Isolierte Pflanzenzellen für stoffwechselphysiologische

Isolierte Pflanzenzellen
für stoffwechselphysiologische Untersuchungen
UJrich Kuli, Stuttgart
Aus einer Vielzahl pflanzlicher Gewebe kann man
heute isolierte Zellen gewinnen. In der Regel geschieht dies durch enzymatische AUflösung der MittellamelIen. Die so isolierten Zellen werden dann in
Suspensionskulturen in geeigneten Nährmedien vermehrt. Daneben hat in den letzten Jahren die Herstellung und Kultur von-Protoplasten immer größere
Bedeutung gewonnen. Dazu wird die Zellwand durch
Enzyme (Pectinasen und Cellulasen) vollständig abgebaut. so daß nackte, wandlose Zellen vorliegen (t).
Der Vorteil der Verwendung isolierter Zellen liegt
einmal darin, daß Methoden der Mikrobiologie auf
physiologische Untersuchungen an höheren Pflanzen
angewendet werden können. Zweitens wird durm
salme Untersuchungen erkennbar, weldle Vorgänge
in höheren Pflanzen auf dem Niveau der einzelnen
Zelle ablaufen und welche die Integration eines Gcwebes oder eines Organs erfordern.
Zellorganellen und Membranen
Protoplasten ermöglichen die schonende Isolierung
von Zellorganellen. Da ihnen eine Wand fehlt, sind
die von tierischen Zellkulturen bekannten Methoden
bei den pflanzlichen Protoplasten im Prinzip ebenfalls anwendbar. So wird es möglidJ. einzelne intakte
Organellen und Ihre begrenzenden Membranen auf
die Lokalisierung von Metaboliten, von Enzymen,
von Rezeptoren (zum Beispiel von Phytohormonen)
zu untersuchen und Stofrwechselvorgänge in bestimmten OrganelIen genauer zu charakterisieren. Ferner
können Transportvorgänge und möglicherweise auch
andere zeitliche Veränderungen an den Membranen
von Organellen untersucht werden. Eine schonende
Gewinnung intakter fragiler Organellen. beispielsweise von Zellkernen (2] und Vakuolen (3J über
Protoplasten ist mehrfach beschrieben worden. Auch
das eylosol kann gewonnen werden. Dadurch wurde
zum Beispiel nachgewiesen, daß der Aktivitätsanstieg
der Flavanon-Synthese im eylosot der Anthocyanvermehrung im Gewebe parallel Iä.uft (4). Dieser Befund ist von Interesse im Zusammenhang mit der Diskussion der Frage. welche Funktionen die FlavonoidsynUtesevorgänge in den Plastiden und im eytosol
haben. Uber die Lokalisierung der Fettsäuresynthese
bei höheren Pflanzen gibt es einander teilweise widersprechende Angaben. An Zellkulturen von Soja
wurde nun gezeigt, daß Proplastiden das Multienzymsyslem enthalten (5) und daß die Fettsäuresynthese in aufgebrochenen ProplastIden durch Zugabe von Acryl-Carrier-Protein stimuliert wird (45] .
Mittlerweile wurde an intakten grünen Geweben
von Spinat bestätigt, daß die Fettsäuresynlhetase
ausschließlich in Plastiden lokalisiert ist (461 . Die
Untersuchungen zur Kompartimentierung bestimmNilturwiuensehafiliehe Rundsehau
i 33. Jahrg. I Heft 5 I 1980
ter Stoffgruppen in der Zelle wurden ferner mit
Protoplasten aus Hafer-PrimärbläUern unterschiedlichen Alters fortgeführt {471. Dabei zeigte 5ich, daß
F1avonoide in den Mesophyllzellen vorkommen und
daß das F1avonoidmuster der Epidermiszellen sich
von dem der Mesophyll-Protoplasten unterscheidet.
Die zeitliche Veränderung der Membranzusam .
mensetzung von Pflanzenzellen wurde bisher kaum
untersudlt. An Zellkulturen hat man neuerdings Umsalzraten der Membranphospholipide gemessen und
in Pulsmarkierungsversuchen Halbwertszeiten von
einigen Tagen festgestellt ((6). dort weitere Lit.).
Für Membranproteine liegen noch keine Befunde vor.
Bei Protoplasten ist das Plasmalemma direkt zugänglich. Daher sind sie für die Untersuchung von Transportvorgängen sehr geeignet. Hierbei kann ebenfalls
die bei der Untersudtung tierisdter Zellen verwendete Methodik übernommen werden. Das Medium
kann zur Veränderung der Milieubedingungen relativ
rasdt gewechselt, ein Transporthemmstoff unmittelbar an die Membran herangebracht werden. Die Aufnahme von Aminosäuren und Zu<kern wurde bisher
vor allem an Einzellern (Algen, Pilzen) untersucht.
Mit Protoplasten beziehungsweise Kulturen isoliertcr Zellen läßt sich überprüfen, inwieweit die Ergebnisse audt für höhere Pflanzen gültig sind. Ein methodisdtes Problem besteht allerdings darin, daß man
bei Algenzellkulturen durch Synrnronisation Zellen
gleichen Alters und physiologiscilen Zustandes erhält, während in Zellkulturen höherer Pflanzen eine
Synchronisation bis heute nicht auf Dauer gelingt
Eine Reihe von Transport-Untersuchungen an Zellkulturen liegen jedoch vor (7) . Durch Fluoreszenzmessungen nach Zufuhr eines Fluoreszenz-Markers für
Phasenübergänge werden auch Untersuchungen an
Membranen während des Transports möglich. Bei tierischen Zellen hat man Fettsäuren appliZiert. die dann
in die Membran einget.aut wurden und so deren
Fluiditat beeinflußten. So zeigte sidl. daß die Aktivität des Fettsäuredesaturase-Systems unmittelbar von
der Membranfluidität, aber nicht von der Temperatur
abhängig ist (8). Entsprechende Untersuchungen dürften mit Protoplasten möglich sein; hierbei können
unterschiedlich gegen Kälte, Hitze oder Salzstreß
empfindlic:h.eGewebe geprüft werden, was zur Kenntnis der physiologischen Grundlagen ökologischer Anpassungen beitragen wird. Erste Ergebnisse solcher
Untersuc:h.ungen liegen vor. Die Mikroviskosität von
Or. U. Kuli (geb. 26. Juli 1938) Ist apl. Professor und Leite r der
Abt l!llung Pflanz l!nphysiologie am Biologischen Inst itut der Univers ltlt StuttgBrt. Arbeitsgebiete : StofIwedlsetphyslologisch<'
Wirkungen von Hormonen , Okophysiologle: Allgemeine Biolog ie .
Prol. Dr. U. Kuli, BIologIsdIes ln slllul.
Ulmer Sir. 227, 1000 Slulfgarf 60.
Unlverslliif SfuUgarf,
169
Kuli, Isolierte Pflanzenzellen fOr stoffwemselphysiologische Untersuchungen
Membranen der Protoplasten kdlleresistender und
kdllecmpflndhcher W'lZensorten erw ies sich als
verschieden [481 .
von Bedeutung ist. Moglidlerweise spielt der osmotische Zusland der Zelle hierbei eine Rolle.
Die stoffwec:hselphysiologlschen Wirkungen von
Ionen lassen sich in Zellkulturen untersuchen, die
unter langen.eillgem Mangel an emzelnen Ionen gehallen werden. Ein fortgesetzter Kupfermangel In
Ahorn-Zellkulturen luhrt zur Abnahme des Cyto·
chromoxldase-Cehaltes l die Atmungsrate wird aber
nicht verandert . Dies bestdtlgt die aulgrund anderer
Versuche getrOffene Feststellung , daß dleCytochromoXldftse normalerweise m großem Ubersd!.uß in den
Mitochondrien vorliegt (15) .
Intakte Zellen
•
Abb. 1. P,olop/ul." .u. dem
hybrid ...
81.ttmetophyll von Pell"'' ''
Protoplasten Sind gut geeignet zur Prüfung rascher
Hormonwirkungen, da das Hormon unmittelbar das
Plasmalemma erreicht 191. So beobachtet man zum
Beispiel nach Auxinzufuhr in günstigen Fallen das
Einsetzen der Protonenabgabe ohne lag-Phase [101 .
Dies bestätigt das Modell von Hager 111] über die
Wirkung von Auxin auf die Zellwanddehnung . Das
Fehlen hormonartiger Wirkungen des cyclischen
Adenosinmonophosphats bei höheren pnanzen wurde
veTSd!.iedentlich darauf zurüdtgeführt. daß cAMP
dhnlidl wie bei herisd!.en Zellen nicht oder nur
schledJ.t durch die Zellmembran transportiert wird.
Durch Infiltration von cAMP Ins Blaugewebe und ansdlließende Protoplastenisolierung wurde gezeigt,
daß es rasd!. in die Zellen elndnngt und dort abgebaut wird ]121 . Werden Protoplasten mit Cytokininen
inkubiert, so wird die Markierung der Lipide und
Fettsäuren nach I'C-Acetat-Zufuhr rasch gesteigert.
Nadl nur einer Stunde Cytokinin-Einwirkung ist die
Fetlsliuresynthese bereits deutlid!. stimuliert, wie
eine Aktivitätszunahme biS zu J()()I. beweist 113]. Da
man als .rasche Hormonwirkungen" sold!.e anzusehen pflegt, die innerhalb einer Stunde nach Hormonzufuhr zu beobachten sind, fallen diese Effekte
der Cytokinine noch darunter.
An Protoplasten wurden auch Pinocytose-Vorgänge
beobachtet. Deren quantitative Bedeutung für die
Stoffaufnahme bei höheren Pflanzen ist bis heute
unklar 1141. Hier ist zu hoffen, daß isolierte Zellen
und Protoplasten zur Klärung der Frage beitragen
konnen, unter welchen Bedingungen die Pinocytose
110
An isolierte Zellen konnen leicht Stoffe von außen
unmittelbar herangebracht werden ; andererseits Sind
Zellen ein Integnertes, lebendes System mit mtakten
stofflid!.en Korrelattonen Ein e legantes Experiment.
das dies Illustnert und Hmwelse auf versdlledene
Vorgdnge gleidlzeltig liefert , wurde mit SpInal Protoplasten ausgeruhrt (16] . Den Protoplasten wurde
der Photosynthese-Hemmsloff DCMU zugehihrt, so
daß nur noch die cychsche Photophosphorylierung
stattfand . Anschließend wurde Oxalacetat gefuttert.
Dies fuhrte zu einet partiellen Wiederherstellung der
COr-Flxlerung ; die Photolyntheserate betrug etwa
derjenigen der Kontrollen. Führt man denselben
Versuch mit Isolierten Chloroplasten durd!., so kann
durd! Oxalacetat die Photosynthese mcht in Gang gesetzt werden ; hingegen wird durd!. Malatzufuhr
der normalen CO"Flxierungsrate erreicht . Der Versud!. zeigt Korrelationen zwisd!.en Plastiden undCyto·
plasma auf. Er bestätigt die Ansid!.len uber die OxalacetatlMalat-Translokation in der Chloroplastenhülle
und beweist. daß die cyclische Phosphorylierung mit
der LIchtreaktion I etwa I • der ATP-Menge der ungestörten Photophosphorylierung liefern kann.
Das als spezifischer Hemmstoff der Glykolatoxldase angesehene a-Hydroxy-2-pyridin-methansulfonat
(HPMSI hemmt in Spinatprotoplasten nicht nur die
lichtatmung, sondern die Photosynthese generell
117]. Entweder wukt also HPMS nicht 50 spezifisdl
wie angenommen, oder eIße Hemmung der Lichtatmung wirkt sich aufgrund noch nicht bekannter BeZiehungen negativ auf die Photosyntheserate aus.
Bei den sogenannten CI-Pflanzen sind die Vorgclnge
der photosynthetischen CO,-Fixierung aul zwei Zelltypen unterschiedlicher Funktion verteilt (normalf'
Mesophyllzellen und Leitbündelscheidenzellen). Hier
ist es nun möglich geworden, diese beiden ZelHypcn
gelrennt zu gewinnen (181 . Dadurch kann deren EnzymftusstaUung untersucht werden. Dies fuhrt weiter
zu den Fragen: Weld!.e Regulationsmechanismen
rufen die Differenzierung im Blattmesophyll hervor?
I.
I.
Nalurwi".nldlaflhdl. Rundtdlau ] 33. JahrQ. [ Helt 5 [ 1980
Kuli, Isolierte PfianzenzeUen für stoffwechselphysiologische Untersuchungen
Wie sicht das Enzymmuster und die daraus resultie·
rende Physiologie aus. wenn man aus den beiden
Zelltypen Kalli heranziehtl Aus Untersuchungen der
Lipidsynthese ist bekannt. daß zwischen den isolier·
ten Chloroplasten der beiden Zelltypen quantitative
Unterschiede im Einbau von uC·Acetat bestehen 119).
Da die Bildung polarer Lipide wahrscheinlich in Zu·
sammenarbeit von ER und Chloroplastenhülle erfolgt.
könnten auch hier intakte Protoplasten ein wichtiges
Versuchssystem werden.
Die Isolierung photosynthetisch aktiver Blatt·
mesophyll:t.Cllen von Crassulacecn ist mittlerweile
ebenfalls gelungen 1201. so daß auch der CAM·Stoff·
wedlsel an isolierten Zellen untersucht werden kann .
Allerdings bleibt in Zellkulturen autotropher Zel·
len die Photosynthese nur für eine besduänkte Zeit
(bisher maximal 80 Stunden) voll erhalten; dann setzt
ein Chloroplastenabbau infolge Dedifferenzierung
ein. Schon vorher wird oftmals der metabolische Zu·
stand der Zelle verändert. so daß andere Pbotosyn·
lheseprodukte entstehen (vgl. 121]) . Bei Protoplasten
beginnt die Plastidendegeneration noch rascher 122).
Auch wenn zu applizierende StoHe bei Protoplasten
unmittelbar ans Plasmalemma herangebracht werden,
bleibt ein methodisches Problem, welches den Trans·
port durch die Zellmembran betrifft. Dieser Transport
beeinflußt natürlich die interzelluläre Konzentration,
und bei geringer Transportrate wird möglicherweise
ein erforderlicher Schwellenwert der Konzentration
des zugeführten Stoffes nicht überschritten. so daß
keine Effekte beobachtet werden. (In der Pharmazie
spricht man von der minimalen effektiven Dosis. die
überschritten werden muß.) Die Transportgeschwin·
digkeit ihrerseits kann durch die Zusammensetzung
des Protoplasten· Mediums verändert sein.
Biosynthesewege
Zellkulluren werden heute in beträchtlichem Umfang
zur Aufklärung von Biosynthesewegen herangezo·
gen . Dabei können Mutanten besonders wertvoll sein.
die man durch das Screening von Protoplasten und
anschließende Herstellung von Zellkulturen erhält.
Zellkulturen erlauben eine zureidlende Standardisie·
rung der Kulturbedingungen . Fehlerquellen sind
mangelnde Synchronisation und oftmals eine genetl·
sche Labilität. Auch an Protoplasten·Kulturen s ind
schon genetische Veränderungen nachgewiesen wor·
den.
Unter Anwendung der von der Mikrobiologie her
bekannten Verfahren zur Aufklärung von Reaktions·
sequenzen durch Tracer·Methoden und durch Isolie·
rung von Enzymen sind mit Hilfe von Zellkulturen
schon zahlreiche Biosynthesewege, vor allem sekun·
därer Pflanzenstolle (Aromaten . Glykoside, Ter·
N.turwi u enscnaltlicne Rundschau ' 33. Jahrll.
I Heft 5 I 1980
penoide, Alkaloide) untersucht worden 1231. Unter.
suchungen zur Regulation de: Synthesen sind ebenfalls möglich, da potentielle regulatoriscne MetaboJi.
ten leicht zugefiihrt werden können. Der Abbau se.
kundärer Pflanzenstoffe in den höheren Pflanzen ist
ein bisher nur wenig bearbeitetes Gebiet. Auch dazu
sind mit isolierten Zellen einige Untersuchungen
durchgeführt worden 123,24) . Ebenso wurde die BiI·
dung von Phytonciden studiert (25].
Die Biosynthesewege vieler Aminosäuren sind bei
Mikroorganismen geklärt worden: die so gewonne·
nen Befunde wurden dann auf höhere Pflanzen über·
tragen. obwohl die von diesen vorliegenden Daten
oft sehr unvollständig sind. Daher könnten Unter·
suchungen an Zellkulturen hier in Einzelheitendurm·
aus Abweichungen erbringen. Ähnlidtes gilt für
einige andere Metaboliten des PrimärstoHwechsels.
Die Biosynthese der ungesättigten C\8"Säuren im
Zusammenhang mit der Synthese der versdtiedenen
Gruppen polarer Lipide konnte an Zellkulturen, vor
allem von Soja, einer Klärung nähergebracht wer·
den 149. 501. An Zellkulturen von Karotten wurde
gezeigt. daß die Bausteine Cholin. Serin und Ethan·
olamin in Phospholipide eingebaut werden [5t1 .
Zellwand, Membranpotential
Protoplasten sind auch ein geeignetes Objekt zur
Untersuchung der Bildung der Zellwand. ihres Che·
mismus. ihrer Lokalisierung und der zeitlichen Regu·
lation 126). Die Zellwandregeneration erfolgt bei den
Protoplasten der einzelnen Pflanzenarten und in Ab·
hängigkeit von der Stärke der Plasmolyse bei der
Isolierung der Protoplasten untersdliedlidt rasm (27) .
Bei Vitia ist bereits eine Stunde nach. Protoplasten·
Isolierung auf der Oberflädle ein Netzwerk von
Mikrofibrillen elektronenmikroskopisch erkennbar
(28] . Bei eigenen Untersuchungen war bei Protopla·
sten von Feldsalat durch Färbung mit Calcofluo·
White nach 3 Stunden eine neue Wand nachzuweisen;
bei Petunien dauerte die Bildung etwa 12 Stunden
(29). Diese Zellwandregeneration erfolgte auch bei
Einbettung der Protoplasten in Agar. Sollen (etwa
im Rahmen genetischer Arbeiten) Protoplasten mit·
einander fusioniert werden. so ist eine solche Wand·
bildung natürlich sehr nachteilig. Die Wandbildung
ist offenbar Voraussetzung für die Teilung von Pro·
toplasten 1301 und diese wiederum für das Entstehen
eines Kallus, aus dem bei einer größeren Zahl von
Arten vollständige Pflanzen herangezogen werden
können. Kernteilungen werden allerdings auch beob·
achtel, wenn hUr eine Pseudowandbildung stattfin·
det (im Salzmedium nach Meyer); bei Tabakprotopla·
sten kommt es anschließend zu hefeartigen Knospun·
gen; hingegen erfolgt keine Phragmoplasten· oder
171
Kuli, Isolierte Pflanzenzellen für stoffwedlselpnysiologisdle Untersudlungen
Zell platten-Bildung. Auch Zellen höherer Pflanzen
'imd also zur Knospung fahlg 1421. Unterdrückt mlln
die WandbIldung mit 2,6--Dichlorbenzonitnl, so erfolgt nach der Kernteilung keine Cytoltinese in den
Tabakprotoplasten, und es entstehen vielkemlge
Zellen 1431
Kartoffelblatt-Protoplasten werden durch Glucane,
die aus Zellwanden des Kartoffelkrebses Phytophthora infestans, eines Pilzes, gewonnen waren, agglutiniert und gehen danach rasch zugrunde 144). Die Pilzglucane sind sogenannte Elidloren, d. h. sie gehören
zu einer Gruppe von Stoffen, die in den Zellen höherer Pfhlßzen die Bildung von Fungistati ka und somit
Krankheitsresistenz auslosen. Offenbar gibt es an der
Plasmalemma-Oberfl6che spezifisdle Elleitor-Rezeptoren. Für Untersuchungen von Wlrt-Parasit-Be:tiehungen auf dem Niveau der Zelle und Ihres StoHwechsels sind Protoplasten also ebenfalls geeignete
Objekte.
Plasmolysierte Zellen und fnsch hergestellte Protoplasten haben gegenuber dem Medium ein positives
Potential. Ist die Zellwand regenenert, so hndet man
spätestens nach einigen Tagen wieder ein negatives
Potential der Zellen (29, 311. In den eigenen Versuchen hatten die Feldsalat-Protoplasten nach 2 bis 3
Tagen das normale negative Potential von Zellen
wieder erreicht. Diese Wiederherstellung des nega tiven Potentia Is erfolgte auch bei Protopla.sten von
Tabak und Feldsalat im Meyer-MedlUm. Geteilte
Protoplasten haben stets ein negall ves Potential . Beim
Feldsalat erfolgt der Obergang zum negativen Potential und ebenso die Wandbildung rascher in Gegenwart von Cytokininen (291 . Es ist bekannt, daß Cytokinlne generell die Alterung von Protoplasten hem-
Abb. 2. Prolopl •• 1 .u. dem BI.tlm ..ophyli von Peluni.
hybrid .. 0., P'olopl ..1 i,l bereit. getdlldigl und enll181 eben
.eine V.kuole.
172
men. Die vielfach beschriebene Seneszenzhemmung
durch Cytokinine ist somit nicht nur ein GewebeEffekt aufgrund der RetentionswlTkung, sondern auch
eine WlTkung auf die einzelne Zelle. Dabei wird, soweit bekannt, die Chloroplastenstruktur und -funktion stabilisiert. Jedoch kann dies nicht der einz.ige
Angrillsort sein_ Die Stimulation der Fettsauresynthese durch Cytoklnlne erfolgt nach unseren bisherigen Untersuchungen 132) wahrscheinlich bevorzugt
außerhalb der Chloroplasten.
Die Zellwand-Regeneration der Protoplasten erlaubt auch genauere Einblicke in das Problem der
Lokalisierung und Funktion der Peroxidase-Isaenzyme 1331. Offensidlllich haben Peroxidasen keine
Bedeutung bei der Bildung der Pnmarwande.
Osmoreguletion, ökophysiologie
Bel der Cewlnnung der Protoplasten müssen die Zeilen plasmolyslert werden. Dies fuhrt uns zu einem
weiteren Problemkreis ' Wie erfolgl bei höheren
Pflanzen die Osmoregulation? Diese Frage steht In
engem Zusammenhang mit Fragen zur zellularen BaSIS von Reslstenzphanomenen, in erster Linie der
DürrereSlstenz. Obe r die Biochemie der OsmoregulaHon liegen :twar zahlreiche Untersuchungen an Algen vor, hingegen kaum von höheren Pflanzen 134)
Wir wissen mcht, welche Vorgänge auf dem Zellniveau ablaufen, welche die Integra tion von Geweben
erfordern und auch nicht, welches die Rez.eptoren
fur den osmotischen Zustand der Zelle sind. Uber die
Art und Lokalisierung osmoregulatoTischer Stoffe
gibt es einige neue Untersuchungen, zu denen auch
schon Protoplasten herangezogen wurden . Neben dt'n
Ionen und Zuckern der Vakuole spielen eine beson ders wichtige Rolle die Aminosäure Prol in und (zumindest bei einigen Halophyten) Betaine. Prolln wird
auch In Protoplasten unter osmotischem StreB gebildet 135(. Prolln und die Betaine Sind vorwiegend im
Cytoplasma lokalisiert 136). Cytoplasmatische Osmotika haben sehr wahrsdteinlidt auch Wirkungen auf
Zellstrukturen, die nichts unmittelbar mit der osmoregulatorischen Funktion zu tun haben. An ZeIlkultu ren wurde nadtgewiesen, daß osmotisdter StreB 'Zu
einer von der Osmolarität des Mediums und der Art
abbängigen Veränderung der Photosyntheserate und
des Markierungsmusters nach "C01 -Einbau fuhrt
137). An Tabakprotoplasten wurde Entsprechendes
für die Protein- und Nucleinsäuresynthese gezeigt
)38( . Systematische Untersuchungen mit Protoplasten
sind allerdings bisher nicht durchgeführt worden.
Nach Abscisinsäure-Applikation hatten wir bei
Petunien-Protoplasten eine Steigerung der Photosyntheserate beobachtet (391 . Die Abscisinsäure-Wirkung Ist also anders als im intakten BlaU, wo Stomatasdtluß erfolgt und sodle Photosynlhesegehemmt
N.lufWi ... I\I(:h.ltlidle Rundtdllu
33. J.hrg.
Heft 5 I 1980
Kuli, Isolierte Pflanzenzellen fUrstoffwechselphysiologisdle Untersuchungen
wird. Es ist denkbar, daß die Erholung der Protoplasten vom osmotischen Streß bei ihrer Gewinnung
unter dem Einfluß der Abscisinsäure rascher erfolgt
und so gegenüber den Kontrollen eine Steigerung der
Photosyntheserate eintritt.
Protoplasten verschiedener Arten sind sicher unterschiedlich stoffwechselaktiv. Eine gleiche prozentuale
Hyperosmoillrität des Mediums wirkt sich bei den
einzelnen Arten offenbar unterschiedlich aus (37) ;
auch passen sich die Protoplasten verschieden rasch
an. Neben der eigentlichen Osmoregulationsfähigkeit
der Art können hierfür Membraneigenschaften einschließlich derjenigen spezifischer Transportsysteme
wichtig sein. Beziehungen zu Resistenzerscheinungen
liegen auf der Hand; eine Anwendung von Protoplasten in der ökophysiologischen Forschung scheint
also sinnvoll. Zunächst müßten vergleichend die
Eigenschaften von Protoplasten unterschiedlich. kälte-,
dürre· und salzresistente r Linien beziehungsweise
Arlen untersuch.t werden. Neuerdings wird über erste
Arbeiten In dieser Richtung berichtet (401. Allerdings
können nicht alle Protoplasten im gleichen Medium
gleich. gut isoliert werden ; zur Gewinnung optimaler
Protoplasten s ind also ve rschiedene Medien notwendig, und damit e rgeben sich Probleme der Vergleichbarkeit der Versuchsbedingungen. Auch die vom Verhalten intakter Zellen im Gewebeverband abweichende Stoffaufnahme, festgestellt zum Beispiel für
Cy lokinine (41 J. se tzt beim derzeitigen Stand der
Method ik der Verwendbarkeit von Protoplasten für
vcrglehnende Untersuchungen Grenzen.
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