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Die Bedeutung der Luftfeuchtigkeit für die CO2‐Assimilation und den Stoffwechsel der höheren Pflanzen (Vitis vinifera): Problem und Praxis künstlicher, klimatisierender Beregnung1
Authors: Bosian Georg
Published: March 2023

Basierend auf Untersuchungen (Bosian 1968) über Temperatur‐, Licht‐ und Feuchteoptima der Rebe und der erstmalig festgestellten Fähigkeit Höherer Pflanzen (Vitis vinifera) zur Steigerung der CO2‐Assimilation durch Wasserdampfaufnahme aus der Luft, wurde ein klimatisierendes Beregnungsverfahren entwickelt. Das Verfahren wird durch den Einsatz der Licht‐, Temperatur‐ und Luftfeuchteoptima als Regelwerte vollautomatisch gesteuert. Der Beregnungseinsatz erfolgt zur optimalen Bedarfszeit der Pflanze. Es wurden CO2‐Assimilationssteigerungen gegenüber Nichtberegnung bis zu 86% erreicht. Die Luftfeuchte hat gegenüber der Bodenfeuchte die größere Bedeutung für den Stoffgewinn der Pflanze durch CO2‐Assimilation. Die wirksamste Zeit klimatisierender Beregnung ist die zwischen 11 und 15 Uhr, also zur heißesten Tageszeit. Es besteht keine Gefahr der Blattverbrennungen, da das Beregnungswasser sofort verdampft und die Blattflächen erheblich abgekühlt werden. Das neue Verfahren ist wegen seines sparsamen Wasserverbrauchs und seiner hohen Wirksamkeit auf den Stoffgewinn besonders für den Einsatz in ariden Gebieten geeignet.

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Weinbaulichen Forschungsring gilt für die großzügige Unterstützung unserer Gemeinschaftsarbeit unser herzlicher Dank.

Dank gebührt auch Herrn Domänendirektor H. Goedecke für die Bereitstellung der Versuchsweinberge mit Beregnungsanlagen und sein aufgeschlossenes Verständnis für unsere Arbeit zur wissenschaftlichen Fundierung der Beregnungspraxis.
Temperaturunabhängige Akkumulation von Raffinosezuckern in Pappelrinden
Authors: Kull U.
Published: March 2023

Stecklinge der Pappelhybride Populus balsamifera cv. Oxford wurden nach einjähriger Anzucht im Freien im September vom Freiland teils ins Kalthaus, teils ins Warmhaus (25°C) gebracht und die Gehalte der Zucker und der Stärke bei Blättern bis zu deren Vergilben und bei Rinden bis zum März in monatlichen Abständen gemessen. Die winterliche Anhäufung von Raffinosezuckern ist auch bei den Warmhauspflanzen nachzuweisen und der Einfluß der Temperatur auf die Speicherung dieser Saccharose‐galaktoside nur quantitativer, nicht qualitativer Natur.

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich für eine Sachbeihilfe, Fräulein Barbara Kühn für die sorgfältige Durchführung der Zucker‐ und Stärkebestimmungen.
Auflösung der Endwände in differenzierenden Gefäßzellen
Authors: Niedermeyer Wolfgang
Published: March 2023

Die Endwände differenzierender Gefäße von Pisum sativum L. werden mit einer durchgehenden Sekundärwand versehen. Die Längs‐ und Querwände zeigen das für den jeweiligen Gefäßtyp charakteristische Muster von Ringablagerungen.

Das Auflösen der Endwand beginnt vor der allgemeinen Degeneration des Protoplasmas. Der Abbau der Wände schreitet stufenweise von innen nach außen fort, wobei zuerst die Sekundärwand und dann die Primärwand aufgelöst wird. Anzeichen einer mechanischen Zerstörung konnten nicht beobachtet werden; hingegen werden Hinweise für einen enzymatischen Abbau diskutiert.

Die vorgelegten Beobachtungen sind Teil einer Arbeit, die am Institut für Botanik der Universität Hohenheim durchgeführt wurde.
Abbau von Flavonoiden und Isoflavonoiden — ein Überblick
Authors: Barz Wolfgang
Published: March 2023

5. Zusammenfassende Überlegungen zum Auf‐ und Abbau sekundärer Pflanzenstoffe

In den letzten Jahren sind zahlreiche Befunde erarbeitet worden, nach denen Flavonoide und Isoflavonoide in Pflanzen stoffwechselaktive Produkte darstellen. Neben den wohlbekannten Umwandlungen innerhalb der Flavonoid‐reihen (GRISEBACH und BARZ 1969) ergibt sich der Stoffwechsel dieser Poly‐phenole derart, daß sie in Abhängigkeit von der Enzymausstattung der Gewebe und dem jeweiligen Substitutionsmuster einerseits einem vollständigen Abbau, andererseits Polymerisationsreaktionen unterliegen. Diese beiden letztgenannten Stoffwechselmöglichkeiten ergeben sich offensichtlich aus dem Fehlen wirkungsvoller Exkretionssysteme bei höheren Pflanzen. Selbst die in Vakuolen zeitweise eingelagerten Pflanzeninhaltsstoffe können wieder einem Stoffwechsel zugeführt werden. Wenn sich solche Inhaltstsoffe in einem metabolisch aktiven Pool befinden, müssen Abbau bzw. Polymerisationsreaktionen vollständig ablaufen, da normalerweise nur geringe Mengen an Kataboliten isolierbar sind. Die gegenwärtigen Vorstellungen über den Stoffwechsel von sekundären Pflanzeninhaltsstoffen können in einem Kreislaufschema zusammengefaßt werden (Abb. 6), das ein dynamisches, vielfach reguliertes System beschreiben soll. Das Verhältnis von Abbau zu Polymerisationsreaktionen muß quantitativ gesehen werden, da je nach chemischer Struktur der Substrate und der vorhandenen Enzymausstattung der Gewebe einmal die erste, zum anderen die zweite Möglichkeit stärker ins Gewicht fallen wird. Die Unterscheidung zwischen einem metabolisch aktiven und einem metabolisch inaktiven Pool der sekundären Pflanzeninhaltsstoffe ergibt sich aus den Gesetzmäßigkeiten des Gesamtstoffwechsels, die auch auf den Sekundärstoffwechsel angewendet werden müssen, sowie aus entsprechenden experimentellen Befunden über befristete Inaktivierung von Pflanzeninhaltsstoffen (vgl. BARZ und HÖSEL 1975).

Den an den eigenen Untersuchungen beteiligten Mitarbeitern mödite ich für ihre engagierte Mithilfe vielmals danken. Unsere Arbeiten wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Fonds der Chemischen Industrie großzügig unterstützt.
Differenzierung und Wachstum von Puccinia graminis f. sp. tritici in vitro
Authors: Grambow H. J. , Reisener H. J.
Published: March 2023

Einige neue Resultate bezüglich Differenzierung und Wachstum von Puccinia graminis f. sp. tritici Rasse 32 in vitro werden zusammengefaßt. Dabei werden entwicklungsphysiologische Fragen und die Bedeutung von morphogenetisch aktiven Faktoren aus Wirtspflanzen und Nichtwirtspflanzen für den Parasiten in den Vordergrund gestellt. Weiterhin wird mit 3, 3′‐Bis‐indolylmethan (BIM) eine das Wachstum eines Rostpilzes signifikant fördernde Substanz vorgestellt, welche aufgrund der chemischen Struktur an pflanzliche Wachstumsregulatoren vom Auxin‐Typ erinnert.

Allen an diesen Untersuchungen beteiligten Mitarbeitern möchten wir für ihren engagierten Einsatz herzlich danken. Besonderer Dank gilt Herrn Professor Dr. F. Dallacker und Herrn Dr. A. Lehmann vom Institut für Organische Chemie der RWTH‐Aachen für die erfolgreiche Kooperation.
Der Einbau von 14CO2 im Licht bei suspendierten Blattstücken von langfristig verdunkelten Spinatpflanzen
Authors: Krapf Götz
Published: March 2023

Blattstücke von langfristig verdunkelten Spinatpflanzen zeigen bei photosynthetischer 14CO2‐Fixierung eine starke Reduktion der Malat‐ und Aspartat‐Markierung. Der Radioaktivitätseinbau in Sucrose wird dagegen stimuliert.

Bei geringem Einbau von 14C in Sucrose fördert ein schwach alkalischer pH‐Wert und ein etwa isotonisches Reaktionsmedium die Markierung der C4‐Körper.

Zusätze von Cyclohexylamin und NH4+ heben beim vorverdunkelten Blattmaterial die Einschränkung der Malat‐ und Aspartat‐Markierung auf und reduzieren die Sucrose‐Markierung. Die Fixierungsraten werden nur unwesentlich beeinflußt.

Um einen Einblick in die Regulation der Malat‐ und Aspartat‐Synthese im intakten System zu erhalten und mögliche Ursachen für die eingeschränkte ß‐Carboxylierung beim verdunkelten Material zu finden, wurden Blattstücke ohne untere Epidermis mit Medien verschiedener Zusammensetzung infiltriert. Nach Inkubation des Blattgewebes im Licht mit 14CO2 wurde die Fixierungsleistung und die Markierungsverteilung analysiert.
Der Weg des Kohlenstoffs während der CO2‐Freisetzung im Licht und Dunkeln bei Sonnenblumen
Authors: Przybylla K.‐R. , Fock H.
Published: March 2023

Im Licht wurde aus differenzierten Helianthus‐Blättern. 14CO2 (etwa 400 ppm) angeboten. In den folgenden 45 min wurden in CO2‐freier Luft im Licht und im Dunkeln die zeitlichen Änderungen der relativen spezifischen Aktivitäten (RSA) des freigesetzten CO2 und wichtiger Intermediate des Krebs‐Cyclus, des Glykolatweges und des Calvin‐Cyclus verfolgt.

Die RSA‐Werte von CO2, PGS, Glycin und Serin sinken in CO2‐freier Luft im Licht weitgehend parallel von 100 bzw. 60% auf 30 bis 40% ab; die RSA der Krebscyclus‐Intermediate bleiben unverändert unter 10%. Diese Ergebnisse, zusammen mit der Tatsache, daß das im Dunkeln abgegebene CO2 nur die Hälfte des RSA‐Wertes des im Licht freigesetzten Kohlendioxids besitzt, zeigt eine weitgehende Hemmung der Dunkelatmung im Licht. Der niedrig markierte Kohlenstoff, der das Absinken der RSA von CO2 im Licht bedingt, wird vor oder als PGS in den Mechanismus eingespeist, der über Calvin‐Cyclus und Glykolatweg Kohlendioxid freisetzt. Die RSA‐Werte für Glykolat liegen durchweg sehr niedrig: Sie fallen von 16% zu Beginn der CO2‐freien Lichtphase auf etwa 2% nach 45 min ab.

Die Zunahme der RSA der Krebscyclus‐Intermediate im Dunkeln und der gegensätzliche Verlauf bei Glycin und Serin lassen unter diesen Bedingungen auf eine hohe Stoffwechselaktivität der Dunkelatmung und eine Unterbrechung des Glykolatweges schließen; Serin wird aus PGS gebildet.

Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Gewährung einer Sachbeihilfe.
Formenkreise von Prunus domestica L. von der Wikingerzeit bis in die frühe Neuzeit nach Fruchtsteinen aus Haithabu und Alt‐Schleswig
Authors: Behre Karl‐Ernst
Published: March 2023

Bei den großflächigen Ausgrabungen im Bereich der Wikingersiedlung Haithabu (9.—10. Jahrhundert n. Chr.) und in der Altstadt von Schleswig (11.—17. Jahrhundert) kamen Fruchtsteine von Prunus domestica in Mengen zutage, wie sie bisher in prähistorischen Grabungen unbekannt waren. Damit war die Möglichkeit gegeben, eine Aufgliederung in Sorten bzw. Formenkreise zu versuchen, über die aus dieser frühen Zeit kaum schriftliche Quellen vorliegen. Aufgebaut wurde dabei vor allem auf die eingehenden Untersuchungen von Röder (1940), der an rezenten Pflaumen und Zwetschen gezeigt hatte, daß die Merkmale der Fruchtsteine außerordentlich konstant und sortenfest sind.

Als Kriterien für die Trennung alter Formenkreise werden zum einen die Morphologie der Fruchtsteine und zum anderen metrische Werte, insbesondere Indexberechnungen herausgestellt. Wenn die zur Benutzung der letztgenannten Methode notwendigen statistisch ausreichenden Steinmengen zur Verfügung stehen, können Formenkreise objektiv und mit großer Sicherheit getrennt werden. Auf dieser Basis wurden aus den genannten Grabungen drei Formenkreise (A, B und D) und ein weiterer (statistisch nicht ausreichend erfaßter) Typ (C) der Pflaumen s. 1. (P. domestica ssp. insititia) beschrieben. Wo es notwendig war, wurden Signifikanzprüfungen vorgenommen. Die fossilen Formenkreise werden mit Steinen rezenter Sorten verglichen. Die Vorlage des Materials in dieser Form soll die Grundlage liefern für ähnliche Untersuchungen, um zunächst an den Fruchtsteinen die Entwicklung und Ausbreitung der Sorten von P. domestica seit prähistorischer Zeit zu verfolgen.

Die Verteilung der Steine der ermittelten Formenkreise über den Zeitraum zwischen dem 9. und dem 16/17. Jahrhundert ist sehr unterschiedlich. Sicher ist, daß schon in der Wikingerzeit in diesem Raum zwei verschiedene Pflaumensorten kultiviert wurden. Im 12. Jahrhundert erhöhte sich die Zahl auf vier Sorten, hinzu kam ebenfalls im 12. Jahrhundert die Zwetsche, die jedoch bis ins 16./17. Jahrhundert keine wèsentliche Bedeutung erlangte. Die Entwicklung der neuen Sorten fand nicht in Haithabu und Schleswig statt, sondern diese wurden von außerhalb in dieses Gebiet gebracht und hier weiterkultiviert.

In der Zeit des 9. und 10. Jahrhunderts wurden die Funde von kultivierten Pflaumen mengenmäßig noch weit übertroffen von gesammelten Wildobst (Schlehe, Prunus spinosa), erst seit der frühen Neuzeit tritt das Wildobst hinter dem Kulturobst zurück.

Bei der Durchführung der vorliegenden Arbeit unterstützten den Verfasser die bereits genannten Ausgräber Dr. K. Schietzel und Dr. V. Vogel. Die technischen Arbeiten führten die Damen E. Schulz und M. Isensee durch, und die fotografischen Aufnahmen machte Frau Dipl.‐Biol. D. Kučan. Ihnen allen gilt mein Dank. — Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für die finanzielle Förderung dieser Arbeiten ebenfalls zu Dank verpflichtet.
Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen an Blütenknospen von Physalis philadelphica (Solanaceae) Anwendung einer neuen Präparationsmethode
Authors: Gersterberger Pedro , Leins Peter
Published: March 2023

Für eine artefaktfreie „critical‐point‐Trocknung” embryonaler Pflanzengewebe ist zur Schnellentwässerung Formaldehyddimethylacetal (FDA) gut geeignet. Nach dieser Methode präparierte Blütenknopsen von Physalis philadelphica Lam. wurden in einem Rasterelektronenmikroskop untersucht (Abb. 2 bis 12).
Beziehungen zwischen der relativen Größe des Tieftemperaturemissionsmaximums bei 738 nm und der Aktivität von PS I
Authors: Harnischfeger Götz
Published: March 2023

Die Proportionalität zwischen bei 77 K gemessenem relativen Emissionssignal F740 (PS I) und F695 (PS II) und in vitro Elektronentransport‐Aktivität unter lichtlimitierenden Bedingungen, Grundlage vieler Vorstellungen zur Regulation des Energieflusses, wurde erneut untersucht. Die Thylakoidmembranen wurden durch Zusatz von Dimethylsulfoxid verändert und dessen Einwirkung auf 77‐K‐Spektren und Quantenausbeute bei Raumtemperatur verglichen. Einer starken Veränderung der Emission stand dabei eine unveränderte Quantenausbeute gegenüber. Eine Korrelation ist daher zumindest fraglich.
Aminooxidasen in Phycomyces blakesleeanus und ihre Bedeutung für die Indol‐3‐essigsäurebiosynthese des Pilzes
Authors: Hofmann Frieder , Hilgenberg Willy
Published: March 2023

Der Nachweis von Aminooxidaseaktivität in Phycomyces blakesleeanus gelang auch ohne vorherige Substratinduktion.

Wenigstens zwei unterschiedliche Aminooxidasen, die sich in ihrer Sub‐stratspezifität unterscheiden, wurden nach fraktionierter Ammoniumsulfatfällung gefunden. Beide Aminooxidasen katalysieren die oxidative Desaminierung von Benzylamin, jedoch nicht die des Diamins Putrescin. Als weiteres Monoamin wird von der zweiten Aminooxidase Tryptamin umgesetzt. Die Analyse der pH‐Abhängigkeit der Enzymaktivität ließ den Schluß zu, daß nur das unprotonierte Substrat vom Enzym akzeptiert wird.

Eine Aminooxidaseaktivität war in den Kulturen erst mit Beginn der Sporangiophorenentwicklung nachweisbar. Die Bedeutung der Aminooxidase für die IES‐Biosynthese in den Sporangiophoren des Pilzes wird diskutiert.

Der Heinz Thomae GmbH sind wir für die Unterstützung der Arbeit durch eine Sachspende zu Dank verpflichtet.
N2‐Fixierung in der phytopathogenen Gattung Erwinia
Authors: Papen H. , Werner D.
Published: March 2023

Von 18 Erwinia herbicola‐ und 16 Enterobacter agglomerans‐Stammen wiesen vier Stämme von Erwinia herbicola und zwei von Enterobacter agglomerans hohe Stickstoff‐Fixierungsaktivitäten in Flüssigkeitskultur auf und wuchsen auf N2 als einziger Stickstoffquelle unter anaeroben Bedingungen. Stickstoff‐Fixierungsaktivität in Erwinia herbicola konnte erst nach einigen Tagen der Inkubation unter N2 nachgewiesen werden. Die für Erwinia herbicola gemessenen spezifischen Nitrogenaseaktivitäten übertreffen in der Höhe die für andere Enterobacteriaceae bisher gefundenen Werte. Die Berechnung des Verhältnisses von Stickstoff‐Fixierungsaktivität (C2H2‐Reduktion) zu effektiv assimiliertem Stickstoff (Proteingehalt) ergab, daß von Erwinia herbicola nur 35 bis 50 % der Nitrogenaseaktivität für das Wachstum genutzt wurden.

Die nif+‐Enterobacter agglomerans‐ und Erwinia herbicola‐Stämme lassen sich mit den klassischen Diagnoseverfahren kaum gegeneinander abgrenzen. Sie unterscheiden sich jedoch darin, daß die untersuchten Erwinia herbicola‐Stämme nur unter streng anaeroben Bedingungen Nitrogenaseaktivität zeigen, während die Enterobacter agglomerans‐St'imme auch auf Agaroberflächen unter Luft beträchtliche Stickstoff‐Fixierungsaktivität aufweisen.

Bisher konnte bei phytophatogenen Erwinia amylovora‐ und Erwinia carotovora‐Stämmen keine Stickstoff‐Fixierungsaktivität nachgewiesen werden.

Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die gewährte Unterstützung im Schwerpunktprogramm „Stoffwechsel der anorganischen Schwefel‐ und Stickstoff‐Verbindungen”.
Jahreszeitliche Veränderungen des Pollengehalts der Luft auf dem Schauinsland (Schwarzwald) 1967 bis 1973
Authors: Stix Erika
Published: March 2023

Mit einer Burkard‐Falle wurde in den Jahren 1967 bis 1973 von Februar bis Oktober der Pollengehalt der Luft auf dem Schauinsland registriert. Die mittleren jahreszeitlichen Veränderungen wurden in zwei Pollenkalendern dargestellt, von denen einer die häufigen und ein zweiter die seltenen Pollentypen der Luft am Sammelort enthält. Insgesamt wurden mindestens 52 Taxa festgestellt. 69% dieser Pollenkörner konnten fünf Taxa zugeordnet werden, nämlich den Gräsern, der Brennessel, dem Ampfer, den Eichen und Birken. Pollen aus dem Weitflugbereich sind wegen der Topographie der weiteren Umgebung des Probenahmeortes stärker vertreten als an anderen Meßstellen.

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich für finanzielle Unterstützung, allen Mitarbeitern der Auswertestelle Aerobiologie München und der Meßstelle Schauinsland für zuverlässige Zusammenarbeit.
Localization of Phloem Oxidases
Authors: Catesson Anne‐Marie
Published: March 2023

Among oxidases, cytochrome oxidase has been localized in mitochondria of all phloem cells, catalase has been visualized in parenchyma peroxisomes and peroxidase has been localized in cell walls and in several cell organelles.

In angiosperms, peroxidase is present in all phloem cell walls; it is sensitive to cyanide inhibition excepted in sieve areas and around plasmodesmata between sieve tubes and companion cells. In some species, this cyanide resistant oxidasic activity can be localized without exogenous H2O2.

Peroxidase is localized on ribosomes, inside vacuoles, on the tonoplast and often on the plasmalemma in companion cells and differentiating sieve elements. In young sieve cells some dictyosomes can exhibit a strong peroxidasic activity. In mature parenchyma cells peroxidase can be associated with ER cisternae but not with vacuoles.
Response of Phloem Loading and Export to Rapid Changes in Sink Demand
Authors: Geiger Donald R. , Fondy Bernadette R.
Published: March 2023

Sink demand was abruptly changed for an illuminated sugar beet source leaf by shading the six to ten other source leaves. Export of recently assimilated, labeled material underwent a transient increase and then returned to a steady rate approximately equal to the pretreatment rate. Uncovering the darkened leaves caused a transient decrease in export of 14C; following recovery there was a gradual decline. It remains to be established whether export of unlabeled reserves occurs in response to increased sink demand. The possibility that phloem loading increases in response to decreased sieve tube turgor was tested. Phloem loading of exogenous 14C‐sucrose increased when turgor in leaf cells was decreased by floating leaf discs on solutions with up to 1 M mannitol osmoticum. However, the increase appeared to be the result of plasmolysis of mesophyll cells possibly resulting from easier access to minor veins via the free space. Phloem loading in leaf discs continued undiminished even though sieve tube‐companion cell sucrose concentration exceeded a calculated value of 1 M. Regulation of export to meet sink demand by a direct response of phloem loading to a turgor or concentration set point does not appear to occur. Phloem loading may be promoted by the influx of water which drives mass flow, increasing phloem loading in response to increased velocity of transport.
Sucrose Efflux from the Maize Scutellum
Authors: Humphreys Thomas E. , Smith Richard C.
Published: March 2023

Sucrose efflux from maize scutellum slices was promoted by high pH and by K+, Na+ or Rb+. Incubation in mannose (which drastically reduces the ATP level) caused high rates of sucrose efflux only when KCl was present at pH 8. The effects of triphenylmethylphosphonium ion (TPMP+, a lipid soluble cation) on sucrose efflux were similar to those of mannose plus KCl. Mannose and TPMP+ caused release of stored sucrose into the cytoplasm, but pH8 and KCl (mannose) or pH 8 (TPMP+) in the bathing solution were necessary for rapid efflux of sucrose. Rb+ uptake took place during sucrose efflux. In mannose, rates of Rb+ uptake and sucrose efflux were low at pH 5.6 and high at pH 8.0, although the time courses for uptake and efflux were different. It is concluded that sucrose efflux is electrogenic and that it occurs as sucrose‐H+ symport. A scheme for sucrose transport across plasmalemma and tonoplast is presented.
Transport Exchange of Carbon, Nitrogen and Water in the Context of Whole Plant Growth and Functioning — Case History of a Nodulated Annual Legume
Authors: Pate J. S. , Layzell D. B. , Atkins C. A.
Published: March 2023

The economy of carbon, nitrogen and water during growth of nodulated, nitrogen‐fixing plants of white lupin (Lupinus albus L.) was studied by measuring C, N and H2O content of plant parts, concentrations of C and N in bleeding sap of xylem and phloem, transpirational losses of whole shoots and shoot parts, and daily exchanges of CO2 between shoot and root parts and the surrounding atmosphere. Relationships were studied between water use and dry matter accumulation of shoot and fruits, and between net photosynthesis rate and leaf area, transpiration rate and nitrogen fixation. Conversion efficiencies were computed for utilization of net photosynthate for nitrogen fixation and for production of dry matter and protein in seeds. Partitioning of the plant's intake of C, N and H2O was described in terms of growth, transpiration, and respiration of plant parts.

An empirically‐based model was developed to describe transport exchanges in xylem and phloem for a 10‐day interval of growth. The model depicted quantitatively the mixtures of xylem and phloem streams which matched precisely the recorded amounts of C, N and H2O assimilated, absorbed or consumed by the various parts of the plant.

The model provided information on phloem translocation of carbon and nitrogen to roots from shoots, the cycling of carbon and nitrogen through leaves, the relationship between transpiration and nitrogen partitioning to shoot organs through the xylem, the relative amount of the plant's water budget committed to phloem translocation, and the significance of xylem to phloem transfer of nitrogen in stems as a means of supplying nitrogen to apical regions of the shoot.
Why Starch as our Main Food Supply?
Authors: Frey‐Wyssling Albert
Published: March 2023

Starch is the main supply of polyglucosans for our metabolism because, in contrast to cellulose, it is easily digested and can be stored without serious difficulty in seeds or tubers and as flour. Glycogen which is easily metabolized by reversible synthesis and mobilization in animal tissues is too expensive for mass production.
Änderungen im Wirkungsgrad der Photosynthese als Basis erhöhter Produktivität
Authors: Bolhàr‐Nordenkampf Harald R.
Published: March 2023

Am Beispiel von Phaseolus vulgaris var. nanus L. wird gezeigt, wie die einzelnen ökologischen Parameter den photosynthetischen Prozeß der Energiekonversion und Speicherung beeinflussen. Einzig eine kontinuierliche Erhöhung der Temperatur bewirkt einen simultanen Anstieg der Nettophotosynthese sowie des CO2‐ und des Lichtwirkungsgrades der Photosynthese. Wegen des vergleichsweise niederen Temperaturoptimums von C3‐Pflanzen bleiben die Nettophotosyntheseraten gering und ihr Wirkungsgrad bei Starklicht ist schlecht, obwohl C3‐Pflanzen grundsätzlich mit einem höheren Wirkungsgrad arbeiten könnten als C4‐Pflanzen. Soll das Gesamtenergieangebot an Licht und Temperatur durch C3‐Pflanzen besser genutzt werden können, muß das Temperaturoptimum angehoben werden. Dies geschieht am besten durch eine Erhöhung der CO2‐Konzentration.

Wie nun die ökologischen Parameter Licht, CO2 und Temperatur in den verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten auf die Effizienz der Photosynthese einwirken, wurde an Hand einer durch Meßwerte kontrollierten Modellvorstellung erarbeitet. Mit dieser Methode läßt sich auch die phorosynthetische Nutzung einer Erhöhung der Lichtintensität oder CO2‐Konzentration bestimmen. So sollen hohe CO2‐Konzentrationen immer nur bei hohen Lichtintensitäten und hohen Temperaturen (˜ 35 C) geboten werden. Die erhöhte CO2‐Tension muß daher immer gut auf das aktuelle Gesamtenergieniveau abgestimmt werden: Bei 35 C sollten CO2‐Konzentration (Y) und Lichtintensitär (X) der Funktion y = 1,5+60 angepaßt sein.

Für Phaseolus ließe sich unter Glas durch entsprechende Manipulation der Kulturbedingungen die in trockenen Bohnen zu speichernde Sonnenenergie von 0.17 % auf 0,32 % der Globalstrahlung erhöhen. Dies bedeutet einen möglichen Ertragsgewinn von fast 100 %. Leider kann dieser Erfolg die an sich stark negative Energiebilanz der gärtnerischen und landwirtschaftlichen Kulturen nur geringfügig verbessern, da die Änderung der Kulturbedingungen im Glashaus relativ hohe zusätzliche Energieinvestitionen nach sich zieht und in vom Energieaufwand her günstigeren Freilandkulturen eine Erhöhung der CO2‐Konzentration nur schwer verwirklichbar ist.
Photosynthetic CO2Uptake and Whole Plant Growth as Related to Plant Water Relations
Authors: Schulze E.‐D.
Published: March 2023

Morphological features of arid region plant life forms are described and interpreted as adaptations to drought although this cannot be easily quantified. Functional adaptations, however, can be measured, and using the annual crop plantVigna unguiculata(L.) Walp. responses to drought are described at the leaf and the whole plant level. In the first step of this analysis theoretical criteria are developed to define optimal water use. In the second step experimental data are used to test to what extentVignafollows a theoretically optimal regulation of water and carbon relations. The analysis indicates that the ecological adaptation of regulatory processes may be quantified at a functional level.
Evolutionary history of inshore oceanic island land snails diversified in shell colour
Authors: Ito Shun , Chiba Satoshi , Konuma Junji
Published: March 2023

Aim

Oceanic islands provide an excellent opportunity to study the mode and tempo of phenotypic evolution of terrestrial organisms. Many studies have focused on oceanic islands far from the mainland. Oceanic islands near the mainland may provide distinct perspectives on phenotypic evolution, but a comprehensive understanding is still lacking. To address this gap, this study aimed to reveal when a land snail species inhabiting a volcanic archipelago within 40 km of the mainland diverged and how their shell colours evolved.

Location

Southern Izu Peninsula and five Izu Islands (Oshima, Toshima, Niijima, Shikine and Kozu), Japan.

Taxon

Euhadra peliomphala simodae.

Methods

Double‐digest restriction site‐associated DNA sequencing (ddRAD‐seq) was conducted using 117 individual snails. Molecular phylogenetic and population genomic analyses were performed, including approximation Bayesian computation (ABC). We then examined whether the island area, elevation, distance from the surrounding landmasses and historical event (bottleneck) explain the shell colour diversity on each island using a phylogenetic generalised linear mixed model (PGLMM).

Results

Snails could be genetically categorised according to the island they inhabited, and on Niijima, their genetic structure was further divided within the island. The divergence times among the extant populations of the snail dated back to 2.1 million years ago (Ma), which is older than that of other animals occurring in this region. Additionally, island elevation positively affected shell colour diversity, and populations with similar shell colour profiles were phylogenetically different.

Main conclusions

Island land snails diversified early in the ecosystem of the Izu Islands. This suggests that proximity to the mainland, immobility and the physiological tolerance of passive dispersal in land snails were the main causes of early diversification. Moreover, our study proposes that environments covarying with elevation would determine shell colour diversity on each island through natural selection.
The Circ_35953 induced by the NF‐κB mediated the septic AKI via targeting miR‐7219‐5p/HOOK3 and IGFBP7 axis
Authors: Feng Yuqing , Liu Bohao , Chen Jinwen , Li Huiling , Zhang Dongshan
Published: March 2023

A few studies suggested that CircRNAs were involved in the development of septic AKI. However，the role and regulation mechanism of CircRNA_35953 in septic AKI remains unclear. Here, we found that Circ_35953 was induced by LPS via activation of NF‐κB signal in BUMPT cells. Functionally, Circ_35953 mediated the LPS induced the apoptosis in BUMPT cells. Moreover, we demonstrated that Circ_35953 sponged miR‐7219‐5p to upregulate the expression of HOOK3 and IGFBP7. Finally, we verified that knock down of Circ_35953 alleviated the progression of CLP‐induced AKI via targeting the miR‐7219‐5p/HOOK3 and IGFBP7 signal. Collectively, the data suggested that Circ_35953 /miR‐7219‐5p/HOOK3 and IGFBP7 axis mediated the septic AKI, which also revealed a potential mechanism of septic AKI.
Tolerability and effectiveness of a dermocosmetic product containing Silybum marianum fruit extract in adolescents and young adults with acne‐prone skin: An international, phase IV, longitudinal study
Authors: Bageorgou Foteini , Li Li , Beausillon Christopher , Stennevin Aline , Ortiz‐Brugués Ariadna , Saurat Jean Hilaire
Published: March 2023

Background

Dermocosmetic products are often used to maintain or enhance the tolerance and effectiveness of medical anti‐acne therapies. Recent discoveries about the pathophysiology of acne‐prone skin indicate that skincare products may help maintain homeostasis around the sebaceous gland progenitor cells, thereby preventing microcomedone formation.

Aims

To evaluate the tolerance and effectiveness of a dermocosmetic product containing Silybum marianum fruit extract (SMFE) in adolescents and young adults with acne‐prone skin.

Patients/Methods

This real‐life, international, observational, multicenter study was conducted in patients aged 12–25 years with mild‐to‐moderate acne. Patients (N = 4230) used the product twice daily for 8–12 weeks, either alone before (“initial group”) or after an anti‐acne therapy (“maintenance group”), or in association with their usual prescribed anti‐acne therapies (“association group”). The tolerance, effectiveness, and cosmetic properties of the product were assessed. Patient quality of life (QoL) was also evaluated.

Results

Dermatologists rated the tolerance of the product as “good” or “very good” in about 95% of the patients and the effectiveness of the product as “effective” or “highly effective” in about 80% of the patients, with a significant reduction in the mean global evaluation of acne (GEA) grade (−36% ± 39%, p < 0.0001) at study end. The QoL of most patients (80%) improved by the end of the study, and the majority (79% to 94%) appreciated the cosmetic properties of the product. Overall, the product was a clinical success in >84% of patients.

Conclusions

This dermocosmetic product can be used by adolescents and young adults with acne‐prone skin to limit the initial or chronic use of medical anti‐acne therapies.
Implementation frameworks, strategies and outcomes used in peripheral intravenous catheter studies: A systematic review
Authors: Xu Hui (Grace) , Keogh Samantha , Ullman Amanda J. , Marsh Nicole , Tobiano Georgia , Rickard Claire M. , Clark Justin , Griffin Bronwyn
Published: March 2023

Aims

The aim of this study was to critically evaluate implementation frameworks, strategies and/or outcomes used to optimise peripheral intravenous catheter (PIVC) care and/or promote guideline adherence.

Background

Although a considerable volume of research has investigated the effectiveness of PIVC interventions and treatments to promote performance and prevent harm, how to best implement this evidence into dynamic clinical settings and populations is not well understood. Implementation science is central to translating evidence‐based knowledge to the bedside; however, there is a gap in identifying the best implementation framework, strategies and/or outcomes to optimise PIVC care and/or guideline adherence.

Design

A systematic review.

Method

The review was conducted using innovative automation tools. Five databases and clinical trial registries were searched on 14 October 2021. Qualitative and quantitative PIVC intervention studies reporting implementation strategies were included in the review. Data were extracted independently by experienced researchers in pairs. The Mixed Method Appraisal tool was used to assess the quality of individual studies. Narrative synthesis was used to present the findings. The systematic review was reported following the PRISMA checklist.

Results

Of 2189 references identified, 27 studies were included in the review. Implementation frameworks were used in 30% (n = 8) of studies, with most used during the preparation (n = 7, 26%) and delivery phase (n = 7, 26%) and then evaluation phase (n = 4, 15%). Multifaceted strategies were commonly adopted (n = 24, 89%) to promote PIVC care or study interventions which were clinician (n = 25, 93%) and patient‐targeted (n = 15, 56%). The most commonly reported implementation outcomes were fidelity (n = 13, 48%) and adoption (n = 6, 22%). Most studies were scored as low quality (n = 18, 67%).

Conclusion

We call for researchers and clinicians to work together and use implementation science frameworks to guide study design, implementation and evaluation in future PIVC studies, to improve evidence translation and thereby improve patient outcomes.
Cranial nerve abnormalities in spontaneous intracranial hypotension and their clinical relevance
Authors: Zohbi Najdat , Castilho Alexander , Kim Sera , Saindane Amit M. , Allen Jason W. , Hoch Michael J. , Weinberg Brent D.
Published: March 2023

Background and Purpose

Spontaneous intracranial hypotension (SIH) is a known cause of headaches and neurologic symptoms, but the frequency of cranial nerve symptoms and abnormalities on magnetic resonance imaging (MRI) has not been well described. The purpose of this study was to document cranial nerve findings in patients with SIH and determine the relationship between imaging findings and clinical symptoms.

Methods

Patients diagnosed with SIH with pre‐treatment brain MRI at a single institution from September 2014 to July 2017 were retrospectively reviewed to determine the frequency of clinically significant visual changes/diplopia (cranial nerves 3 and 6) and hearing changes/vertigo (cranial nerve 8). A blinded review of brain MRIs before and after treatment was conducted to assess for abnormal contrast enhancement of cranial nerves 3, 6, and 8. Imaging results were correlated with clinical symptoms.

Results

Thirty SIH patients with pre‐treatment brain MRI were identified. Sixty‐six percent of patients had vision changes, diplopia, hearing changes, and/or vertigo. Cranial nerve 3 and/or 6 enhancement was present in nine patients on MRI, with 7/9 patients experiencing visual changes and/or diplopia (odds ratio [OR] 14.9, 95% confidence interval [CI] 2.2‐100.8, p = .006). Cranial nerve 8 enhancement was present in 20 patients on MRI, with 13/20 patients experiencing hearing changes and/or vertigo (OR 16.7, 95% CI 1.7‐160.6, p = .015).

Conclusions

SIH patients with cranial nerve findings on MRI were more likely to have associated neurologic symptoms than those without imaging findings. Cranial nerve abnormalities on brain MRI should be reported in suspected SIH patients as they may support the diagnosis and explain patient symptoms.
A novel cyanolytic bacterium, Pseudomonas fluorescens BG‐E as a potential biological control agent for freshwater bloom‐forming cyanobacteria Pseudanabaena spp.
Authors: Wijesooriya Madhuni Madhushika , Masakorala Kanaji , Widana Gamage Shirani Manel Kumari
Published: March 2023

The majority of bacterial antagonists identified to date are active against Microcystis. Therefore, this study aimed to isolate and characterize novel cyanolytic bacterial strains antagonistic against bloom‐forming filamentous cyanobacteria. The bacterial strain BG‐E isolated from the Bandagiriya Wewa in Sri Lanka was identified as Pseudomonas fluorescens (MZ007859) based on the 16S rRNA gene sequencing. BG‐E showed 82% and 73% cyanolytic activity (CA) against Pseudanabaena sp. LW2 (MW288948) and Pseudanabaena lonchoides LW1 (MW288940), respectively, after 10 days of inoculation. The light microscopic images affirmed the complete disintegration in the filamentous structures of the tested Pseudanabaena species. The bacterial cell density of 15% v/v showed the CA with 95% and 89% cell lysis, respectively, in P. lonchoides and Pseudanabaena sp. LW2. Moreover, the results showed that >50% CA could be achieved by 0.100 and 1.00 (OD730) cell densities for these same species. The highest CA of the cell‐free supernatant of BG‐E against P. lonchoides and bacterial culture against Pseudanabaena sp. LW2 illustrated the species‐specific mode of action of BG‐E. Although BG‐E efficiently lysed the tested cyanobacterial species, the results of the MC‐biodegradation assay confirmed its inability to degrade MC‐LR cyanotoxin. Further, the BG‐E strain lacks the mlrABCD gene cluster which is known to be responsible for the enzymatic degradation of MCs. The overall findings highlighted the applicability of P. fluorescens BG‐E as a biological controlling agent to terminate blooms of freshwater filamentous cyanobacteria genus Pseudanabaena. The incorporation of cyanotoxin‐degrading heterotrophic bacteria is recommended as a means of controlling toxic Pseudanabaena blooms.
Robin Hood to the Rescue: Sustainable Revenue‐Allocation Schemes for Data Cooperatives
Authors: Dawande Milind , Mehta Sameer , Mu Liying
Published: March 2023

The promise of consumer data along with advances in information technology has spurred innovation not only in the way firms conduct their business operations but also in the manner in which data are collected. A prominent institutional structure that has recently emerged is a data cooperative—an organization that collects data from its members, and processes and monetizes the pooled data. A characteristic of consumer data is the externality it generates: Data shared by an individual reveal information about other similar individuals; thus, the marginal value of pooled data increases in both the quantity and quality of the data. A key challenge faced by a data cooperative is the design of a revenue‐allocation scheme for sharing revenue with its members. An effective scheme generates a beneficial cycle: It incentivizes members to share high‐quality data, which in turn results in high‐quality pooled data—this increases the attractiveness of the data for buyers and hence the cooperative's revenue, ultimately resulting in improved compensation for the members. While the cooperative naturally wishes to maximize its total surplus, two other important desirable properties of an allocation scheme are individual rationality and coalitional stability. We first examine a natural proportional allocation scheme—which pays members based on their individual contribution—and show that it simultaneously achieves individual rationality, the first‐best outcome, and coalitional stability, when members' privacy costs are homogeneous. Under heterogeneity in privacy costs, we analyze a novel hybrid allocation scheme and show that it achieves both individual rationality and the first‐best outcome, but may not satisfy coalitional stability. Finally, our RobinHood allocation scheme—which uses a fraction of the revenue to ensure coalitional stability and allocates the remaining based on the hybrid scheme—achieves all the desirable properties.
To preserve, release, and litigate: Dimensions of executive branch transparency
Authors: Johnson Gbemende E. , George Tracey E.
Published: March 2023

Transparency is essential for public awareness of government activity and in holding officials accountable for their behavior and decisions. However, executives understandably have a desire to maintain autonomy over the flow of information outside of the executive branch, which can sometimes lead to a clash between government openness and executive control over information. This article investigates executive branch transparency along two specific dimensions: threats to the preservation of government information, and the judicial monitoring of executive branch transparency. Federal law directs executive branch actors to preserve government information. Statutes and regulations detail governing policies as well as guidelines that apply to every presidential administration. However, we consider each rule and recommendation through the lens of the Trump administration to gain greater clarity and precision. The Trump administration proves a useful focus for our empirical analysis because of its recency as well as multiple reports of its improper handling and preservation of records. We lay out and develop a typology of threats to record preservation. Preservation conflicts have emerged across multiple presidential administrations and have become increasingly common and visible. Judicial monitoring of executive branch transparency has become a crucial tool to address the withholding of records. We show that federal judges can play a vital role in defining the boundaries of government transparency through their decisions in Freedom of Information Act (FOIA) litigation. The U.S. Department of Justice oversees and often leads the government's defense against FOIA actions. We find that federal judges are most likely to require executive branch responsiveness and disclosure when the judges' underlying policy preferences are most distant from that of the administration. Our findings should inform reforms to protect government transparency.
Application of the Lean Principles of the Toyota Production System for the Improvement of the Emergency Service Attention Times of a High Complexity Hospital
Authors: Moreno-Carrillo Atilio , Muñoz Oscar Mauricio , Diaz-Porta Roxana Maria
Published: March 2023

Context: Toyota Production System is a way to discover opportunities for improvement, adaptation and change, through lean tools, in companies that are in conditions of constant change.
Aim: The objective of this study was to apply the lean principles of the Toyota Production System to improve attention times in the emergency department of the Hospital Universitario San Ignacio in Bogota (Colombia).
Methods: A mixed design was used in this study: First, a situational diagnosis of the processes of the emergency service of the Hospital was established, later the institutional behavior patterns (attention cycle times and waiting times) were statistically determined and lastly, improvement strategies were proposed to be implemented in the short and long term.
Results: Detailed knowledge of the service’s operation was achieved. This study enabled the recognition of 13 general processes in the care route that varied according to the triage type, and areas with a greater flow of patients: information, triage, admissions, consulting room, sampling, and billing. Extended wait times were found in consulting room (109 min), sampling (29 min), x-rays(77 min), medical reassessments (160 min) and billing (18 min). Likewise, 23 activities that did not add value to the process were identified. Multiple improvement strategies were proposed with a special focus on three specific areas: admissions, sampling, and billing.
Conclusions: The implementation of the lean principles in the health sector provide the guidelines for an adequate improvement plan of the emergency service, allowing for opportunities such as inclusions of just-in-time activities (continuous flow and kanban), standard work and levelling in the attention process.
Costos de atención domiciliaria de nivel hospitalario vs atención intrahospitalaria en infección de vías urinarias complicada
Authors: Lombo Moreno Carlos Ernesto , Muñoz Velandia Oscar Mauricio , Solano Allan Enrico
Published: March 2023

Objetivo: Evaluar la diferencia de costos de atención en pacientes con infección vías urinarias complicada entre un servicio de atención domiciliaria de nivel hospitalario y la hospitalización intramural.
Métodos: Estudio de cohortes retrospectivo, utilizando historias clínicas de los pacientes con infección de vías urinarias complicada atendidos en un hospital de cuarto nivel, desde enero de 2017 hasta mayo de 2020. Se utilizó un modelo de regresión lineal para evaluar los condicionantes del costo/día de atención.
Resultados: Se incluyeron 239 pacientes en el grupo de atención intrahospitalaria, y 68 en el grupo de atención domiciliaria. La cohorte intrahospitalaria era de mayor edad (mediana 71 vs 59 años; p=0.002). No hubo diferencias en la tasa de mortalidad a 30 días (2.1% vs 5.9%; p=0,114) o costos totales de atención (Pesos colombianos (COP) 8767141 vs 9558334; p=0,112). Se encontró mayor tiempo de atención (mediana 17 vs 12 días; p<0,001) y menor costo/día en pacientes hospitalizados en domicilio (COP 756100 vs 554685; p<0,001). Se identificaron como factores asociados al costo/día: hospitalización en domicilio (COP –209155; p=0,01), índice de Charlson≥6 (COP 26250; p=0,001), procedimientos quirúrgicos (COP 368157; p<0,001), requerimiento de Unidad Cuidado Intensivo (COP 373927; p<0,001), régimen subsidiado (COP 209156, p=0,013), aislamiento de estafilococo (COP 1252473; p<0,001) y gérmenes productores de carbapenemasas (COP 629319; p<0,001).
Conclusiones: Este estudio sugiere que el costo/día de atención de pacientes con infección de vías urinarias complicada es menor en la atención a nivel domiciliario. Sin embargo, los costos totales son similares. Adicionalmente la atención a nivel domiciliaria es segura.
La sociología de la moral de Erving Goffman
Authors: Gonnet Juan Pablo
Published: March 2023

El propósito de este artículo es el de reconstruir el modo en que se define el vínculo entre moral y orden social en la teoría sociológica de Erving Goffman. Consideramos que el principal aporte de esta perspectiva es que al mismo tiempo que da cuenta de los fundamentos morales en los que se sustenta el orden social, no recae en comprensiones normativistas acerca del mismo. Esta alternativa resulta plausible a partir del descubrimiento del problema del orden de la interacción que realiza el autor. Desde este lugar, se reconoce que en una situación de interacción no son los compromisos morales aquellos que garantizan el orden, sino la comunicación y expresión adecuada de los mismos. Si bien Goffman se ocupó principalmente de la aplicación de esta perspectiva al estudio de fenómenos interactivos o cara-a-cara, en este trabajo deseamos mostrar sus alcances y proyecciones en el ámbito de la teoría sociológica general.
Fixed-Time Synchronization of Fractional-Order Multilayer Complex Networks Via a New Fixed-Time Stability Theorem
Authors: Luo Runzi , Song Zijun , Liu Shuai , Fu Jiaojiao , Zhang Fang
Published: March 2023

Fixed-time synchronization of fractional-order multilayer complex networks is studied in this paper. At first, a novel fixed-time stability theorem for the fractional-order nonlinear system is presented. The stability theorem is a generalization of the integer order stability theorem and plays an important role on the synchronization schemes. Based on the proposed stability theorem, the fixed-time synchronization of fractional-order multilayer complex networks is investigated, and a fixed-time synchronization criterion is presented. Simulation results are given to demonstrate the effectiveness of our results.