Aktionsspektrum des photosynthetischen 14CO2-Einbaus von Phormidium uncinatum

Abstract

Zur Aufklärung des den photophobotaktischen Reaktionen von Phormidium uncinatum zugrundeliegenden photochemischen Wirkungsmechanismus wurde für diese Art das Aktionsspektrum der Photosynthese im Bereich von 402–749 nm ermittelt. Hierzu bedienten wir uns der Messung der Einbauraten von radioaktiv markiertem 14CO2 unter dem Einfluß quantengleicher Strahlung verschiedener Wellenlängen des angegebenen Bereiches. Eine für diesen Zweck entwickelte, mit Membranfiltern arbeitende Methode wird beschrieben. Wie sich zeigte, stimmen die Spektralbereiche maximaler photosynthetischer Leistung mit dem Absorptionsbereich der Phycoerythrine sowie dem langwelligen Absorptionsmaximum des Chlorophylls a überein, doch ist offensichtlich auch die durch das Myxoxanthophyll absorbierte Strahlung wirksam. Dagegen kommt der blauen Strahlung nur eine geringe Wirksamkeit zu. Besonderes Interesse verdient das bei etwa 719 nm liegende Nebenmaximum, das auf die Beteiligung eines weiteren, zur Zeit noch unbekannten Pigmentes schließen läßt. Aus dem weitgehend parallelen Verlauf der Aktionsspektren von Photophobotaxis und Photosynthese ist zu schließen, daß die photophobotaktischen Reaktionen von Phormidium uncinatum, ähnlich wie im Falle der Purpurbakterien, über die Photosynthese gesteuert werden. The filamentous blue-green alga Phormidium uncinatum was cultivated on membran-filters being placed on soft nutrient agar; within 48 hours the latter was evenly covered with trichomes one to two cell layers in thickness. The photosynthetic yield of the samples was measured by transfering these filters in small volumes of nutrient solution with NaH14CO3 added, and by exposing them for 15 minutes to different light qualities of equal quantum flux ranging from 402 to 749 nm; these were provided by means of a monochromator device equipped with interference filters. After incubation the cells were disrupted immediately in boiling ethanol; the free bicarbonate was removed, and the radioactivity incorporated was measured in the homogenate. The action spectrum of photosynthesis obtained shows a striking similarity with that of the photophobotactic reaction of the same organism; for both processes maximum activity occurred at about 560 nm due to the phycoerythrin absorption, and between 613 and 680 nm characterized by the absorption maxima of the phycocyanins and chlorophyll a. A smaller, but distinct maximum of photosynthetic activity was observed at 519 nm matched by the shoulder in the action spectrum of photophobotaxis; this region coincides with the absorption of myxoxanthophyll. Another activity peak for both processes was detected in the far red region at 719 nm. It should be mentioned that the characteristic shape of the photosynthetic action spectrum was obtained only with cultures one or two cell layers thick; with increasing thickness the activity maxima tended to shift and to be levelled.

DOI: 10.1007/BF00422525

Cite this paper

@article{Nultsch2004AktionsspektrumDP, title={Aktionsspektrum des photosynthetischen 14CO2-Einbaus von Phormidium uncinatum}, author={Wilhelm Nultsch and Gerda Richter}, journal={Archiv f{\"{u}r Mikrobiologie}, year={2004}, volume={47}, pages={207-213} }