Heft 4 t955 (Jg. 42) K u r z e Or ig ina lmi t t e i lungen . 1 0 [

soil in wei te ren U n t e r s u c h u n g e n gekl/ir t werden , ob beide Viren iden t i sch s tud.

E ine ausf i ihr l iche Da r s t e l l ung folgt an ande re r Stelle.

Biologische Bundesanstalt ~iir Land- und ~orstwirtscha]t, Braunschweig, Institut fiir Virusserologie. C. WETTER

fnstitut [iir landwirtschaftliche Virus]orschung, Eingegangen am 29. Dezember t954. J. ~RANDES.

1) DE BRUYN OUBOTER, !V[. P.: Proe. conf. potato virus diseases, Wageningen-Lisse t952.

~) ROZENI)AAL, A.: (a) Meded. N. A. K. 8, 94 ( 1 9 5 2 ) . - (b) Landbouwvoorlichting 11, 299 (1954).

z) SLOGTEREN, D.H.M. VAN: Proe. 2. conf. potato virus dise- ases, Wageningen-Lisse 1954 (im Druck).

4) Eigene serologisehe Untersuchungen wurden uns dutch das Entgegenkommen der Herren Prof. Dr. E. VAN SLOGTEREN und Ir D. H. N. VAN SLOGTEREN, Lisse, ermSglieht, die uus ein Anti-S- Serum zur Verffigullg stellten. Herr Ir A. ROZENDAAL, Wageningeu, war so freundlich, uns SV-kranke Kartoffeln der Sorte Industrie zu fiberlassen. Deu genannten Herren sprecheu wit unsereI1 ver- bindliehsten Dank aus.

5) Die Angabe dieser Sorten 1/iBt weder einen RtickschluB auf die Verbreitung des SV in deutschen Kartoffensorten zu, r~oeh kann sic als Anhal tspunkt ffir den Grad der Verseuehung der einzelnen Soften gelten.

6) JOHNSON, J. : Phytopathology 41, 78 (1951). 7) K6HLER, E.: Ber. dtsch, bot. Ges. 66, 63 (1953). s) KASSANIS, B.: Nature [London] 173, 1097 (t954). 9) BAWDEN, F.C. , B. KASSANIS U. H . L . NIXON: J. Gen.

MicrobioI. t, 210 (1950).

Elektronenmikroskopischer Nachweis von Pflanzenviren in ihren Wirtszel len.

I~leine B la t t s t i i ckchen yon v i rus inf iz ie r ten u n d g e s u n d e n T a b a k p f l a n z e n w u r d e n in gepuf fe r te r OsmiumsXure l6sung 1) fixiert . Die n a c h der A c r y l a t m e t h o d e ~) e i ngebe t t e t en Objek te

Fig. 1. TMV in Epidermiszellen. 2800mal.

w u r d e n m i t d e m U l t r a m i k r o t o m der Firmer Sar tor ius , G6t- t ingen , geschn i t t en . Die U n t e r s u c h u n g e n er fo lg ten m i t d e m E l e k t r o n e n m i k r o s k o p EM 8/2 der F i r m a AEG/Ze iss . - - Quer- s chn i t t e yon Tabakb l / i t t e rn , die 6 W o c h e n zuvor m i t T a b a k - m o s a i k v i r u s (TMV) infizier t worden waren, ze ig ten im elek- t r o n e n m i k r o s k o p i s c h e n ]3ild e ine ungleichmiiBige Ver te i lung

Fig. 2. Tell eines EinschluBk6rpers. 12000real.

des Vi rus im Bla t tgewebe . N e b e n o f fenbar v i rus f re ien Zellen f anden sich solche, die n u r einige StXbchen en th ie l t en , u n d andere , die vol ls t / indig m i t Vi rus te i l chen erftillt waren (Fig. I). Die P a r t i k e l n besaBen m e i s t n i ch t die N o r m allXnge (280 his 300 m~t), sonde rn wa ren m e h r oder wen ige r 1/ingsaggregiert . Die H a u p t m a s s e des T M V lag in F o r m yon Zel leinschl i issen vor, die au s e ine r d i ch t en P a c k u n g yon aggreg ie r t en Tei lchen b e s t a n d e n (Fig. 2). V e r m u t l i c h s i n d e s die g le ichen K6rper , die schon yon BLACK u n d Mi ta rbe i t e rn ~) gezeigt worden stud.

Naturwiss. t955.

Es is t a n z u n e h m e n , dab sie m i t den E i n s c h l u g k 6 r p e r n (X-bo- dies) iden t i sch sind, die sich in inf iz ier ten Bl/ i t tern l i ch tmikro- skopisch nachwe i sen lassen. E ine Lokal i sa t ion des T M V in e inem b e s t i m m t e n B la t t gewebe sche in t n i ch t vorzul iegen, wie schon BAWI~EN u n d Mi ta rbe i t e r ~) angeben . I n Uberein- s t i m m u n g m i t K6HLER 5) konn t e ferner fes tgeste l l t werden , dab die K o n z e n t r a t i o n des TMV in den hel len Zonen k r a n k e r B1/~tter be t r~ch t l i ch h6he r is t als in den dunk len . In B la t t - q u e r s c h n i t t e n gesunde r T a b a k p f l a n z e n waren weder cha rak- t e r i s t i sche Einsehl i isse noch s tXbchenf6rmige Tei lchen zu beobach ten .

Das Virus der B u k e t t k r a n k h e i t der Kar to f fe l (Tabak-Ring- spot-Virus) is t im T a b a k b l a t t wahr sche in l i ch in der H a n p t - sache in der Ep ide rmi s lokal is ier t ; d enn lediglich bier waren die kuge l f6 rmigen Viren s icher nachzuweisen . Sic erfi i l l ten die inf iz ier ten Zellen in solcher Konzen t r a t i on , dab das Bild d e m ether Reinpr /~parat ion ~hnl ich s ah (Fig. 3). [Vgl. / ihn- liche Ergebnisse ftir das , , B u s h y - s t u n t - " u n d das , ,Turn ip ye l low-mosa ic" -Vi rus bet SMIT~t6).] Wiewei t die nat / i r l iche S t r u k t u r der Zelle u n d die Ver te i lung des Virus du rch die

Fig. 3. Ausschnit t aus eiuer Zelle mit dem Virus der Bukettkrankheit der Kartoffel. 25000real.

I?rXparation ge/~udert wird, k a l m noch n ich t gesag t werden. Unsere A u f n a h m e n lassen jedoch eine Sch~digung der Virus- te i lchen se lbs t n i ch t e rkennen .

Biologische Bundesanstalt ]i2r Land- und ~orstwirtscha[t, Braunschweig, Institut liir landwirtscha/tliche Virus/orschung.

Eingegangen am 5. Januar t955. J. BRANDES.

1) PALADE, C.E. : J. of Exp. Med. 95, 285 (t952). ~) NEW~IAN, S. B., E. BORYSKO U. M. SWERDLOW: J. Res. Nat.

Bur Standards 4a, t83 (1949). a) BLACK, C. M., C. MORGAN U. R. W. C. WYCKOFF: Proc. Soc.

Exp. Biol. a. Med. 73, 119 (1950). 4) BAWDEN, F.C. , B. M. C. HAMLYN U. M. A. WATSON : Ann.

Appl. Biol. 41, 229 (1954). 5) KSHLER, ]~.: Vortrag, gehalten 7. Internat. Bot. Congr.

Stockholm 1950. (Manuskript.) 6) SMITH, K. M.: Bioehim. et Biophysiea Acta I0, 2t0 (1953).

Free Chromosomes as Viruses.

I n t he T-series of bac te r ia l v i ruses of Escherichia colt, LURIA, DELBROCK, HERSHEY and o the rs h a v e s h o w n t h a t v i rus un i t s are m a d e up of sub -un i t s t h a t m u t a t e , r e -combine and o therwise b e h a v e v e r y m u c h like chromosomes1) . Again, v i ruses and bac te r iophage (NO~THROPP) are nuc leopro te ins 2) a n d the i r r esponse to rad ia t ions a n d h y d r o g e n peroxide is s imi lar to t h a t of desoxyr ibonuc le ic acid, a n d m a y there fore be regarded as free ch romosomes , Th i s f inds s u p p o r t in t h e conve rg ing effect of cer ta in pur ine der iva t ives on c h r o m o s o m a l f r a g m e n t a t i o n 3) and v i rus suppressionS). F ina l ly , i m p o r t a n t ev idence iden t i fy ing bac ter ia l v i ruses w i th de fo rmed free ch romosomes , is p rov ided b y t he p roduc t ion of phage f rom virus-f ree lysogenic s t r a in s of bacter ia , w h e n sub jec ted to u l t ra -v io le t l ight , X - r a y s or cer ta in chemica l r e agen t s S) .

The recen t recogni t ion of t h e carc inogenic mi lk factor , t h e t r ansmiss ib le factor of a v i a n cancer a n d t he v i rus- l ike occlu- s ions of m a m m a r y and epi thel ia l t u m o u r s as p rodu c t s of nuc lear d i s tor t ion and d i s in teg ra t ion s ) e x t e n d s t he above concep t ion to m a m m a l i a n vi ruses . Here we f ind t h a t su ch fea tu res as nucleot ide cons t i tu t ion , par t ic le size, select ive specifici ty, t i s sue cu l tu res : ) , p ropaga t i on m e t h o d a n d p a r a - sit ic cha rac t e r p rov ide a u n i f y i n g bas is a n d ju s t i fy t h e ex t en - sion of t h e free c h r o m o s o m e concep t ion of t h e carc inogenic fac tors to v i ruses in general . I n t h i s l igh t v i ruses are modi f ied free c h r o m o s o m e s of bo th flora a n d f auna , and are in o th e r words, de fo rmed nuc lea r f r a g m e n t s of some i nd iv idua l orga- n i sm. I t would follow t h a t each species, each s t r a i n - - i n

$

1 0 2 Kurze Originalrnitteilungen. Die Natur- w i s s e n S c h a f t e n

fact each plant and animal form may constitute, under certain conditions, a potential source of one or more distinct viruses.

The size of the virus depends on the organism of its origin, extent of polyploidy and stability of chromosome clusters-- intermediate between the original cell nucleus and the single chromosome unit. The sub-nuclear particle size ranges from 20 to 230 m~ in diameter [milk factorS)] With such extremes as t 2 m ~ in differentiated sub-units 9) and 500--1500m~ as chromosome groups in cell occlusions of human breast and skin carcinomata1~

As a deformed cell-fragment the virus has no separate existence or means of propagation. Given however, a suitable cellular medium and sufficient incubation t ime, it is capable of re-orientating the chromosome constituents within the invaded cell nucleus (amino-acid and purine-pyrimidine re- grouping as shown by tracer element technique) ill accordance with its own polar activity. Each virus has its specific, often overlapping, parasitic sphere-- i ts own number and type of vectors and hosts. In seeking among its wanderings the origin of each virus we may find at its source the counterpart to the parasitic free chromosome, tha t is, ~he normal free chromosome with its possible anti-virus activity. The use of such counter-measures would be based on chromosomal substitution as distinct from anti-biotics which are fheffective in the case of viruses.

Here the chemical and biological concep*s 6f viruses become complementary to one another and merge with the genetic-biochemical studies of the chromosomes and are merely two aspects of one and the same problem.

1 Gildridge Road, Manchester 16, England. M A U R I C E COPISAROW.

Eingegangea am 31. Dezember ~954.

~) ,,Viruses" edited by M. Delbrfick, Division of Biology, Calif. Inst. of Tech. 1950.

~) COHEN, S.S., and T. F. ANDERSON: J. of Exp. Med. 84, 511 (1946).

~) I(IHLMAN, B., and A. LEVAN: Hereditas 37 (3), 382 (1951). ~) MATTHEWS, R. E. F.: Nature [London] 169, 500 (t952). s) Lwo~, A., and L. SI~INOVlTC~: C. R. S@auees Acad. Sci.

232, "1146 (1951). s) CO~ISAROW, M.: Naturwiss. 18, 433 (1954). ~) POR~ER, K.R., and H. P. THOMPSON: J, of EXp. Med.

88 (1), 15 (1948) . - PIKOVSK~, M. A.: J. Nat. Cancer Inst. 1~ (5), 1275 (1953).

~) WlTT Fox, J. DE: Cancer 4 (1), 168 (1951). 9) HO~LE, L., R. REEo and W. T. AST~Ru Nature [London]

171, 256 (1953). - - POLSON, A.: Nature [London] 172, 1154 (1953). ~0) GESSLER, A.E., and C. E. GREY: Exp. Med. a. Surg. ~,

307 (t947).

Die Beziehungen zwischen N-Haushalt und keimungsphysiologischem Verhalten yon Agrostemma-Samen.

Friihere Untersuchungen hat ten gezeigt~), dab frisch ge- erntete Samen yon Agrostemma githago L. nur bet relativ niedrigen Temperaturen keimen k6nnen. Man kann daher solche Samen beliebig lange in gequollenem Zustand halten, ohne daI3 Keimungen auftreten, wenn daffir gesorgt wird, dal3 die Temperatur das dem jeweiligen Nachreifezustand ent- sprechende Maximum fiberschreitet. Um zu prtifen, ob sich im gequollenen Agrostemma-Samen wie bet den Samen yon Lythrum salicaria L. ~) temperaturabh~ngige Veriinderungen des N-Haushaltes n~/chweisen lassen, die im Zusammenhang mit der ]31ockierung der I~eimung durch h6here Temperaturen stehen, wurde der Gesamt-N der ganzen Samen, der Embryo- nen und des N~hrgewebes, augerdem in den w~grigen Ex- trakten nach F~llung mit Trichloressigs~ure die Fraktion der 16slichen N-Verbindungen direkt best immt und aus der Dif- ferenz der ,,EiweiB-N" berechnet. Ffir die N-Bestimmungen wurde das iibliche Mikro-KjELDXHL-Verfahren ange?vandt. Die Bestimmung des Amino-N erfolgte nach VAN SLYI~, die des Amid-N nach SACHSSEa). Ober die N-Verbindungen der Agrostemma-Samen machten bereits BRUNEL und ECHEVIN ~) Angaben.

In Fig. t sind Gesamt-N (GN), EiweiB-N (EN) und ,16s- licher N" (L/v) in Prozenten des Samentrockengewichtes an- gegeben. Innerhalb der ersten 18 Std treten keine auBerhalb der Fehlergrenzen liegenden Differenzen zwischen den t 8 ~ und 30~ auf. Erst nach dem Radicula-Durchbruch nimmt die Fraktion der 16slichen N-Verbindungen bet den keimenden Samen zu, w~hrend sie bet den nichtkeimenden Samen der 30~ unver~ndert bleibt. Bet Agrostemma !assen sich also die Hemmungsprozesse, die bet hOheren Temperaturen die anlaufende Entwicklung abstoppen, nicht wie bei Lythrum

zu Anderungen des EiweiBgehaltes in Beziehung setzen. Da die entscheidenden Ver~nderungen im Embryo durch gegen- sinnige Verschiebungen im N/khrgewebe verdeckt werden k6nnten, wurden entsprechende Untersuchungen auch an isolierten Embryonen und NAhrgeweben durchgeffihrt. Bis zu dem Zeitpuukt, in dem die bet 18 ~ l iegenden Samen aus- zukeimen beginuen, lassen sich jedoch weder im Embryo noch im N~hrgewebe gesicherte Diiferenzen zwischen keimungs- bereiten und nicht keimungsbereiteu Samen nachweiseu. In Fig. 2, die sich auf eine Quellungsdauer yon 16 Std bezieht, ist links die Menge des 16slichen N in Prozenten des Gesamt-N dargestellt; die rechten S~ulen geben Amino-N und Amid-N ill Prozenten des 16slichen N an. Auch die Unterschiede hin- sichflich der beiden letzten Fraktionen, die durch die Art der Darstellung besonders stark hervortreten, liegen innerhalb der Fehlergrenzen. Erst nachdem die Samen der I8~ zu keimen beginnen, s te igt bet ihnen die Menge des 16slichen N im Embryo und vor allem im N~hrgewebe signifikant an, wghrend die ungekeimt bleibenden Samen der 30~ keine merklichen VerXnderungen zeigen.

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Fig. 1. - - O - - bet t8 ~ liegende Sameu; --o-- bet 30~ Samen; $ Keirnungsbeginn bet t8 ~ Weitere Erl~uterungeu im Text.

Fig. 2. Weige S~ulen: Bet 18 ~ liegende Samen. Schraffierte S~ulen: Bet 30 ~ liegeude Samem. E Embryoneu; N Nahrgewebe; S gauze

Samen. Weitere Erlauterungeu im Text.

Auch beim Fehlen quantitativer Unterschiede k6nnten temperaturabhgngige Prozesse zu Verschiebungen in der qualitativen Zusammensetzung der N-Fraktionen fiihren. So konnten STOKES s) bet den Frfichten yon Heracleum sphondy- lium L. und V A L L A N C E 6) bei Rhinanthus-Samen~bemerkens- werte Zusammenhgnge zwischen Nachreifezustand (Keim- willigkeit) und Vorkommen gewisser Aminos~uren bzw. Sgureamide aufdecken. Zur prfifung dieser M6glichkeit wurde die Fraktion der 16slictien N-Verbindungen papierchromato- graphisch analysiert. Die w~Brigen Extrakte wurden mit Alkohol und Trichloressigsgure behandelt, durch Papier- elektrophorese welter gereinigt und nach der yon SCHWERDT- FEGER ~) angegebenen Methode chromatographiert. Auf diese Weise wurden folgende Aminos~uren nachgewiesen:

Alanin, Arginin, Asparaginsgure, Citrullin, Glutamin- s~ure, Glycin, Leucin, Phenylalanin, Serin, Tryptophan, Tyrosin. Mit Hilfe yon spezifischen Reagenzien konnten auf den Chromatogrammen auBerdem His t id in , Oxyprolin und Prolin identifiziert werden.

Vor dem Radiculadurchbruch liel3en sich jedoch Unter- schiede im Aminos~urenbestand zwischen den bei verschie- denen Temperaturen ausgelegten Samen bisher nicht nach- weisen. Nach der subjektiv beurteilten Intensit~t und Gr613e der Flecke k6nnten gewisse Aminos~uren, z.B. Asparagin- s~ure, Glutaminsgure, Glycin und Serin, bet niedrigen, kei- mungausl6senden Temperaturen in gr613eren Mengen auf- treten als bet h6herer Temperatur. Da jedoeh die Brutto- analysen ergeben haben, dab d i e Gesamtmenge der 16slichen N-Verbindungen und insbesondere die Menge des Amino-N yon der Temperatur uicht nennenswert beeinfluBt wird, kann es sich dab@i keinesfalls um erhebliche Verschiebungen han- deln, falls nicht ein - - wen ig wahrscheinlicher -- kompen- satorischer Ausgleich zwischen mehreren Aminosguren erfolgt. Nach Keimungsbeginn treten einige Aminos~uren, vor allem Leucin und Phenylalanin, in erheblich gr6Beren Mengen auf als ill den trockenen ode r gequollenen, abet ungekeimt blei- benden Samen.

Da Amin0-N und Amid-N nur etwa 25% des 16slichen N ausmachen, mul3 sich diese Fraktion zum gr6Bten Tell aus