Vergleichende Untersuchungen zum Verhalten von Chlorcholinchlorid und (2-Bromäthyl)-dimethylhydraziniumbromid in Fusariumoniliforme Sheld.1)2)

Biochem. Physiol. Pflanzen 170, S. 173-182 (1976)

Vergleichende U ntersuch ungen zum Verhalten von Chlorcholinchlorid und (2-Bromathyl)-dimethylhydraziniumbromid III FusariumoniliJorme SUELD.1) 2) U. STEP.HAN und H. R. SC.HUTTE Institut fiir Biochemie der Pflanzen, Halle (Saale) Forschungszentrum fiir Molekularbiologie und Medizin, AdW der DDR

Comparative Investigations on the Behavionr of Chlorocholine Chloride and (2-Bromoethyl)-dimethylhydrazinium Bromide in Fusarium moniliforme SHELD. Key Term Index: phytoeffectors, CCC, BMH, Alar, uptake, metabolism; Fusarium moniliforme

Summary In comparative investigations on the behaviour of CCC and BMH in Fusarium moniliforme the different inhibition of the gibberellin production by these inhibitors was determined, likewise the GAa-concentration and the weight of mycelium during a time course of 15 days. After 3--4 days autolysis begins, but the concentration of gibberellins is further increasing. Contrary to CCC there is only a, very low uptake of BMH by the mycelium. BMH forms a complex with a,n autolysis product which could be split very easily. With CCC an analogous complex could not be found. CCC is meta,bolized to choline at lea,st after beginning of the autolysis. The investigations show that t'lB low uptake and perhaps the formation of a complex are reasons for the lower inhibition rate of the gibberellin production by BMH compared with CCC.

Einleitung

Von den in den letzten Jahren in der Literatur beschriebenen synthetischen Wachstumsretardantien hat offenbar das (2-Chlorathyl)-trimethyl-ammoniumchlorid (Chlorcholinchlorid, CCC) bisher die groBte praktische Bedeutung erlangt (LINSER 1968, LINSER und BETTNER 1972). Chlorcholinchlorid findet hauptsachlich im Getreide und Zierpflanzenanbau Verwendung. Nach CCC-Behandiung werden z. B. die Internodien des Weizens verkiirzt und der Halmdurchmesser sowie die Halmwandstarke vergroBert. Diese morphologischen Veranderungen im Habitus der Pflanzen tragen zur Erhohung der Standfestigkeit bei und vermindern das physiologisch und parasitar bedingte Lagern des Weizens (JUNG 1967 a). 1) 12. Mitteilung iiber die Biochemie von Phytoeffektoren. (10. u. 11. Mitt. PEISKER et a1. 1976 a, b; 9. Mitt. LEHMANN U. SCHUTTE 1976, 8. Mitt. SCHUTTE U. GOHLER 1974.) 2) Herrn Prof. Dr. HORST HANSON zur 65. Wiederkehr seines Geburtstages freundlichst gewidmet. A b k iir z u n g en: CCC, Chlorcholinchlorid; BMH, (2- Bromathyl)-dimethylhydraziniumbromid; CMH, 2-Chlorathyl-dimethylhydraziniumchlorid; Alar, N,N-Dimethylbernsteinsauresemihydrazid; GAa, Gibberellinsaure.

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CCH3h

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CH2-CI]fil CIC3

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8CB

BMH

Die Modifizierung des CCC-Molekiils durch Ersatz einer Methylgruppe durch cine Aminogruppe fiihrte zu einer neuen Klasse synthetischer Wachstumsretardantien, den N, N-Dimethylhydraziniumsalzen, von denen sich (2-Chlorathyl)-dimethylhydraziniumchlorid (CMH) und (2-Bromathyl)-dimethylhydraziniumbromid (BMH) an Weizen dem cce gegenuber als gleichwertig erwiesen haben (JUNG 1967b; KONIG 1968; ECKERT 1973; SCHILLING et al. 1973, 1974). Sowohl an den Pilzen Gibberella fujikuroi und Fusarium moniliforme als auch an einer Vielzahl hoherer Pflanzen konnte gezeigt werden, daB CCC sowie auch andere synthetische Wachstumsinhibitoren, z. B. AMO 1618, Phosfon D und Phosfon S, die Biosynthese der Gibberelline inhibieren Ul!d wahrscheinlich vor aHem dadurch ihre Wirksamkeit entfalten, wobei gewisse Unterschiede in der Wirkung zwischen den Pilzen und hOheren Pflanzen durch einen differenzierten Metabolismus erklart werden (DENNIS et al. 1965; ROBINSON und WEST 1969 a, b; SHECHTER und WEST 1969; WEST und FALL 1970; HARADA und LANG 1965; SADEG;HAN 1972; SCHILLING et al. 1973, 1974). . Wahrend CMH und BMH das Langenwachstum von Weizenpflanzen in gleichcm MaBe hemmen wie CCC, unterdrucken die beiden Verbindungen die GibbereHinbildung in Fusarium moniliforme in wesentlich geringerem Umfang als Chlorcholinchlorid (SEMBDNER et al. 1970). Zur Untersuchung der Ursachen dieses Verhaltens haben wir vergleichende Experimente zur Aufnahme und zum Abbau aquimolarer Me11gen CCC und BMH in wachsenden Kulturen von Fusarium moniliforme durchgefiihrt. Material und Methoden

Radioaktive Chemikalien CCC-[14CH~] wurde aus Dimethylaminoatha,nol and Methyljodid-14 C synthetisiert (STEPHAN und SCHUTTE 1969). BMH-[1,2-14C] erhielten wir dankenswerterweise von Herrn Prof. Dr. SCHILLING und Dr. ECKERT, Sektion Pflanzenproduktion der Martin-Luther-Universitat Halle-Wittenberg. Alar-[14CHa] wurde durch Umsetzung von N,N-Dimethylhydrazin-[14CHa] mit Bernsteinsaureanhydrid in Chloroform gewonnen (PEISKER 1971, UNVERRICHT et 301. 1976).

Bestimmung der Radioaktivitiit Die Radioa,ktivitatsmessung erfolgte entweder direkt oder (Fusarium-Mycelien) nach Verbrennung von 1-2 mg Gewebe im Sauerstoffstrom in der Micro-Mat BF 5010-Apparatur der VertriebsGmbH Frieseke & Hoepfner und Berthold, Karlsruhe, mit dem Tricarb-Fliissigkeits-Scintillationsspektrometer der Fa. Packa,rd Instruments Co., Chicago, USA, Modell 3380. Die Verteilung der Radioaktivitat auf den Papierchromatogrammen ermittelten wir durch Autoradiogra,phie und nachfolgende Eluierung der radioaktiv markierten Banden mit Methanol.

175

Verhalten von CCC und BMH in Fusarium moniliforme

Pilzkulturen und Aufarbeitung des Versuchsmaterials Zur Untersuchung von Aufnahme und Stoffwechsel des CCC und BMH diente ein gibberellinbildender Stamm von Fusarium moniliforme SHELD. (Nebenfruchtform von Gibberella fujikuroi (SAW.) WOLL.). Von der Erhaltungskultur des Pilzes auf Schragagarrohrchen wurde auf synthetiscbe flii&sige Nahrmedien iiberimpft, wobei in einer Vorkultur mit einem Saccharose-Ammoniumcitrat-Medium gutes Wachstum aber keine Gibberellinproduktion erzielt wird und in einer damn anschlieBenden' Hauptkultur mit einem Glucose-Medium gute Gibberellinproduktion zu verzeichnen ist (FOCKE et al. 1967; PRIEMUTH 1973). Fur die Hemmversuche, Aufnahme der Wachstumskurven und Aufnahmeexperimente arbeiteten wir mit 40 m! und fur die Metabolismusuntersuchungen mit 1M ml Hauptkulturlosung, wobei die Inhibitoren jeweils bei Herstellung der Hauptkultur zugegeben wW:dlln. Die quantitative Bestimmung der Gibberellinkonzentration im Kulturfiltrat erfolgte mit einem Perkin-Elmer Fluoreszenzspektrometer mit Quecksilberdampflampe (SCHNEIDER et a1. 1972). Das piIzmycel wurde abgesaugt, gewaschen und anschlieBend bei 60°C oder durch Gefriertrocknung getrotknet. Zur Untersuchung'des Metabolismus der verabreichten mdioaktiven Verbindungen wurde'das getrocknete Pilzmycel mit Seesand zerrieben und mit Methanol in der Soxhletapparatur erschopfend extrahiert; der Methanolextrakt wurde eingeengt und iiber eine Kationenaustauschersaule (W of atit KPS, H+-Form, 30 cm X 1 cm) sowie chromatographisch gereinigt (STEPHAN und SCHUTTE 1970).' Mit der Nahrlosung wurde entsprechend verfahren. Pa,pierchromatographie: ButanolfEssigsa~re/ Wasser 4: 1: 1; R F : Cholin 0,42; CCC 0,60; BMH 0,56; im Gemisch Cholin/CCC: Cholin 0,41; GOC 0,55. DC auf Kieselgel G bei zweimaligem Chromatographieren in Essigsaure/Aceton/Salzsaure 85: 10: 5; R F : Cholin 0,50; CCC 0,70; BMH 0,83; im Gemisch CCC/Cholin Cholin 0,40; CCC 0,60.;

Ergebnisse und Diskussion

, Zur Untersuchung der unterschiedlichen Hemmung der Gibberellinbildullg in Fu~a­ rium moniliforme durch eee, eMH und BMH setzten wir den wachsenden Pilzkulturen bei der tJbe.r:fiihrung in die Hauptkultur diese Hemmstoffe in 10-3 und 10-4 M Konzentration zu. Nach einer Einwirkungszeit von 5 Tagen analysierten wir die Konzentration der in das Nahrmedium ausgeschiedenen Gibberelline. Die yom Pilz gebildeten Gibberelline werden schnell ins Nahrmedium abgegeben, 80 daB dessen Gibberellinkonzentration nahezu die gesamte Gibberellinproduktion des Mycels reprasel1tiert. 1m Mycel selbst sind Gibberellil1e praktisch nicht in nennenswerter Konzentration nachzuweisen (SEMBDNER 1973). Die auf eine Kontrollkultur bezogene prozentuale Gibberellinbildung und ihre Hemmung zeigt Tabelle 1. Ta,belle 1. Prozentuale Gibberellinproduktion bzw. deren Hemmung in wachsenden Kulturen von Fusarium moniliforme in Gegenwart der synthetischen Wachstumsregulatoren CCC, CMH und BMH Kontrolle

% Gibberellinproduktion % Hemmung der Gibberellinproduktion

100

°

CCC

CMH

10-3

10-4

10- 3

M

M

4,0 96,0

BMH

10-3

10-4

M

10-4 M

M

M

9,3

62,0

84,2

63,8

86,4

90,7

38,0

15,8

36,2

13,6,

, I

-4,

U.

STEPH.\X

und H. R.

ScnUTTE

Wahrcnd flir eee die bekannten hohen Hemmungsraten von tiber 90 % erhalten wurden, erwiesen sich eMH und BMH weit weniger wirksam, wobei zwischen den beiden Hydraziniumverbindungen kcine nennenswerten Unterschiede zu verzeichnen sind. Weiterhin nahmen wir eine Wachstumskurve des Pilzes auf, urn optimale Bedingungen flir un sere Versuche wahlen zu konnen. Dabei bestimmten wir in Abhangigkeit von der Zeit das Mycelgcwicht und gleichzeitig die Gibberellinkonzentration in der NahrlOsung. Abb. 1 zeigt, daB das Wachstum des Pilzes unter den angegebenen Bedingungen bereits am 3. bis 4. Tag stagniert, ab 7. bis 8. Tag nimmt das Mycelgewicht stark ab, und die Autolyse des Pilzes gewinnt dann die Oberhand tiber das Wachstum. Die Gibberellinkonzentration in der Narhlosung steigt auch wahrend der Phase, in der sich das Mycelgewicht nicht wesentlich verandert, zunachst noch an und erreicht erst nach dem 8. Tag einennahezu konstanten Wert (PRIEMUTH 1973). Dieses Ergebnis entspricht einer Hypothese tiber den Sekundarstoffwechsel vor allem bei Mikroorganismen, wonach solche Stoffe nicht wahrend der Wachstumsphase (Trophophase), sondern erst wahrend der Zeit des stagnierenden Wachstums (Idiophase) auftreten (LUCKNER 1971), so daB die Gibberelline flir Fusarium moniliforme als sekundare Pflanzenstoffe anzusehen sind, im Gegensatz zu hOheren Pflanzen, in denen sie als Hormone flir das Streckungswachstum der Zellen wirken. Es sollnoch erwahnt werden, daB wir in allen Versuchen, in denen ehlorcholinchlorid (10~4 oder 1O~5 M) in der NahrlOsung zugegen war, eine groBere Biomasse (2 -6 %) als in der hemmstofffreien Kontrolle ermittelten (PRIEMUT;H 1973). Das deutet auf eine, wenn auch geringe, Verztigerung der Autolyse durch eee hin und ist ein Indiz daflir, daB eee in die Gibberellinbiosynthese eingreift, ohne zugleich das Wachstum des Pilzes zu hemmen.

GAy

MTG

#1m/Nt

[g]

W 15000

0,5

10000

44 GAs

5000 Hrr;

5

10

15 Toge

Abb.1. Zeitlicher Verlauf des Mycelwachstums (MTG = Myceltrockengewicht) und der GAa-Konzentration von Fusarium moniliforme. GAa wurde fluorometrisch in der Niihrliisung bestimmt.

Verhalten von

177

eee und BMH in Fusarium mOlliliforme

Aus der Wachstumskurve (Abb. 1) ergibt sich, daB die Autolyse nach dem 3. Tag des Pilzwachstums in der Hauptkultur beginnt. Zur genaueren Ermittlung des Autolysebeginns haben wir dem Nahrmedium zu Beginn der Hauptkultur Glycin-[2-14C] (0,085 mg = 1,0 x 107 Zerf./min/Kolben) zugesetzt und dessen Aufnahme durch das Mycel sowie des sen Metabolismus auf Grund der Radioaktivitatsverteilung im Nahrmedium in Abhangigkeit von der Zeit verfolgt. Die Radioaktivitat des Nahrmediums nahm kontinuierlieh bis zum 3. Tag ab ( = 2,6 x 1()6 Zerf./ min cntsprechend 26,0 % der Ausgangsradioaktivitat) und stieg dann wieder an (nach 7 Tagen auf 39,5 % des Ausgangswertes). Diese Zunahme ist auf eine Freisetzung von ninhydrinpositiven radioaktiv markierten Substanzen zuruckzufuhren (wahrscheinlich Aminosauren, in die Glycin umgewandelt wurde sowiePeptide) und fallt zeitlich recht gut mit der Stagnation desMycelwachstums (Abb. 1) zusammen. Aus diesen Versuchen ergibt sieh, daB fUr Stoffwechsel- und Aufnahmeuntersuchungen die ersten 3 bis 4 Tage des Pilzwachstums in der Hauptkultur am gunstigsten sind. Fur Untersuchungen zum Metabolismus von BMH in Fusarium moniliforme verwende ten wir BMH-[1,2-14C] in 5,5 x 10-4 M Konzentration (2,1 mg BMH = 1,52 x lOS Zerf./ min). Mogliche Veranderungen des BMH-Molekiils wurden in der Nahrlosung und im Mycel (nach Extraktion) getrennt auf chromatographischem Wege verfolgt. Der Versuch wurde auf insgesamt 7 Tage ausgedehnt. Die Tabelle 2 gibt in Abhangigkeit von der Zeit die Absolutwerte sowie die pro zentuale Verteilung der Radioaktivitat des BMH in der Nahrlosung und im Mycel wider. Danach dringt der Wirkstoff nur in geringem MaBe in das Mycel ein. Dber die gesamte Versuchszeit bleibt die Radioaktivitat des Mycels bezogen auf die Gesamtradioaktivitat fast konstant bei etwa 15 %. Ungefahr 75 % der Gesamtradioaktivitat befinden sich in der Nahrlosung. Eine Differenz von ca. 10% ist mogJicherweise in der Waschflussigkeit des Mycels enthalten und konnte auf Grund der groBen Verdunnung nicht exakt gemessen werden. Um festzustellen, ob sich diese Differenz moglicherweise durch einen totalen Abbau des BMH zu Kohlendioxid erklaren lieBe, wurde vor Aufarbeitung der Mycclien die Gasatmosphare uber den Kulturlosungen in dell angegebenen Zeitabstanden abgesaugt und zur Bindung des CO 2 durch eine gesattigte BariumhydroxidlOsung geleitet. 1m aUEgefallenen BaC0 3 konnte jedoch keine Radioaktivitat nachgewiesen werden. Tabelle 2. Zeitabhiingige Verteilung der Radioaktivitiit in der NiihrlOsung (NL) und im Mycel nach Applikation von BMH-[1,2-14C] an Fusarium moniliforme Inkubationszeit in Ta,gen

°2 3 4 6 7

% Radioaktivitat

Radioaktivitat a) NL in 106 Zerf./min

b) Mycel in 106 Zerf./min

1,52 1,00 1,08 1,14 1,12 1,15

0,42 0,27 0,23 0,199 0,202

a,) NL

b) Mycel

c) NL Mycel

100,0 66,0 72,0 75,0 73,5 76,0

27,4 17,5 15,0 13,1 13,2

93,4 89,5 90,0 86,6 89,2

+

- - - - - . _ , .... ,

178

.. ,

U.

STEPHAN Hnd

H. R.

ScnUTTE

Bei Untersuchung der Nahr16sung auf mogliche Umwandlungsprodukte des BMH zeigte sieh, daB in den erst en 3 Tagen des PiIzwaehstums die gesamte noeh in der Nahr16sung enthaltene Radioaktivitat aussehlieBlich dem BMH zugeordnet werden konute (RF-Wert = 0,54 in Butanol-Eisessig: Wasser = 4: 1: 1). Am 4. Tag trat eine zweite radioaktiv markierte Bande mit einem R F-Wert von 0,42 auf, und am 6. und 7. Tag war nur noeh diese neue Verbindung naehweisbar. Dabei handelt es sieh nicht urn ein eehtes Umwandlungsprodukt des BMH, sondern urn eine verhaltnismaBig sehwaeh gebundene AdditionsverbindUllg. Schon eine Reinigung am Kationenaustauscher Wofatit KPS, H + -Form, mit nachfolgender Eluierung mit 6 N Salzsaure genugt, urn aus dem Komplex unverandertes BMH frei zusetzen. Daneben wird eine ninhydrinpositive Substanz erhalten, ein Hinweis darauf, daB eine Aminosaure oder ein Peptid vorliegen konnte. Die Tatsache, daB das Auftreten dieses BMH-Komplexes zeitlich etwa mit dem Autolysebeginn zusammenfallt, la.6t die Vermutung zu, da.6 es sich bei der zweiten Komponente urn ein Autolyseprodukt handelt. Setzten wir dem Kulturfiltrat aus einem Kontrollversuch ohne BMH zu den genannten Zeiten inaktives oder radioaktives BMH zu, so erhielten wir nach dem 3. Tag die gleiche Additionsverbindung wie in dem ursprunglichen Futterungsexperiment. Das ist ein Hinweis darauf, da.6 der BMH-Komplex nicht im Mycel entsteht und anschlieBend ausgeschieden wird, sondern sich aus einein Ausscheidungsprodukt und in der Nahr16sung vorhandenem freien BMH nach Autolysebeginn bildet. Andersartige Metabolite, die eventuell nach ihrer Bildung im Mycel in die Nahrlosung austreten, konnten nicht nachgewiesen werden. Das stimmt uberein mit unseren Experimenten, wonach auch im Fusarium-Mycel keine Umwandlungilprodukte des BMH gefunden wurden. Bei der autoradiographischen Untersuchung der Myeelextrakt-Papierchromatogramme konnten wir einen geringen Anteil der Radioaktivitat in der Lipidfraktion nachweisen. Ais Vergleichssubstanz diente Lecithin (R F-Wert in Butanol: Eisessig: Wasser 4: 1: 1 (v/v/v) = 0,90). Eine quantitative Bestimmung der Radioaktivitat nach Elution ergab, da.6 ungefahr 5 % der Gesamtradioaktivitat der Chromatogramme in der Lipidfraktion enthalten sind. Fur unsere Problematik war das Resultat wesentlich, daB in den ersten Tagen des Pilzwachstums weder in der Nahrlosung noch im Mycel eine Veranderung des BMH-Molekiils auftritt. Da Chlorcholinchlorid von einer Anzahl hoherer Pflanzen in zum Teil betrachtlichem Umfang zu Cholin umgewandelt wird (SCHNEIDER 1967; EL-FOULY und JUNG, 1969; STEPlIAN und SCHUTTE 1970), erschien uns die Frage wichtig, ob aueh Fusarium moniliforme zu einer Umwandlung des Chlorcholinchlorids befahigt ist. Wir arbeiteten mit CCC-[14CHaJ in 10-4 M Losung. Nach 1, 2, 3, 6 und 9 Tagen Inkubationszeit untersuchten wir Mycel und Nahrlosung getrennt nach eventuellen Umwandlungsprodukten. Uber den gesamten Versuehszeitraum konnten wir in der Nahrlosung chromatographisch nach verschiedenen Methoden au.6er dem verabreichten Chlorcholinchlorid keine weitere radioaktiv markierte Substanz nachweisen. Dagegen lieBen sieh aus den Mycelien mit Methanol radioaktive Metabolite des CCC extrahieren. Allerdings erreichte der Metabolismus wahrend der Wachstumsphase des Pilzes nur einen geringen Umfang. Hauptmetabolit des Chlorcholinchlorids in Fusarium moniliforme ist analog den Ergeb-

179

Verhalten von eee und BMH in Fusa1'ium moni!iforme

nissen bei hoheren Pflanzen Gholin. Danebell konnte Glykokollbetain identifiziert werden. Durch Gochromatographie mit Lecithin lie13en sich Spuren der Radioaktivitat auf den Ghromatogrammen der Lipidfraktion zuordnen. In Tabelle 3, in der der prozentuale Anteil des gebildeten Gholins und die in den Lipidcn enthaltene Radioaktivitat in Abhangigkeit von der Zeit zusammengefa13t ist, erkennt man, da13 erst bei stagnierendem Wachstum des Pilzes bzw. wahrend seiner Autolyse cine starkere Umwandlung zu Gholin einsetzt und da13 wahrend der eigentlichen Wachstumsphase des Pilzes die Umwandlung des GGG zu vernachlassigen ist. Tabelle 3. Umwandlung von Chlorcholinchlorid-[14 eH 3 ] im Mycel von Fusarium moniliforme. Die Konzentration an ra.dioaktivem Wirkstoff in der Niihrliisung war 10- 4 Inkubationszeit in Tagen

% Radioaktivitiit eholin

1 2

0,8 3,8 9,1 14,6 30,9

3 6 9

% Radioa,ktivitiit Lipide (Bezugssubstanz = Lecithin) 0,02 0,08 0,15 0,28

Bereits in Tabelle 2 fallt auf, da13 die vom Mycel aufgenommene BMH-Menge nicht sehr hoch ist. Da die Moglichkeit besteht, da13 die unterschiedliche Hemmung der Gibberellinproduktion durch GGG und BMH in Fusarium moniliforme in einer unterschiedlichen Aufnahme der beiden Substanzen durch das Pilzmycel begriindet sein konnte, haben wir die Aufnahme dieser beiden Wachstumsregulatoren aus 3 . 10- 4 M Losung in 48 Std. der wachsenden Hauptkultur naher untersucht. Nach 1, 3, 6, 24 und 48 Std. bestimmten wir die Abnahme des Wirkstoffs in der Nahrlosung und die vom Mycel in der gleichen Zeit aufgenommene Wirkstoffmenge. Urn das Mycel von anhaftendem Wirkstoff zu befreien, wurde dieses nach dem Absaugen griindlich mit NahrHisung gewaschen. Das Myceltrockengewicht nahm im Versuchszeitraum von 1,7 mg zu Beginn auf 448 mg nach 48 Std. zu. Tabelle 4. Vergleich der Aufnahme iiquimolarer M engen (3· 10 -4) M BMH und C C C durch wachsende Kulturen des Pilzes Fusarium moniliformc In~ubationszeit

% Wirkstoffabnahme in der Niihrliisung % Wirkstoffaugnahme im Mycel

in Stunden

eee

BMH

eee

BMH

1 3 6 24 48

5,0 14,2 47,4 63,2 56,4

3,5 7,0 11,5 26,4 28,0

1,8 1,9 8,2 26,7 40,5

6,2 15,2

21f¥ . 4

180

U. STEPHAN un(l H. R. SCHtrfF:

Der Differenzbetrag zwischen den Werten der Wirkstoffabnahme in der Nahrltisung und der Aufnahmr dureh das Mycel befand sich in der WaschflUssigkeit. Es war vorwiegend adsorptiv an das Vlycel gebunden. Ein Auswaschen von aufgenommenem Wirkstoff ist durch die Verwpndung von Nahrltisung als WaschflUssigkeit sicher nur von untergeordneter Bedeutung. Es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, daB auch adsorptiv gebundenes CCC oder BMH hemmend in die Gibberellinbiosynthese eingreifen. Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daB sich die unterschiedliche Aufnahme von CCC und BMH SChOll in den ersten Stunden zeigt. Zusatzlich haben wir den synthetischen Wachstumsregulator Alar (N,N-Dimethylbernsteinsauresemihydrazid) in unsere Untersuchungen mit einbezogen, von dem bekannt ist (HARADA uEd LANG 1965), daB er das pflanzliche Wachstum hemmt, in wachsenden Kulturen VOil Fusarium moniliforme jedoch die Bildung der Gibberelline nicht beeinfluBt und dort im Gegeflsatz zu Phosfon D und Phosfon S von dem Pilz nicht metabolisiert wird. Dabei war allerdings nichtgeprUft worden, ob Alar Uberhaupt von dem Pilzmycel aufgenommell worden ist. Unter unseren Versuchsbedingungen (3 . 10- 4 M) war nach 24 Std. noch keine Radioaktivitat im Mycel nachzuweisen. Adsorptiv waren 7,2 % des Wirkstoffs an das Pilzgewebe gebunden. Nach 48 Std. konnten im Mycel 12,5 % und in adsorptiver Billdung 20,1 % der illsgesamt in der Nahrltisung vorhandeilen Alar- Konzentratiol1 11achgewicsen werden. Aus unseren Versuchen ergibt sich, daB sowohl Alar als auch BMH aus der NahrIOsu[1g VOl1 dem Pilzmycel w8seTltlich schlechter adsorptiv gebunden und aufgenommen werden als vergleichbare Mengen Chlorcholinchlorid. In diesem Befund sehen wir die cntscheidende Ursache ddUr, daB das dem Chlorcholinchlorid ahnlich strukturiertc BMH die Gibberellinbiosynthese nur in geringerem Umfang zu hemmen vermag, als dies beim CCC der Fall ist. FUr das Alar ist die Deutung des Ergebnisses schwieriger. Es wird angenommen, daB Alar, ahnlich wie das Maleinsaurehydrazid, das Streckungswachstum htiherer Pflanzen nicht Uber cine Blockicrung der Gibberellinbiosynthese, sondern Uber einen verstarkten Abbau der ebenfalls fUr eine Zellstreckung wichtigen Indolylessigsaure hemmt. Ob daher die geringe Alar-Aufnahme anein fUr die Nicht-Beeinflussung der Gibberellinproduktion in Fusarium monilifortne verantwortlich ist, kann nicht sicher entschieden werden.

Literatur DENNIS, D. T., UPPER, C. D., und WEST, CH. A., An enzymatic site of inhibition of gibberellin biosynthesis by AMO 1618 and other plant growth retardants. Plant Physiol. 40, 948-952 (1965). ECKERT, H., Untersuchungen iiber die Wirkung, da,s Verhalten und den Wirkungsmechanismus von Trimethyl-(2-chlorathyl)-ammoniumchlorid (CCC) und N,N-Dimethyl-N-2-(2-bromathyl)- hydraziniumbromid (BMH) als Halmstabilisatoren, Dissertation, MLU Halle, 1973. EI.-FouFY, M. M., and JUNG, J., Some Factors Affect the Degradation of (2-Chloroethyl) Trimethylammoniumchloride by Wheat. Experientia, (Basel) 25, 587-588 (1969). FOCKE, I., SEMBDNER, G., und SCHREIBER, K., Der EinfluB komplexer Nahrsubstrate auf die Gibberellinbildung von Fusarium moniliforme SHEI.D, BioI. Zentralblatt 86, 509-519 (1967).

Verhalten von CCC und

B~lH

in Fusarium monilifornw

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