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166 I<urze Originalmitteilungen Die Natur- wissensehaften Post Infection Changes in the Carbohydrate Contents of Banana Fruits Caused by Botryodiplodia theobromae PAT. Local culinary variety and "BhusavM" *) table variety of banana fruits were inoculated with Botryodiplodia theobromae. The tissue adjacent to the inoculated region was analyzed after Vers.- 5, 10 and t5 days of incubation at 25 ~ C. The control fruits Glied were also analyzed at the same intervals. For the detection of soluble sugars the chromatographic technique employed by GHOSH et al. 1) was followed. The intensities of bands were 1 compared visually and graded as 7+, 6+, 5+, 4+, 3+, 2@ 2 and +. The sign "--" has been used to denote absence of a sugar. The results are shown in the Table. 3 Table. Presence of various sugars in banana Jruits during the advance- ment o] rot caused by B. theobromae Culinary variety Table variety controlb) inoculated control b) inoculated ,ays > 0,51t011S 0151101. 0, 1t01 01 l 0 ! glucose.. 2+ 2 i7;' -- 6+ 6-t- 7+ 4+ fructose 4+ 5+ 2 2 ; ........ ++ 7+ K+ , - maltose. a) Days of incubation. -- b) Control = uninoculated. [15 Iodine test of fresh tissue for starch, the commonest reserve polysaccharide in banana, revealed that in the culinary variety the quantity of starch which was initially high was considerably lowered after 5 days of infection and no starch could be detected after 15 days. Ill the table variety the starch content was low throughout and no starch could be traced after 15 days of infection. Ill the control fruits of both the varieties there was no appreciable change ill the quantity of starch even after the incubation period. It is evident from the above results that the soluble sugar content of the culinary variety was low while the starch content was high. The reverse was true in the case of the table variety. In infected tissue the three soluble sugars, viz., glucose, fructose and sucrose, as well as starch decreased in quantity as a result of infection and they were not traced after 15 days. High accumulation of glucose in the infected tissue of the culinary variety after 5 days of incubation was obviously the manifestation of the rapid mobilization of starch, as evi- denced by the iodine test. The appearance of maltose, a hydrolytic product of starch, at this stage further confirmed this point. The appearance of maltose in the infected tissue is interesting as GHOSH et aL l) did not observe the formation of this sugar during similar studies with some fruit-rot fungi including B. theobromae. The authors wish to thank U.S. PL 480 authorities for the financial assistance and the University of Allahabad for provid- ing Laboratory facilities, Thanks are also due to Dr. A. If. GHOSH for his sincere help. Department of Botany, University of Allahabad (India) D. WILLIAMSON and t{.N. TAt<DON Eingegangen am 28. Dezember 1964 *) B. Theobromae was originally isolated from "Bhusaval" (Bombay) variety of banana. 1) GHOSH, A.K., R.N. TANDON, I{.G. BILGRAMI, and M.P. SRIVASTAVA: Phytopathol. Z. 50, 283--288 (t964). Die Aufnahme von Alkaloiden und Benzpyren durch intakte Pflanzenwurzeln Der Phenazinfarbstoff Neutralrot sowie der Thiazinfarb- stoff Methylenblau werden aus Wasser- und Bodenkultur yon den Pflanzen aufgenommen, desgleichen Fluoreszenzfarbstoffe wie I<aliumfluoreseein, Eosin nnd Trypaflxvin. Mit Lupinen- pflanzen in ~u konnte yon uns auch die Aufnahme yon Indol und Skatol und deren Transport in den SproB nach- gewiesen werden. Versuche nit Alkaloiden, die das Indol als Grundk6rper enthalten, z.B. Strychnin und t3rucin, zeigen, dab die Wurzeln yon Lupine, Mats und Gerste Strychnin und Brucin aufnebmen und unver~indert in den SproB weiterleiten. Auf den Erfahrungen yon THIESS und SORGENFREY 1) ful3end l~iBt sich Brucin, nach s~iulenchromatographischer Vor- reinigung der Pflanzenextrakte, spektrophotometrisch bis zu 0,t rag/a00 ml herab bestimmen. Wasserkulturversuche zei- gen, dab die Brucinaufnahme von der Alkaloidkonzentration in der angebotenen N5hrl6snng abhSngt (Tabelle). Tabelle. Die AuJnahme yon Brucin durch Weizenpflanzen (Triticum sativum) aus NdhrlOsungen nit gestaJJelten All~aloidzugaben naeh lo Tagen Wachstumszeit Zugabe Bruciu mg 0 25 5O 100 Brucin im in den Sprog Wurzeln gesamt 0,06 0,06 0,15 0,t0 0,40 0,50 0,70 1,00 1,70 0,55 L00 39,55 0,15 1,30 30,95 1,40 t,80 77,70 0,55 2,00 83,55 Gesamtauf- nahme in % des Angebots m 2,0 6,8 3,1 2,9 3,2 2,5 Bet den Werten der Versuchsglieder 2 bis 4 sind die Werte des Versuchsgliedes I abgezogen. Es werden zwischen 2 und 6% der angebotenen Brucin- menge aufgenommen. Ferner ergibt sich eine Abhiingigkeit der Brucinaufnahme yon der Vegetationszeit. Je l~nger die Pflanzen i.n der Alkaloidl6sung wachsen, desto gr6Ber ist die insgesamt aufgenommene Alkaloidmenge. Zur Priifung der Aufnabme yon 3,4-Benzpyren durch intakte Pflanzenwurzeln wurde eine Analysenmethode aus- gearbeitet, nit der noch 0,t/zg 3,4-Benzpyren/5 ml erfaBt wird. Nach entsprechender Vorreinigung der Pflanzen- extrakte dutch Ausschiitteln der Aromaten nit Nitromethan und anschlieBender S~ulenchromatographie an Aluminium- oxid wird das Fluoreszenzspektrum aufgenommen, wie dies bereits von ]~ORNEFF und FISCHER2), BORNEFF und KUNTE 3) und anderen beschrieben wurde. Die vorhandene Menge ergibt sich aus der Fluoreszenzintensit~t, gemessen bet 407 m# mit- tels eines hochempfindlichen Spektrofluorometers (Farrand Optical Co. Inc., New York). Zur Auswertung der Messungen dienen Eichkurven nit 3,4-Benzpyren der Fa. Fluka, dessen Reinheit zuvor durch Aufnahme des IR-Spektrums gepriift worden war. Ffir die Boden- und Wasserkulturversuche mit Roggen (Secale cereale) muBte das in Wasser unl6sliche 3,4-Benzpyren in 01 gel6st der N~ibrl6sung zugesetzt werden. Auf diese Weise konnten im Unterschied zu den Untersuchungen von GRXF 4) gr6Bere Mengen 3,4-Benzpyren angeboten werden. Das auf diese Weise gel6ste 3,4-Benzpyren wird yon der Pflanzenwur- zel aufgenommen und unver~tndert in den Sprog weitertrans- portiert. 1Jber diese Versuche wird an anderer Stelle berichtet werden. Mit gzol3er Wahrscheinlichkeit mug in AckerbOden, Kl~ir- schlamm, Miill, Flugasche und Tort nit dem Vorkommen yon 3,4-Benzpyren gerechnet werden. Die Untersuchungen fiber die Gr613enordnnngen sind noch nicht ganz abgeschlossen. Bet untersuchtem Heu und S/igemehlkompost handelt es sich offensichtlich um eine andere, aber gleichfalls blau-violett fluoreszierende Substanz. Die Untersuchungen fiber die Alkaloidaufnahme wurden im Institut ffir Pflanzenern/~hrungslehre und Bodenbiologie der Landwirtschaftlichen Hochschule Hohenheim durchge- ffihrt. Den Pharmazeutischen Institut und dem Pharmako- gnostischen Institut der Universit~it Bonn danke ich fiir die bereitwillige tJberlassung der Get/ire ffir die Fluoreszenzmes- sungen. Agrikulturchemisches Institut der Universit~t, Bonn (Direk- tor." Prof. Dr. H. KICK) RUDOLF D6RR Eingegangen am 9. Dezember 1964 :) THIES, H., u. CL. SORGE~X'FR~'Z: Deut. Apotheker-Ztg. 97, 898--901 (t957). -- ~) BOa~EFF, J., u. R. FISCHER: Arch. Hyg. u. Bakteriol. 145, 241--255 (1961). -- 8) BORNEFF, J., u. H. KUNTIg: Arch. Hyg. u. Bakteriol. 147, 40t--409 (t963). -- 4)GR)[F,W.: Arch. Hyg. u. Bakteriol. 148, 489--492 (1964). Influence of Pre-fiermination Chemical Treatment on Ascorbic Acid and Ascorbic Acid 0xidase of Pea-nut The review of the literature:-4), on the chemical treatment during germination is mainly confined to the influence on the physiological role exercised by such treatments. A little work 5) has been reported on the change in chemical composi- tion of seeds by such treatments. The present work describes the behaviour of ascorbic acid (AA) and ascorbic acid oxidase (AAO) produced during germination by the influence of growth

Die Aufnahme von alkaloiden und Benzpyren durch intakte Pflanzenwurzeln

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Page 1: Die Aufnahme von alkaloiden und Benzpyren durch intakte Pflanzenwurzeln

166 I<urze Orig ina lmi t t e i lungen Die Natur- wissensehaften

Post Infection Changes in the Carbohydrate Contents of Banana Fruits Caused by Botryodiplodia theobromae PAT.

Local cu l ina ry va r i e ty and " B h u s a v M " *) table va r i e t y of b a n a n a f ru i t s were inocula ted w i t h Botryodiplodia theobromae. The t i s sue ad j acen t to t he inocula ted region was ana lyzed af te r Vers.- 5, 10 and t5 days of i ncuba t ion a t 25 ~ C. The control f ru i t s Glied were also ana lyzed a t t he s ame in tervals . For t he de tec t ion of soluble suga r s t he ch roma t og raph i c t echn ique employed by GHOSH et al. 1) was followed. The in tens i t ies of b a n d s were 1 compared v isua l ly and graded as 7 + , 6 + , 5 + , 4 + , 3 + , 2@ 2 and + . The sign " - - " has been used to denote absence of a sugar . The resu l t s are shown in t he Table. 3

Table. Presence of various sugars in banana Jruits during the advance- ment o] rot caused by B. theobromae

Culinary variety Table variety

controlb) inoculated control b) inoculated

,ays > 0,51t011S 0 1 5 1 1 0 1 . 0, 1t01 01 l 0

! glucose.. 2+ 2 i 7 ; ' -- 6+ 6-t- 7+ 4+ fructose 4+ 5+ 2 2 ; . . . . . . . . ++ 7+ K+ , - maltose.

a) Days of incubation. - - b) Control = uninoculated.

[15

Iodine test of fresh tissue for starch, the commonest reserve polysaccharide in banana, revealed that in the culinary variety the quantity of starch which was initially high was considerably lowered after 5 days of infection and no starch could be detected after 15 days. Ill the table variety the starch content was low throughout and no starch could be traced after 15 days of infection. Ill the control fruits of both the varieties there was no appreciable change ill the quantity of starch even after the incubation period.

It is evident from the above results that the soluble sugar content of the culinary variety was low while the starch content was high. The reverse was true in the case of the table variety. In infected tissue the three soluble sugars, viz., glucose, fructose and sucrose, as well as starch decreased in quantity as a result of infection and they were not traced after 15 days. High accumulation of glucose in the infected tissue of the culinary variety after 5 days of incubation was obviously the manifestation of the rapid mobilization of starch, as evi- denced by the iodine test. The appearance of maltose, a hydrolytic product of starch, at this stage further confirmed this point. The appearance of maltose in the infected tissue is interesting as GHOSH et aL l) did not observe the formation of this sugar during similar studies with some fruit-rot fungi inc lud ing B. theobromae.

The a u t h o r s wish to t h a n k U.S. P L 480 au thor i t i e s for t he f inancia l ass i s tance a n d t he U n i v e r s i t y of A l l ahabad for provid- ing L a b o r a t o r y facilities, T h a n k s are also due to Dr. A. If. GHOSH for his s incere help.

Department of Botany, Universi ty of Allahabad ( Ind ia )

D. WILLIAMSON a n d t{.N. TAt<DON

Eingegangen am 28. Dezember 1964

*) B. Theobromae was originally isolated from "Bhusava l " (Bombay) variety of banana.

1) GHOSH, A.K., R.N. TANDON, I{.G. BILGRAMI, and M.P. SRIVASTAVA: Phytopathol. Z. 50, 283--288 (t964).

Die Aufnahme von Alkaloiden und Benzpyren durch intakte Pflanzenwurzeln

Der Phenaz in fa rbs to f f Neu t r a l ro t sowie der Th iaz in fa rb - stoff Me thy lenb lau werden aus Wasse r - u n d B o d e n k u l t u r yon den Pf l anzen a u f g e n o m m e n , desgleichen F luoreszenzfarbs tof fe wie I<aliumfluoreseein, Eos in n n d Trypaf lxv in . Mit Lup inen - p f lanzen in ~u konn t e yon u n s a u c h die A u f n a h m e yon Indol u n d Skatol u n d deren T r a n s p o r t in den SproB nach- gewiesen werden. Versuche n i t Alkaloiden, die das Indol als G r u n d k 6 r p e r en tha l t en , z .B. S t r y c h n i n u n d t3rucin, zeigen, dab die Wurze ln yon Lupine , Mats u n d Gers te S t r y c h n i n u n d Bruc in a u f n e b m e n u n d unver~inder t in den SproB weiter lei ten.

Auf den E r f a h r u n g e n yon THIESS u n d SORGENFREY 1) ful3end l~iBt sich Brucin, nach s~iu lenchromatographischer Vor- r e in igung der P f l anzenex t r ak te , s p e k t r o p h o t o m e t r i s c h bis zu 0,t rag/a00 ml he r ab b e s t i m m e n . W a s s e r k u l t u r v e r s u c h e zei- gen, dab die B r u c i n a u f n a h m e von der Alka lo idkonzen t ra t ion in der a n g e b o t e n e n N5hr l 6 snng a b h S n g t (Tabelle).

Tabelle. Die AuJnahme yon Brucin durch Weizenpflanzen (Triticum sativum) aus NdhrlOsungen n i t gestaJJelten All~aloidzugaben naeh

lo Tagen Wachstumszeit

Zugabe Bruciu

mg

0

25

5O

100

Brucin

im in den Sprog Wurzeln gesamt

0,06 0,06 0,15

0,t0 0,40 0,50 0,70 1,00 1,70

0,55 L00 39,55 0,15 1,30 30,95

1,40 t,80 77,70 0,55 2,00 83,55

Gesamtauf- nahme in % des Angebots

m

2,0 6,8

3,1 2,9

3,2 2,5

Bet den W e r t e n der Versuchsgl ieder 2 bis 4 s ind die W e r t e des Versuchsgl iedes I abgezogen.

Es werden zwischen 2 u n d 6% der a n g e b o t e n e n Bruc in- menge a u f g e n o m m e n . Ferner ergibt s ich eine Abhi ingigkei t der B r u c i n a u f n a h m e yon der Vegeta t ionszei t . Je l~nger die P f l anzen i.n der Alka lo id l6sung wachsen , des to gr6Ber is t die i n s g e s a m t a u f g e n o m m e n e Alkalo idmenge.

Zur P r i i fung der A u f n a b m e yon 3 ,4-Benzpyren d u rch i n t ak t e P f l anzenwurze ln wurde eine A n a l y s e n m e t h o d e aus- gearbei te t , n i t der noch 0 , t / zg 3 ,4-Benzpyren/5 ml erfaBt wird. N a c h en t sp rechende r Vor re in igung der Pf lanzen- e x t r a k t e d u t c h Aussch i i t t e ln der A r o m a t e n n i t N i t r o m e t h a n u n d anschl ieBender S~u lenchromatograph ie an A l u m i n i u m - oxid wird das F l u o r e s z e n z s p e k t r u m a u f g e n o m m e n , wie dies berei ts von ]~ORNEFF u n d FISCHER2), BORNEFF u n d KUNTE 3) u n d ande ren beschr ieben wurde. Die v o r h a n d e n e Menge ergib t sich aus der F luoreszenz in tens i t~ t , gemessen bet 407 m # mi t - tels eines hochempf ind l i chen Spek t ro f luoromete r s (Fa r rand Optical Co. Inc. , New York). Zur A u s w e r t u n g der Mess u n g en d ienen E i c h k u r v e n n i t 3 ,4 -Benzpyren der Fa. F luka , dessen Re inhe i t zuvor du rch A u f n a h m e des I R - S p e k t r u m s gepri if t worden war.

Ffir die Boden- und W a s s e r k u l t u r v e r s u c h e mi t Ro g g en (Secale cereale) muBte das in W a s s e r unl6sl iche 3 ,4 -Benzpyren in 01 gel6st der N~ibrl6sung zugese tz t werden. Auf diese Weise k o n n t e n im Unte r sch ied zu den U n t e r s u c h u n g e n von GRXF 4) gr6Bere Mengen 3 ,4 -Benzpyren angebo t en werden. Das au f diese Weise gel6ste 3 ,4-Benzpyren wird yon der P f l anzenwur - zel a u f g e n o m m e n u n d unver~tndert in den Sprog we i te r t r ans - port ier t . 1Jber diese Versuche wird an andere r Stelle be r ich te t werden.

Mit gzol3er Wahrsche in l i chke i t m u g in AckerbOden, Kl~ir- s ch l amm, Miill, F lugasche u n d Tor t n i t d e m V o r k o m m e n y o n 3 ,4 -Benzpyren gerechne t werden. Die U n t e r s u c h u n g e n fiber die Gr613enordnnngen s ind noch n ich t ganz abgeschlossen. Bet u n t e r s u c h t e m H e u u n d S / igemehlkompos t h a n d e l t es sich offensicht l ich u m eine andere , aber gleichfalls b lau-v io le t t f luoreszierende Subs tanz .

Die U n t e r s u c h u n g e n fiber die A lka lo idau fnahme w u r d e n im I n s t i t u t ffir Pf lanzenern/~hrungslehre u n d Bodenbiologie der Landwi r t s cha f t l i chen Hochschu le H o h e n h e i m durchge- ffihrt . D e n P h a r m a z e u t i s c h e n I n s t i t u t u n d d e m P h a r m a k o - gnos t i schen I n s t i t u t der Universit~it B o n n danke ich fiir die bereitwill ige t Jbe r lassung der Get/ire ffir die F luoreszenzmes- sungen.

Agrikulturchemisches Ins t i tu t der Universit~t, Bonn (Direk- tor." Prof. Dr. H. KICK) RUDOLF D6RR

Eingegangen am 9. Dezember 1964

:) THIES, H., u. CL. SORGE~X'FR~'Z: Deut. Apotheker-Ztg. 97, 898--901 (t957). - - ~) BOa~EFF, J., u. R. FISCHER: Arch. Hyg. u. Bakteriol. 145, 241--255 (1961). - - 8) BORNEFF, J., u. H. KUNTIg: Arch. Hyg. u. Bakteriol. 147, 40t--409 (t963). - - 4)GR)[F,W.: Arch. Hyg. u. Bakteriol. 148, 489--492 (1964).

Influence of Pre-fiermination Chemical Treatment on Ascorbic Acid and Ascorbic Acid 0xidase of Pea-nut

The review of t he l i terature:-4) , on t he chemical t r e a t m e n t dur ing ge rmina t ion is m a i n l y confined to t he inf luence on t h e physiological role exercised by such t r e a t m e n t s . A li t t le work 5) ha s been repor ted on t he change in chemical composi - t ion of seeds by such t r e a t m e n t s . The p r e sen t work describes t he behav iou r of ascorbic acid (AA) and ascorbic acid oxidase (AAO) p roduced du r ing ge rmina t ion by t he inf luence of g rowth