherer Pflanzen in Beziehung zu ~ms~,rer Frage mltersueht haben, ebenfalls zu eigen ,2emaeht.

Z u s a m l n e n f a s s u n g

Die K ei m u n g der kugeligen, glatten, mfglichst durchsiehtigen und weitlumigen Pollen haupts~tchlich yon Betula verrucosa, Alope~ur~ts pratensis, Melandryum album, Phaseolu,+ multi/lorus und ~b'tica dioica ist in A b h ~ n g i g k e i t y o n d e r e x t r a z e ] l u l a r e n C H in mit 1%/ Agar versetzten Rohrzuckerl0sungen, welehe mittels HC1- oder Na0H- Zusat~z eine weehselnd abgestufte CH bekommen haben, untersucht worden. Des fiir b estimmtGe Reaktionsberei che gefundene K e i m u n g s m i n i m u m i s t wegen der Ergebnis s e yon Pamlleluntersuchungen iiber die je nach der C~I des Mediums weehselnde R e f r a k t ion n s der 0bjekte als der Zone des I E P ihrer Protoplasten benaehbart gedeutet worden.

Neben den experimentell durch refraktometrische Messungen gestfitzten Er- 5rterungen sind t h e o r e t i s e h e B e t r a e h t u n g e n fiber den Cti-EinfluB a.uf die Pollen- keimung und fiber d~ts in dem Cit-Bereieh um den I E P zu erwartende Keimungsverha.lten der Pollen angestellt und in l~?bereinstimmung mit den experimentellen Resultaten be- funden worden.

Die Ausffihrung w e i t e r e r V e r g l e i e h s v e r f a h r e n zum Aufsuehen des I E P der Pollen, aueh soleher an Pollen weniger eng ber Vorbedingungen, ist zuriickgeste]lt warden.

27S P f e i f f e r , Kleine Beitr~ge zur Bestimmung des IEP yon Protoplasten. I I

L i t e r a t u r

1. BERG, HENri Vo~, BeitrSge zur Kenntnis der Pollenphysiologie. Pl~nta. 9, 105 bis 143 (1929).

2. BRI~K, B .A. , Influence of electrolytes on pollen tube development. Journ. Gem Physiol. 6, 677--682 (1924).

3. F~Vn~-F~E~IET, E., Caract~res physico-chimiques des choanoleucocytes de quelques Invert6brds. Protoplasma 6, 521--609 (1929).

4. FElCtCARI, AI~GEL~_, Osservazioni di biometria sui polline delle Angiosperme. Atti Ist. bot. Univ. Pavia 3, 13--47 (1926).

5. Kt~STER, E., Kultur der Mikroorganismen. Leipzig u. Berlin (B. G. Teunber) 1907. 6. PFmFF~ , H., Der isoelektrische Punkt (IEP) yon Protoplasten und seine Ermittlung,

in: E. ABDERHAl,DEI% Handb. d. biol. Arbeitsmethod. (V), 2/2, 1563--1596 (1929). 7. - - Kleine Beitr~ge zur Bestimrnung des I E P yon Protoplasten. I. Mikro-refrakto-

metrische Untersuchungen an kugelf6rmigen Pflanzenzellen, Protoplasma 11, 85 his 96 (1930).

8. - - Erg~nzende Bemerkungen fiber die Ermittlung des I E P yon Protoplasten aus Keimungsversuchen auf Substraten verschiedener Ctt zu neueren Befunden von H E n r i vo~ B ~ G . Protoplasma 12, 314---320 (1931).

9. - - The iso-electrie point of ceils and tissues. Transact. Faraday Soc. 26, 822--836 (1930).

10. PFVN])T, M., Der EinfluB der Luftfeuchtigkeit auf die Lebensdauer des Bhiten- staubes. PRI~GSHEI~S Jahrb. f. wiss. Bot., 47, 1--40 (1910).

l l . PoeE, ALICE M., Pollen morphology as an index to plant relationship. Bot. Gaz., 80, 63--73 (1925).

12. SPENCE, D.S. , A method of finding the refractive index of a drop of mounting medium. Journ. Roy Microsc. Soc., ser. II1, 49, 224--227 (1929).