Untersuchungen zur Physiologie von Volemit in der marinen Braunalge Pelvetia canaliculata

Abstract

The heptitol volemitol, formerly only known in some fungi, lichens, and roots of Primula species, has recently been shown to occur also in the marine brown alga Pelvetia canaficulata (L.) Decne, et Thur. in considerable amounts. Photosynthesis experiments in H¹⁴CO ³_- provided evidence that, among other substances, ¹⁴C-volemitol is formed almost 30 sec after beginning of ¹⁴C-assimilation. ¹⁴C-volemitol was not detectable after dark fixation. Percentage labelling of this polyol rose from 4.5% after 30 sec to 12% after 10 min. These data show that, in P. canaliculata, volemitol is accumulated during photosynthesis beside mannitol, the major constituent of the soluble fraction. Biosynthesis of volemitol proceeds in the alga only, not in its systemic fungal endosymbiont Mycosphaerella pelvetiae, since the brown alga Ascophyllum nodosum, infected with the same fungus, doess not synthesize a heptitol. Having regard to these metabolic characteristics, we conclude that there is no lichenoid interrelationship between Pelvetia/Ascophyllum and their systemic fungus Mycosphaerella.

Zusammenfassung

• 1. Thallusstücke von Pelvetia canaliculata (L.) Decne, et Thur. wurden nach kurzzeitiger photosynthetischer H¹⁴CO ³_- -Assimilation chromatographisch auf ¹⁴C-Assimilate analysiert.

• 2. Unter verschiedenen Komponenten der löslichen Fraktion fand sich neben ¹⁴C-Mannit bereits nach 30 sec ¹⁴C-Volemit. ¹⁴C-Volemit und ¹⁴C-Mannit waren auschließlich nach Photosynthese, nicht nach H¹⁴CO ³_- -Dunkelfixierung nachweisbar.

• 3. Die Kinetik der ¹⁴C-Markierung von Volemit weist aus, daß der Heptit in P. canaliculata neben Mannit akkumuliert wird. Zusätzliche Pulsmarkierungen zeigen, daß beide Polyole als Atmungssubstrate dienen können.

• 4. Die Akkumulation eines C₇-Photosynthats stellt nicht nur für Algen, sondern für autotrophe Pflanzen überhaupt einen Sonderfall dar.

• 5. Die Biosynthese des Volemit läuft ausschließlich in der Alge, nicht in ihrem systemischen Endophyten Mycosphaerella pelvetiae=M. ascophylli ab. In der mit diesem Pilz zusammenlebenden Braunalge Ascophyllum nodosum konnte Volemit in keinem Fall nachgewiesen werden.

• 6. Für eine engere stoffwechselphysiologische Wechselbeziehung zwischen Alge und Pilz sowie für einen möglichen Flechtencharakter von P. canaliculata und A. nodosum lassen sich aufgrund der hier mitgeteilten Versuche keine Anhaltspunkte finden.