DIE BILDUNG VON LIPOCHINONEN IN GEWEBEKULTUREN

Abstract

The formation of chlorophylls, carotenoids and isoprenoid lipoquinones of plastids was investigated in different plant tissue cultures (Hordeum, Nicotiana, Petunia, and Pimpinella) and compared with that of similarly pigmented tissue of intact plants.

1. The individual lipophilic naphtho– and benzoquinone derivatives are formed together also in plant tissue cultures. Referred to fresh weight the tissue cultures contain only low amounts of the mentioned prenyllipids as compared to etiolated or green plant tissue.

2. The formation of chlorophylls and carotenoids is more reduced in the different tissue cultures than that of lipoquinones.When referred to chlorophyll the tissue cultures thus exhibit a much higher lipoquinone content than green leaf tissue. The pigment and lipoquinone composition of tissue cultures corresponds to that of aurea-mutants with low chlorophyll content and to that of nitrogen deficiency cultures.

3. IAA application (0.4 ppm) to a Pimpinella tissue culture increases the formation of plastoquinone–9, carotenoids and chlorophylls, but has no influence on the α-tocopherol synthesis.

4. Phenylalanin application (10^–4M) promotes specifically the formation of the lipophilic benzoquinones plastoquinone–9 (+ hydroquinone) and α-tocopherol (+ α-tocoquinone), and does not or only little influence the synthesis of chlorophylls and carotenoids.

5. The simultaneous measurement of O_2–evolution and of the variable fluorescence in intact tissue culture pieces of Petunia shows that chloroplasts of plant tissue cultures are photosynthetically active.

Zusammenfassung

Die Bildung von Chlorophyllen, Carotinoiden und isoprenoiden, plastidären Lipochinonen wird in verschiedenen pflanzlichen Gewebekulturen (Hordeum, Nicotiana, Petunia und Pimpinella) untersucht und mit jener von ähnlich pigmentiertem Gewebe intakter Pflanzen verglichen.

1. Die einzelnen lipophilen Naphtho– und Benzochinonderivate werden auch in Gewebekulturen gleichzeitig nebeneinander gebildet. Bezogen auf das Frischgewicht weisen die Gewebekulturen im Vergleich zu etioliertem oder grünem Blattgewebe allerdings recht geringe Gehalte an den vorgenannten Prenyllipiden auf.

2. Die Bildung der Chlorophylle und Carotinoide ist in den verschiedenen Gewebekulturen in stärkerem Maße vermindert als jene der Lipochinone. Bezogen auf Chlorophyll weisen die Gewebekulturen daher einen wesentlich höheren Lipochinongehalt als grünes Blattgewebe auf. Sie entsprechen in ihrer Pigment– und Lipochinonzusammensetzung weitgehend jener chlorophyllarmer Aurea–Mutanten und jener von Stickstoff mangelkulturen.

3. IES–Zusatz (0,4 ppm) fördert in einer Pimpinella–Gewebekultur die Bildung von Plastochinon–9, Carotinoiden und Chlorophyllen und ist ohne Einfluß auf die α–Tocopherol–Synthese.

4. Phenylalanin–Zusatz (10^–4 M) fördert spezifisch die Bildung der lipophilen Benzochinone Plastochinon–9 (+ Hydrochinon) und α–Tocopherol (+ α–Tocochinon), beeinflußt jedoch kaum die Bildung der Chlorophylle und Carotinoide.

5. Die simultane Messung der O₂–Entwicklung und der variablen Fluoreszenz in unverletzten Gewebekulturstückchen von Petunia zeigen, daß die Chloroplasten der Gewebekulturen photosynthetisch aktiv sind.