Progress in Botany / Fortschritte der Botanik: Morphology - Physiology - Genetics - Taxonomy - Geobotany / Morphologie - Physiologie - Genetik - Systematik - Geobotanik

Science & Math

Esser, Karl

Ziegler, Hubert

Schnepf, Eberhard

Kubitzki, Klaus

Runge, Michael

Biological Sciences

Springer

With one volume each year, this series keeps scientists and advanced students informed of the latest developments and results in all areas of the plant sciences.The present volume includes reviews on genetics, cell biology, physiology, comparative morphology, systematics, ecology, and vegetation science.

Progress in Botany: Structural Botany Physiology Genetics Taxonomy Geobotany / Fortschritte der Botanik Struktur Physiologie Genetik Systematik Geobotanik

Behnke, H.-Dietmar

Um trotz der laufend steigenden Druckkosten eine Preis­ senkung der FORTSCHRITTE zu ermöglichen, haben Her­ ausgeber und Verlag sich entschlossen, vom traditionellen Druckverfahren abzuweichen und die FORTSCHRITTE, be­ ginnend mit dem vorliegenden Band, photomechanisch her­ zustellen. Wir hoffen auf das Verständnis der Leser. Die Herausgeber Inhaltsverzeichnis A. Anatomie und Morphologie 1. Morphologie und Entwicklungsgeschichte der Zelle. Von Professor Dr. LOTHAR GElTLER und Professor Dr. ELISABETH TSCHERMAK- WOESS ......... . Prokaryota und Eukaryota Plastiden Pyrenoide . 2 Augenfleck 2 Geissein . . 3 Gametogenese, Befruchtung, Karyogamie 3 Endopolyploidie (E. P.), Endopolyploidiesteigerung, postendomi- tische Mi tosen ............................ 4 Strukturabwandlungen von pflanzlichen Riesenchromosomen (R. Chr.) und ihre funktionelle Bedeutung 5 Kerncyclus ..... .......... . 6 Mitose, Centromeren, Centriolen-artige Körper, Spindel und Qu- wand bildung bei Protisten ...................... 6 Spindel, Phragmoplast, "präprophasisches Band" bei höheren Pfl- zen ............................... 9 Chromosomenbau und -feinbau, differentielle Polynemie und V- wandtes, genetische Volumenunterschiede ...... 10 Heterochromatin und DNS, Formwechsel in der Mitose 11 Meiose, synaptonematischer Komplex 12 Nucleolus, SAT-Zone und Verwandtes 12 Verschiedenes 13 Literatur 14 IIa. Submikroskopische Cytologie und molekulare Organisation der procaryotischcn Zelle. Von Professor Dr. GERHART DREWS 17 1. Zellwand 17 2. Membranstrukturen 18 3. Geissein 21 4. Gasvacuolen 21 5. Fruchtkörper 21 6. Endosporen 22 7. Atypische Zellformen 22 Literatur 22 IIb. Zellfeinbau bei Algen. Von Dr. HEINZ FALK 25 1. Kern, Chromosomen, Karyokinese, Cytokinese, Karyogamie 25 2. Cytoplasma .......... . 26 a) Ribosomen ......... . 26 b) Endoplasmatisches Reticulum 27 VI Inhal tsverzeichnis c) Golgi-Apparat ....... .

Fortschritte der Botanik (Progress in Botany) (German Edition)

Ellenberg, Heinz

Merxmüller, Hermann

Sitte, Peter

A. Anatomie und Morphologie.- I. Submikroskopische und molekulare Struktur der Zelle.- 1. Allgemeine und methodische Übersicht.- a) Zusammenfassende Literatur.- b) Elektronenmikroskopie.- 2. Zellwand.- a) Cellulosehaltige Wandschichten.- ?) Molekulare Komponenten.- ?) Bildung der Cellulosefibrillen.- ?) Molekulare Architektur der Cellulosefibrillen.- ?) Plasmodesmen, Siebporen und Plasmabrücken.- ?) Transferzellen.- ?) Feinbau spezialisierter Zellwände.- b) Accrustierte Zellwände.- ?) Epidermis-Außenwände.- ?) Sporodermen.- 3. Proteinstruktur.- a) Allgemeines.- b) Phloem-(P)-Protein.- c) Phytoferritin.- 4. Mikrotubuli und Cytoplasma-Filamente, Geißeln.- a) Mikrotubuli.- ?) Molekulare Morphologie.- ?) Anordnung und Funktion.- ?) Teilungsspindel.- b) Flagellen.- c) Mikrofilamente.- 5. Ribosomen und Polysomen.- a) Genese, Ribosomenzyklus.- b) Molekulare Architektur.- c) Die molekulare Struktur der Transfer-RNA.- 6. Celluläre Membranen.- a) Methodisches.- b) Modellmembranen.- c) Lomasomen und ähnliches.- d) Molekulare Membranarchitektur.- 7. Endoplasmatisches Reticulum (ER) und Golgi-Apparat.- a) Das ER.- b) Kernhülle.- c) Golgi-Apparat und Dictyosomen.- d) Membranfluß.- 8. Vacuolen.- 9. Microbodies, Sphärosomen.- a) Microbodies als Glyoxysomen und Peroxisomen.- b) Sphärosomen und Oleosomen.- 10. Mitochondrien.- a) Morphologie.- b) Feinbau.- c) Teilung.- d) Molekulare und funktionelle Morphologie der inneren Mitochondrienmembran.- e) Die Struktur des genetischen Systems.- 11. Plastiden.- a) Etioplasten.- b) Chloroplastenstruktur.- c) Molekulare Architektur der Grana- und Stromathylakoide.- d) DNA in Plastiden (P-DNA).- e) Symbiontenhypothese.- f) Leukoplasten.- g) Chromoplasten.- 12. Strukturkomponenten des Zellkerns.- a) Chromatin.- b) Feinbau und Zusammensetzung des synaptonemalen Komplexes.- c) Centromeren.- d) Kristalline Einschlüsse.- e) Nucleolus.- Literatur.- II. Morphologie und Entwicklungsgeschichte der Zelle.- 1. Protisten.- 2. Luftsporen und Pollen.- 3. Differenzierung.- 4. Kern- und Zellteilung.- a) Somatische Polyploidie, Endomitose, Riesenchromosomen, Genamplifikation.- b) Kerncyclus, DNS- und Histonsynthese.- c) Heterochromatin.- d) Arbeitskern, Nucleolus.- e) Synaptonematischer Komplex, Meiose.- Literatur.- III. Submikroskopische Cytologie und molekulare Organisation der prokaryotischen Zelle.- 1. Zellwand.- 2. Membranstrukturen.- 3. Zelleinschlüsse.- 4. Axialfilamente.- Literatur.- IV. Morphologie einschließlich Anatomie.- Vorbemerkung.- 1. Zusammenfassende Werke.- 2. Sproßbildung und Sproßbau.- a) Scheitelmeristeme.- b) Embryo und Keimpflanze.- c) Wuchsformen und Verzweigungsverhältnisse.- d) Leitgewebe.- 3. Wurzel.- a) Wurzelmeristeme.- b) Wurzelbildung und Wurzelverzweigung.- c) Wurzelsysteme und Wurzelformen.- d) Weitere Arbeiten zur Wurzelanatomie.- Literatur.- B. Physiologie.- I. Zellphysiologie. Die Physiologie der Mitose.- 1. Der Chromosomencyclus.- a) Das Chromatin der Interphase.- b) Die Ausbildung der Chromosomen während der Mitose.- 2. Der Teilungsprozeß.- a) Der Eintritt der Prophase.- b) Metakinese und Ausbildung der Teilungsspindel.- c) Zusammensetzung und Eigenschaften der Teilungsspindel.- d) Die Chromosomenbewegung in der Anaphase.- e) Biochemische Aktivitäten während der Mitose.- 3. Mit der Mitose assoziierte Prozesse.- a) Die Cytokinese.- b) Cytoplasma und Nucleolus.- 4. Die Regulation der Mitose.- Literatur.- II. Wasserumsatz und Stoffbewegungen. Bericht über die Arbeiten zum Wasserumsatz in den Jahren 1969-1971.- 1. Wasserzustand der Zellen und Gewebe.- a) Klassische Saugspannungsgleichung.- b) Saugspannungsgleichung nach Walter und Kreeb.- c) Diffusionsdruck-Gleichung.- d) Wasserpotentialgleichung in Verbindung mit Druckangaben.- e) Wasserpotentialgleichung in Verbindung mit Energieangaben.- 2. Wasserpotentiale und Leitungswiderstände im System Boden-Pflanze.- 3. Wasserabgabe.- a) Spaltöffnungsverhalten.- b) Diffusionswiderstände im Blatt und Transpiration.- 4. Die hormonale Steuerung des Wasserhaushalts.- 5. Physiologische und ökologische Auswirkungen der Wasserverhältnisse.- 6. Wasserverhältnisse spezieller Pflanzengruppen.- Literatur.- III. Mineralstoffwechsel. Bericht über Arbeiten zur Funktion der Mineralstoffe (1969-1971).- a) Allgemeine Wirkungen.- ?) Photosynthese.- ?) Transpiration.- b) Einzelne Mineralstoffe.- ?) Ammonium.- ?) Kalium.- ?) Natrium.- ?) Sonstige Alkaliionen.- ?) Calcium.- ?) Eisen.- ?) Mangan.- ?) Zink.- ?) Kupfer.- ?) Phosphor.- ?) Molybdän.- ?) Bor.- ?) Silizium.- ?) Chlorid.- Literatur.- IV. Photosynthese.- 1. Ökophysiologie der Photosynthese.- 2. Biophysik der Photosynthese.- a) Photosystem I.- b) Photosystem II.- c) Zusammenwirken der beiden Photosysteme.- d) Ergrünungsvorgang.- 3. Biochemie der Photosynthese.- a) Photophosphorylierung.- b) Kohlenstoff-Einbau.- Ausblick.- Literatur.- V. Kohlenhydrat- und Säurestoffwechsel.- 1 Abbildung.- A. Säurestoffwechsel.- 1. Glykolatstoffwechsel.- a) Biosynthese der Glykolsäure.- ?) CO2.- ?) Zuckerdiphosphate.- ?) Zuckermonophosphate.- ?) Glyoxylat, Hydroxypyruvat, Phosphohydroxypyruvat.- b) Glykolatumsatz in Landpflanzen.- c) Der Glykolatweg in Algen.- 2. Diurnaler Säurestoffwechsel succulenter Pflanzen.- a) Regulation.- b) Der Weg des Kohlenstoffs.- 3. Der C-4-Dicarboxylsäure-Cyclus der Photosynthese.- B. Kohlenhydratstoffwechsel.- 1. Verzweigtkettige Zucker.- a) Apiose.- b) Hamamelose.- 2. Saccharose.- a) SP-S.- b) S-S.- 3. Chitin.- a) Vorkommen.- b) Biosynthese.- c) Chitinabbau.- Literatur.- VI. Stoffwechsel organischer N-Verbindungen.- 1. Ammoniumassimilation.- a) Glutamat-Dehydrogenase.- b) Andere Aminosäure-Dehydrogenasen.- c) Glutamat-Synthetase.- 2. Asparagin (Asn).- 3. Glutamin (Gln).- 4. Prolin, Hydroxyprolin, Azetidin-2-carbonsäure.- 5. Aromatische Aminosäuren.- a) Phenylalanin, Tyrosin.- b) Tryptophan.- 6. Arginin.- 7. Carbamylphosphat.- 8. Methioninsynthese.- 9. Aminosäuren der Aspartatfamilie.- Literatur.- VII. Sekundäre Pflanzenstoffe. Phenoloxydation und Alkaloidbiogenese.- 1. Morphinanalkaloide.- 2. Aporphinalkaloide.- 3. Cularin, Dibenzopyrrocoline, Pavine.- 4. Bisbenzylisochinoline.- 5. Phenäthylisochinoline und Colchicin.- 6. Berberinalkaloide, Phthalidisochinoline, Benzophenanthridine und Verwandte.- 7. Erythrinaalkaloide.- 8. Amaryllidaceenalkaloide.- Literatur.- VIII. Wachstum.- 1. Auxine.- a) Native und synthetische Auxine.- b) Biogenese.- c) Stoffwechsel.- d) Wirkungsweise.- 2. Gibberelline.- a) Nachweismethoden, Vorkommen.- b) Biosynthese.- c) Wirkungsweise.- 3. Cytokinine.- a) Vorkommen.- b) Wirkung.- 4. Abscisinsäure und Xanthoxin.- a) Vorkommen.- b) Wirkung.- 5. Äthylen.- 6. Lunularsäure.- Literatur.- IX. Entwicklungsphysiologie.- 1. Spezielle Entwicklungsschritte.- a) Samenkeimung.- ?) Brechen der Keimruhe.- ?) Veränderung von Zellstrukturen.- ?) Protein- und Enzymsynthese.- b) Organneubildung.- c) Tracheendifferenzierung.- d) Apikaldominanz.- e) Seneszenz.- f) Abscission.- 2. Einfluß äußerer und innerer Faktoren auf die Entwicklung.- a) Rotlicht.- b) Temperatur.- c) Bedeutung des Chromatins für die Entwicklung.- Literatur.- X. Strahlenwirkungen. Photoregulation.- 1. Phytochrom.- a) Chemie der Pigmentumwandlung.- b) Phytochrom-Formen.- c) Dunkelreversion.- d) Lokalisation.- e) Folgeprozesse.- 2. Blaulichtabsorbierende Pigmente.- a) Flavine und Flavoproteine.- b) Carotinoide.- c) Porphyrine.- d) Folgeprozesse.- 3. Photosynthese-Pigmente.- Literatur.- XI. Bewegungen.- 1. Mechanismus der Gleitbewegungen.- 2. Bau und Funktion der Geißeln.- 3. Regulierung und Orientierung der freien Ortsbewegung durch Licht.- a) Allgemeines.- b) Energetik.- c) Phototopotaxis von Volvox.- d) Phototaxis einzelliger Flagellaten.- 4. Regulierung und Orientierung der freien Ortsbewegung durch stoffliche Einflüsse.- 5. Schwerkraftwirkung und Musterbildung.- Literatur.- C. Genetik.- I. Replikation.- 1. Enzyme der DNS-Replikation.- 2. Initiation.- 3. Elongation.- 4. Regulation der DNS-Replikation bei Eukaryonten.- Literatur.- II. Rekombination (Prokaryonten).- 1. Genkartierung.- a) Escherichia coli.- b) Weitere Enterobakterien.- c) Pseudomonas.- d) Bacillus.- e) Andere Bakterien.- f) Bakteriophagen und tierische Viren.- 2. Rekombinationssysteme.- a) ,,Allgemeine" Rekombination.- ?) Übertragung von DNS.- ?) Integration von DNS, Rekombinations-Enzyme.- b) Das int-System des Phagen '.- c) Das Mul-System.- d) Das Modell des Phagen f1.- e) Deletionen.- 3. Die Bedeutung der Rekombination in natürlicher Umwelt.- Literatur.- III. Mutation.- 1. Allgemeines.- 2. Stand der Kenntnis.- a) Problematik der Mutationsforschung.- b) Perfektionierungsmöglichkeiten chemischer DNS-Änderungen.- 3. Mutationsauslösung ohne Beeinflussung durch Reparaturprozesse.- a) Radikalbildner.- ?) Ionisierende Strahlen.- ?) UV-Strahlen.- ?) Chemisch erzeugte Radikale.- b) Alkylierende Agentien.- c) Aromatische Kohlenwasserstoffe.- d) Basenanaloga.- e) Photodynamisch wirksame Substanzen.- f) Basische Farbstoffe.- 4. Mutationen mit Beeinflussung durch Reparaturprozesse.- a) UV-Strahlen und Reparaturprozesse.- b) Alkylierende Agentien und Reparaturprozesse.- Literatur.- IV. Funktion des genetischen Materials: Die Transkription und ihre Regulation bei Bakterien und Bakteriophagen.- 1. Mechanismus der Transkription.- a) Bindung des Enzyms.- b) Initiation.- c) Elongation.- d) Termination.- e) Struktur der RNS-Polymerase.- 2. Regulation der Transkription bei Bakterien.- a) Irreversible Regulation -- Sporulation bei Bacillus subtilis.- b) Reversible Regulation -- Lactose-Operon.- 3. Regulation der Transkription bei Bakteriophagen.- a) T7-Phagenentwicklung.- b) T4 Phagenentwicklung.- 4. Allgemeine Eigenschaften der Regulation auf dem Niveau der Transkription.- Literatur.- Regulation der Enzymsynthese bei Bakterien und Pilzen.- 1. Genexpression unter dereprimierten Bedingungen.- 2. Passive oder indirekte Kontrolle.- 3. Transkriptionelle und translationelle Kontrolle.- 4. Koordinierte Kontrolle und Modulation.- 5. Verflochtene Regulation.- 6. Mögliche

Der Senior unserer Herausgebergemeinschaft HEINZ ELLENBERG hat sich leider aus der Redaktion zuruckgezogen. Nach dem Tode von ERNST GXUMANN hatte er 1963 (ab Band 26) zusammen mit ERWIN BUNNING die Herausgeberschaft der "Fortschritte der Botanik" ubernommen. Seiner Aufgeschlossenheit und auch seiner Initiative ist die dann spater erfolgte Erweiterung des Herausgebergremiums und die damit verbundene inhaltliche Umgestaltung zu verdanken. In seiner nunmehr fast zwanzigjahrigen Betreuung des Abschnittes "Geobotanik" hat er dazu beigetragen, daB dieses Teilgebiet zu einer wesentlichen Saule unserer Reihe geworden ist. Herausgeber und Verlag mochten ihm fur seine Redaktionsarbeit danken und hoffen, daB Herr ELLENBERG ihnen auch weiterhin in alter Freund schaft verbunden bleibt. An seiner Stelle . hat von diesem Band ab Herr MICHAEL RUNGE die Schriftleitung des Kapitels Geobotanik ubernommen. Die Herausgeber Contents A. MORPHOLOGY I. Cytology a) General and Molecular Cytology. By ANTHONY W. ROBARDS 1. Root Hairs 1 a) Development and Structure of Root Hairs 1 b) Microbial and Other Associations with Root Hairs 3 2. Cytoplasmic Streaming 6 a) General Experimental Effects on Cytoplasmic Streaming 7 b) Effects of Cytochalasin B on Cytoplasmic Streaming 8 c) Effects of Light and of Growth Regulators on Cytoplasmic Streaming 9 d) The Role of Calcium in Cytoplasmic Streaming 10 e) General Observations on Cytoplasmic Streaming 11 3. Calmodulin 1 2 References 14 b) Special Cytology: Cytology and Morphogenesis of Higher Plant Cells - Phloem. By H. -D.

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Ellenberg, Heiz

Effects of Light and of Growth Regulators on Cytoplasmic Streaming ••••••••••••••••••••••••••••• 9 d) The Role of Calcium in Cytoplasmic Streaming •••••• 10 e) General Observations on Cytoplasmic Streaming ••••• 11 3. Calmodulin ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1 2 References •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 14 b) Special Cytology: Cytology and Morphogenesis of Higher Plant Cells - Phloem. By H. -D.

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A. Morphology.- I. Cytology.- a) Special Cytology: Cytology and Morphogenesis of the Prokaryotic Cell.- 1. Cell Shape and Variation of Cell Structure.- a) Progress in Preparation Techniques.- b) New Isolates.- c) Assembly of Rickettsia.- 2. Bacterial Cell Aggregates.- a) A Cell Conglomerate: Conglomeromonas largomobilis.- b) A Thermophilic Methanogenic Consortium.- 3. The Outermost Bacterial Surface Structures.- a) Chroococcacean Cyanobacteria.- b) An External Layer in Brucella.- c) Extracellular Slime and Swarming.- 4. Cell Wall Type, Composition, Assembly, and Degradation.- a) Identification of the Gram Type.- b) Regular Arrays.- c) Cell Wall Assembly.- d) Cell Wall Degradation.- 5. Bacteriophage Adsorption to Gram-positive Bacteria.- 6. Cell Adhesion.- a) General Remarks.- b) Cell Adherence Mediated by Pili or Fimbriae.- c) Cell Adherence Mediated by Nonfimbrial Adhesins.- 7. Bacterial Membranes.- a) Membranes of Photosynthetic Bacteria.- b) Membranes in Non Photosynthetic Bacteria.- 8. Organization of the Bacterial Nucleoid.- a) Folding of Prokaryotic DNA.- b) Cell Wall -- DNA Association.- c) Cosegregation of Cell Wall and DNA.- 9. Bacterial Motility.- a) Motility Mediated by Flagella.- b) A Model for Gliding Motility.- c) Motility of Mycoplasma.- References.- b) Cytology and Morphogenesis of the Fungal Cell.- 1. Books, Monographs, etc..- 2. Morphogenesis of Spores.- a) Zoospores.- b) Sporangiospores.- c) Ascospores.- d) Basidiospores.- e) Conidiospores.- 3. Germination.- a) Spores.- b) Zoosporangia.- References.- II. Morphologie und Histologie der höheren Pflanzen.- a) Vegetative Anatomie der Spermatophyta.- 1. Allgemeines.- 2. Standardwerke.- 3. Der Stamm.- 4. Xylem.- a) Einzelne Xylemstrukturen unter verschiedenen Aspekten.- 5. Phloem, Bast und Borke.- 6. Sekretionsgewebe.- 7. Ergastische Körper.- 8. Das Blatt.- a) Trichome und Stomata.- 9. Die Wurzel.- Literatur.- B. Physiology.- I. Plant Water Relations.- 1. Water Relations of Cells and Tissues.- 2. Root Water Uptake and Water Movement Through the Plant.- 3. Stomatal Behavior and Transpirational Water Loss.- 4. Water-Stress Effects on Growth and Metabolism.- 5. Aspects of Applied Water Biology.- 6. Habitat Water Relations and Plant Performance.- 7. Water Relations of Poikilohydric Plants.- References.- II. Mineral Nutrition: Vacuoles and Tonoplasts.- 1. Introduction.- 2. Experimental Approaches.- a) Direct Access.- b) Washout or Efflux Analysis.- c) Microphobe Analysis.- d) Differential Extraction.- e) Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR).- f) Isolation of Vacuoles and Tonoplast Vesicles.- g) Transcellular Electrical Profiles.- 3. Relationship Between the Vacuole and the Cytoplasm.- 4. The Vacuole and "Efficiency" of Mineral Nutrition.- 5. Outlook.- References.- III. Photosynthesis. Carbon Metabolism: On Land and at Sea.- 1. Introduction.- 2. The Superior Performance of Marine Phytoplankton in Photosynthetic Carbon Assimilation.- 3. The Uptake of Inorganic Carbon, and Evidence of a Role for Carbonic Anhydrase.- 4. Chloroplast Carbon Metabolism.- a) RuBP Carboxylase.- b) Other Calvin Cycle Enzymes.- c) Starch Metabolism.- d) "Chloroplast Respiration".- e) Potassium, Calcium, and pH.- 5. Cytosolic Synthesis of Sucrose from Carbon Exported from the Chloroplast.- a) Movement of Metabolites Across the Chloroplast Envelope.- b) The Regulation of Sucrose Biosynthesis.- c) Soluble Low-Molecular-Weight Carbohydrates Other than Sucrose.- 6. Nitrogen Assimilation, and Lipid Biosynthesis.- a) Nitrogen Assimilation.- b) Lipid Biosynthesis.- 7. C4 Metabolism.- a) C4 Plants.- b) C3?C4 Intermediate Plants.- c) CAM.- d) Freshwater Macrophytes, and Stomata.- e) Marine Algae.- 8. Respiration.- a) Mitochondrial (Dark) Respiration.- b) Photorespiration.- References.- IV. Metabolism of Organic Acids.- 1. PEP-carboxylase as the Key Enzyme in Plant Metabolism.- 2. Crassulacean Acid Metabolism (CAM).- a) Current Reviews on CAM.- b) Carbon Flow in CAM.- 3. Malate Synthesis by PEPC-mediated CO2-fixation in Nitrogen Fixing Root Nodules.- 4. Malate Metabolism and Proton Extrusion.- 5. Malate Oxidation by Mitochondria.- 6. Malic Acid in Grapes.- 7. Metabolism of Organic Acids Other than Malic Acid.- a) Ascorbate and Oxalate.- b) Malonate.- c) Trans-aconitic Acid.- d) Shikimic Acid.- References.- V. Metabolism of Organic N-Compounds Ammonium Assimilation and Amino Acid Metabolism.- 1. Assimilation and Reassimilation of NH4+.- a) Physiology.- b) Glutamine Synthetase (GS).- c) Glutamate Synthase (GOGAT).- 2. Asparagine.- 3. 4-Methylene-L-Glutamine (4-Megln).- 4. Prolin and Ornithine Degradation.- 5. Shikimate Pathway.- a) Pathway Enzymes.- b) Inhibitor Studies.- c) Regulation of Quinate: NAD+-Oxidoreductase.- d) Subcellular Compartmentation.- 6. Aspartate-derived Amino Acids.- a) Subcellular Compartmentation.- b) Regulation.- c) Degradation of Lysine.- d) Biosynthesis of Methionine.- e) Metabolism of S-Adenosylmethionine (SAM).- References.- VI. Secondary Plant Substances. Monoterpenes.- 1. Introduction.- 2. Substrates for Cyclization.- 3. Menthone-type Monoterpenes.- 4. Thymol and Cineole.- 5. Bornane Type.- 6. Pinane Type (Fig. 5).- 7. Thujane Type.- 8. Carane Type.- 9. Iridane Type.- 10. Fenchane Type.- 11. Irregular Type (Fig. 11).- 12. Some Biological Aspects of Monoterpenes.- References.- VII. Developmental Physiology.- 1. Dormancy.- a) Seed Dormancy.- b) Bud Dormancy.- 2. Seed Germination.- a) Nucleic Acid and Protein Synthesis.- b) Control of Enzyme Activity: Biosynthesis and Secretion of ?-Amylase.- 3. Photomorphogenesis.- a) Properties of Phytochrome.- b) High-Irradiance Response (HIR).- c) Cryptochrome.- d) Molecular Analysis of the Photomorphogenic Responses.- 4. Elongation Growth.- a) Fast Membrane Reactions.- b) Changes in RNA Synthesis.- c) Changes in Cell Wall Structure.- d) Growth Response to Hormones Other than IAA.- 5. Flowering.- a) Photoperiodism.- b) Involvement of Growth Regulators.- c) Changes in the Apical Meristem During Transition to Flowering and Flower Differentiation.- 6. Senescence and Aging.- a) Seeds.- b) Seedlings.- c) Foliage Leaves.- d) Flowers.- e) Fruits.- References.- VIII. Physiology of Movement.- 1. Cytoplasmic Streaming.- 2. Chloroplast Redistribution as Controlled by Light.- a) Funaria and Lemna.- b) Vaucheria.- c) Mougeotia.- d) Brown Algae.- 3. General Remarks.- References.- C. Genetics.- I. Replication.- 1. Introduction.- 2. Cloning of Replication Proteins.- 3. Regulation of DNA Replication.- 4. Termination.- 5. Partitioning.- References.- II. Recombination.- a) DNA Transformation in Cyanobacteria, Algae and Fungi; Trends and Perspectives.- 1. Introduction.- 2. Principles of Transformations in Cyanobacteria.- 3. Cloning of Recombinant DNA in Algae.- 4. Trends in Yeast Systems.- 5. New Transformation Vectors in Filamentous Fungi.- 6. Conclusions.- References.- III. Mutagenesis.- 1. Segment-specific Mutagenesis.- a) Nick-induced Gap Misrepair.- b) Mutagenesis at Displacement Loops.- c) Mutagenesis at Insertion Loops.- d) Easily Detectable Mutagenesis Using the M13 Lac Vector.- e) Segment-specific Mutagenesis Using the Single- stranded Phage Vector fd.- f) Site-specific Mutagenesis by Error-Directed DNA Synthesis.- g) Mutagenesis by UV Irradiation of Isolated DNA Fragments.- 2. Segment-specific Deletions.- a) Deletions Created by Endonuclease S1.- b) Deletions Created by Nuclease Bal31 and Exonuclease III.- 3. Site-specific Mutagenesis Directed by Oligonucleotides.- a) Mutagenesis After Cloning in Single-stranded E. coli Phages.- b) Mutagenesis After Cloning in Plasmids.- 4. Mutants Derived from Chemically Synthesized Gene Fragments.- a) Synthesis of Regulatory Elements.- b) Synthesis of Complete Genes.- References.- IV. Extrakaryotic Inheritance: Mitochondrial Genetics.- 1. Introduction.- 2. The Mitochondrial Genome in Higher Plants.- 3. Gene Shuffling.- 4. Mitochondrial Transcription and RNA Processing.- a) Initiation of Transcription.- b) RNA Processing.- 5. Nuclear-Mitochondrial Interactions.- a) Transport of Proteins into Mitochondria.- b) Identification of Nuclear Genes for Mitochondrial Functions.- References.- V. Phytopathology.- a) Biological Control of Plant Pathogenic Fungi.- 1. Introduction 2.- 2. Survey of Cases Reported.- a) Endothia parasitica.- b) Rhizoctonia solani.- c) Cevatocystis ulmi,.- d) Gaeumannomyces graminis var. tritici.- 3. Discussion.- References.- D. Taxonomy.- I. Systematics and Evolution of the Algae.- 1. General Aspects.- 2. Cyanobacteria (Blue-Green Algae).- a) Books, Reviews.- b) Nomenclature.- c) Taxonomy and Biology of Cyanobacteria.- d) Prochloron.- 3. Rhodophyceae.- a) Reviews.- b) Morphology and Taxonomy.- c) Life History and Polymorphism.- d) Cellular Organization.- e) Chemo taxonomy.- f) Cyanidium.- 4. Dinophyceae.- a) Reviews.- b) Cellular Organization.- c) Life History and Cysts.- d) Taxonomy.- 5. Cryptophyceae.- 6. Prymnesiophyceae.- 7. Eustigmatophyceae.- 8. Tribophyceae (Xanthophytes).- 9. Raphidophyceae.- 10. Chrysophyceae.- 11. Diatomophyceae.- a) Books, Reviews.- b) Cellular Organization.- c) Taxonomy.- 12. Fucophyceae (Phaeophyceae).- 13. Euglenophyceae.- 14. Glaucophyceae.- 15. Green Algae.- a) Books, Reviews.- b) Ultrastructure and Phylogeny.- c) Systematics of Lower Categories 26.- References.- II. Taxonomy and Phylogeny of Fungi.- 1. General Considerations, Phylogeny, and Ecology.- 2. Fungus-like Protoctista.- a) Myxomycota.- b) Labyrinthulomycota.- c) Oomycota.- d) Chytridiomycota.- 3. Fungi.- Zygomycota.- a) Zygomycetes.- b) Trichomycetes.- Ascomycota.- a) Endomycetes (Hemiascomycetes).- b) Ascomycetes.- Taxonomy.- Laboulbeniomycetidae.- Ascomycetidae.- Fungi Imperfecti (Deuteromycota).- a) General Considerations and Teleomorph-Anamorph Connections.- b) Coelomycetes.- c) Hyphomycetes.- 4. Basidiomycota.- a) General Aspects.- b) Phragmobasidiomycotina.- c) Holobasidiomycotina.- References.- III. Systematics of Lichenized Fungi.- 1. Morphology of the Mycobiont.- 2. Morphology

A. Structural Botany.- I. General and Molecular Cytology: The Cytoskeleton: Microfilaments.- 1. Introduction.- 2. Molecular Organization of Actin Filaments.- 3. Assembly of Actin Filaments.- 4. Visualization of Actin Filaments.- 5. Actin Filaments and Intracellular Movements.- a) Involvement of Actin Filaments in Organelle Movement.- b) Involvement of Actin Filaments in Cytoplasmic Streaming.- c) Involvement of Actin Filaments in Vesicle-Mediated Secretion.- 6. Actin Filaments and Cell Motility.- 7. Anti F-Actin Agents.- References.- II. Cytology and Morphogenesis of Fungal Cells.- 1. Books and Reviews.- 2. Techniques.- 3. Cytoplasmic Structures.- a) Cytoskeleton.- b) Plasma Membrane and Endomembrane System.- c) Microbodies, Woronin Bodies.- d) Storage Products, Miscellaneous Structures.- e) Additional Studies.- 4. Nucleus, Mitosis, Meiosis.- 5. Wall Structure and Formation.- a) Hyphal Tip Growth.- b) Wall Regeneration.- c) Septum.- d) Dimorphism.- References.- III. Vergleichende Morphologie des Vegetationskörpers.- 1. Allgemeines.- 2. Meristeme.- a) Sproßscheitelmeristeme.- b) Blattrandmeristeme.- c) Wurzelscheitelmeristeme.- d) Anlegung des Leitgewebesystems.- e) Embryoentwicklung.- 3. Blattstellungen und Blattmorphologie.- 4. Verzweigung und Wuchsformen.- a) Allgemeines und dikotyle Pflanzen.- b) Monocotyledonen.- 5. Wurzeln.- Literatur.- IV. Reproductive Structures of the Flowering Plants.- 1. Introduction.- 2. Reproductive Development (General Aspects).- 3. Inflorescences.- 4. Floral Vascular Anatomy.- 5. Perianth.- 6. Androecium.- 7. Floral Nectaries.- 8. Gynoecium.- 9. Pistil-Pollen Interactions.- 10. Fruits and Seeds.- 11. Origin and Evolution of the Flowering Plants.- 12. Systematic Survey on Morphological Literature.- References.- B. Physiology.- I. Mineral Nutrition: Anions.- 1. Gradient-Coupled Transport: General Observations.- a) Nitrate Uptake.- b) Phosphate Uptake.- c) Sulphate Uptake.- d) Bicarbonate Uptake.- e) Chloride Uptake.- f) ?-Indolyl-Acetate Transport.- 2. Transport Proteins.- a) Distinct Gene Products'.- b) Primary Active Transport Mechanisms and the Effects of Anions.- ?) Plasmalemma.- ?) Tonoplast.- ?) Other Membranes.- c) Secondary Active Transport Mechanisms of Anions.- ?) Plasmalemma.- ?) Tonoplast.- d) Extrinsic Anion-Binding Proteins at the Plasmalemma.- 3. Passive Lipid Diffusion.- 4. Feedback Inhibition of Anion Uptake.- 5. Metabolism and Anion Transport in Whole Plants.- a) Sulphate and Phosphate.- b) Nitrate.- 6. Root-Soil Interactions.- 7. Concluding Remarks.- References.- II. Photosynthesis: Antennae and Reaction Centers.- 1. Introduction.- 2. Purple Bacteria.- 3. Green Bacteria.- a) Chlorosomes.- b) Green Sulfur Bacteria.- c) Green Filamentous Bacteria.- 4. Photosystem II.- 5. Photosystem I.- References.- III. Metabolism of Inorganic Nitrogen Compounds.- 1. Nitrogen Fixation.- a) Nitrogen Fixation by Free-Living Microorganisms.- b) Nitrogen Fixation by Symbiotic Microorganisms.- 2. Nitrate Reduction.- a) Assimilatory Nitrate Reduction.- b) Dissimilatory Nitrate Reduction.- 3. Nitrification.- References.- IV. Secondary Plant Substances. Aspects of Steroid Biosynthesis.- 1. Sterols.- 2. Sterol Conjugations.- 3. Sterol Synthesis During Seed Germination.- 4. Cardenolides and Bufadienolides.- 5. Steroidal Saponins.- 6. Steroidal Alkaloids.- 7. Withanolides.- References.- V. Growth.- 1. General Reviews.- 2. Gibberellins.- a) Chemistry.- b) Occurrence.- ?) Isolation, Separation, and Determination.- ?) Free Gibberellins.- ?) Gibberellin Conjugates.- c) Biosynthesis and Metabolism.- ?) Biosynthetic Pathways.- ?) Enzymic Studies.- ?) Glucosyl Conjugates: Metabolic Formation and Hydrolysis.- d) Physiological Roles.- e) Modes of Action, Mechanisms.- 3. Cytokinins.- a) Synthesis and Analytical Methods.- b) Biosynthesis and Metabolism.- c) Occurrence and Physiological Roles.- d) Modes of Action.- 4. Brassinosteroids.- a) Chemistry, Analytical Methods, Occurrence, Metabolism.- b) Physiological Effects, Mode of Action, Agricultural Application.- References.- VI. Movement of Pulvinated Leaves.- 1. Introduction.- 2. The Proton/Potassium Exchange Model.- 3. The Role of Calcium.- 4. Effects of Various Substances.- 5. Cell Walls.- 6. Rhythmic Properties.- 7. Structural Aspects.- References.- C. Genetics.- I. Replication.- 1. Introduction.- 2. General Aspects.- 3. Differential DNA Replication in Vivo.- 4. Chromosome Variation in Vitro.- 5. Endoreduplication and Endopolyploidy.- 6. Polyteny in Angiosperms.- References.- II. Recombination: Asexual Recombination in Higher Plants.- 1. Introduction.- 2. Somatic Hybrids and Cybrids.- a) Solanaceae.- b) Brassicaceae.- c) Other Species.- 3. Somaclonal Variation.- a) General.- b) Triticeae.- c) Solanaceae.- d) Other Species.- 4. Transposable Elements.- a) General.- b) Maize (Zea sp.).- c) Other Species.- d) Importance in Evolution and Breeding.- 5. Genetic Engineering.- a) Transformation with Agrobacteria.- ?) Agrobacterium tumefaciens.- ?) Application of A. tumefaciens System.- ?) Agrobacterium rhizogenes.- b) Other Transformation Systems.- ?) Plant Viruses.- ?) Direct Gene Transfer.- ?) Electroporation.- 6. Conclusion.- References.- III. Mutation: Higher Plants.- 1. Methodological Aspects.- 2. Environmental Mutagenesis.- 3. Antimutagenic Plant Substances.- 4. Gene Mutations.- a) Mutant Genes Affecting the Meiosis of Higher Plants.- b) Mutants of Agronomic Interest.- c) Somaclonal Variation.- 5. Genome Mutations.- a) Haploids.- b) Autopolyploids.- c) Allopolyploids.- ?) Natural Allopolyploids.- ?) Experimentally Produced Allopolyploids.- ?) Somatic Hybridization.- d) Aneuploids.- References.- IV. Function of Genetic Material. Ribulose-Bisphosphate-Carboxylase as a Tool for the Study of Gene Function in Plants.- 1. Introduction.- 2. Maps and Sequencing of RBC Genes.- a) Prokaryotes.- b) SSU Genes in Eukaryotic Plants.- c) LSU Genes in Eukaryotic Plants.- 3. Evolutionary Studies.- 4. Translation and Processing of Transcripts.- a) Small Subunit.- b) Large Subunit.- 5. Assembly and Structure of the Enzyme.- 6. Regulation of Gene Activity.- a) Light Induction of RBC.- b) Influence of Hormones and Growth Conditions.- c) Organ Specificity of Gene Expression.- d) Influence of the Genotype of RBC Activity.- 7. Concluding Remarks.- References.- V. Extranuclear Inheritance: Plastid Genetics.- 1. Introduction.- 2. The Complete Sequencing of the Plastid DNAs of Marchantia and Nicotiana.- 3. Introns in Plastid Genes.- 4. DNA Rearrangements and Drastic Size Reduction of Plastid DNA as a Consequence of Anther Culture in Cereals.- 5. Sequence Homologies Between Plastid DNA and the DNAs of the Nucleus and Mitochondria.- a) Sequence Homologies Between Plastid and Mitochondrial DNA.- b) Sequence Homologies Between Plastid and Nuclear DNA.- c) Hypotheses for the Mechanisms of Intercompartmental Gene Transfer.- 6. Outlook.- References.- VI. Population Genetics.- 1. Introduction.- 2. DNA Variation and Population Genetics.- a) Transposable Elements.- b) Multigene Families.- c) Extranuclear Variation.- d) Adaptive Value of DNA Variation.- e) DNA and Protein Variability in Populations of Microorganisms.- 3. The Impact of Release of Genetically Manipulated Organisms.- a) The Problem.- b) Some Goals of Genetic Engineering.- c) Discussion of Some Arguments.- ?) The Niche.- ?) Introgression.- ?) Herbicide Resistance.- 4. Quantitative Genetics.- a) Maintenance of Quantitative Genetic Variation.- ?) Mutation-Selection Balance.- ?) Other Evolutionary Factors.- ?) Genetic Variation in Heterogeneous Environments.- ?) Experimental Evaluation.- b) Quantitative Variation and the Analysis of Individual Loci.- c) Phenotypic Plasticity.- d) Genetic Correlations.- References.- D. Taxonomy.- I. Systematics of the Bryophytes.- 1. Introduction.- 2. Handbooks, General.- 3. Taxonomy.- a) General.- b) Monographs, Revisions.- c) Biosystematic and Experimental Study.- d) Chemosystematics.- e) Cytosystematics.- f) Special Taxonomic Treatments.- 4. Nomenclature.- 5. Floristics.- a) Checklists.- b) Books for Identification.- c) Floristic Changes.- 6. Phylogeny, Evolution.- 7. Bryogeography.- 8. Morphology, Anatomy.- a) General.- b) Ultrastructures.- c) Fungal Parasites and Mycorrhizas, Endophytic Bacteria and Symbiontic Blue-Green Algae.- 9. Applied Bryology.- 10. Bibliographies.- References.- II. Evolution and Classification of Seed Plants.- 1. Introduction.- 2. Methodological Aspects.- a) Phylogenetic Reconstructions and Evolutionary Processes.- ?) Exemplary Studies in Seed Plant Phylogeny.- ?) Limits and Prospects of Numerical Cladistic Studies.- ?) Further Aspects.- b) Infraspecific Classification of Wild and Cultivated Plants.- c) Concepts of Classification.- d) Institutional Bases and Means of Communication.- 3. Morphology.- a) General Aspects.- b) Vegetative Characters.- c) Palynology and Embryology.- 4. Karyology and Cytogenetics.- 5. Chemical Systematics and Evolution.- a) Phytochemical Systematics.- b) Evolutionary Aspects of Plant Allelochemicals.- c) Allelochemistry of Wild and Cultivated Plants.- d) Selected Defence Compounds.- 6. Tracing Evolution.- a) General Aspects.- b) Phylogenetic Analysis at the Molecular Level.- c) Evolution on the Population and Species Level.- d) Reproductive Biology.- e) Ecological Aspects.- f) Selected Monographs and Studies in Special Groups.- 7. Plants and Man.- a) Systematic Studies in Various Groups.- 8. Evolution and Classification of Larger Groups.- a) Families of Dicotyledons.- b) Reproductive Biology of Primitive Angiosperms.- c) Magnoliidae.- d) Hamamelididae.- e) Myrtales.- f) Monocotyledons.- 9. Studies on the Family Level and Below.- References.- E. Geobotany.- I. Areal- und Florenkunde (Floristische Geobotanik).- 1. Forschungstrends.- 2. Zusammenfassende Darstellungen.- 3. Neue Floren.- a) Europa und Orient (außer Sowjetunion).- b) Sowjetunion.- c) Süd- und Ostasien.- d) Australien, Malesien, Ozeanien.- e) Afrika südlich der Sahara.- f) Nordameri

Progress in Botany: Structural Botany Physiology Genetics Taxonomy Geobotany Fortschritte der Botanik Struktur Physiologie Genetik Systematik Geobotanik

The 50th volume of Progress in Botany appears in new guise. In cooperation with Springer-Verlag we have changed from the less attractive typewriter composition to the direct reproduction of a manuscript which was writ­ ten by means of a text editing system and produced by a laser printer. We, the editors, should like to take the appearance of Volume 50 as the occasion for a few short remarks. Our younger readers are perhaps not aware that our Book Series was founded in 1931 by Fritz von Wettstein, based on the following thoughts and considerations, aptly formulated by him in the Preface to the first volume. "One of the greatest dangers threatening progress in the science of botany is the absolutely unbelievable growth in volume of the literature. The quality of journals, books and individual works that are daily sent to us makes it impossible for anyone person to maintain a general view of the progress made in botany in all the specialized fields, let alone to find time for results from associated su bjects. For varying reasons, every botanist must find this state of matters insupportable. Let us endeavor, in the general interest, to retain a wide background of knowledge, and not become limited specialists. The vitally necessary connections between the specialized fields can only flourish, or even exist, if the general view of botany as a whole can be maintained.

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With one volume each year, this series keeps scientists and advanced students informed of the latest developments and results in all areas of the plant sciences. The present volume includes reviews on genetics, cell biology, physiology, comparative morphology, systematics, ecology, and vegetation science.

Progress in Botany

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Fortschritte der Botanik (Progress in Botany) (German Edition)

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