Physiologische und biochemische Beiträge zur Taxonomie der Gattung Chlorella

Zusammenfassung

• 1. Zur Klärung der Frage nach der Konstanz physiologischer und biochemischer Merkmale bei Algen wurden 31 Mutanten zweier Wildstämme von Chlorella auf Hydrogenase-Aktivität, Bildung von Sekundär-Carotinoiden bei Stickstoffmangel und Gelatine-Verflüssigung geprüft.

• 2. Alle 28 Mutanten von Chlorella C-1.1.10 (Chlorella I=pyrenoidosa) enthalten wie der Wildstamm Hydrogenase, haben jedoch im Gegensatz zum Wildstamm die Fähigkeit zur Bildung von Sekundär-Carotinoiden bei N-Mangel sowie zur Verflüssigung von Gelatine verloren.

• 3. In anorganischer Nährlösung mit Zusatz von Chloramphenicol (10^-4 m) revertieren heterotrophe Mutanten von Chlorella C-1.1.10 stufenweise zum Wildtyp. Über grüne, heterotrophe sowie autotrophe, aber nicht zur Sekundär-Carotinoid-Bildung und Gelatine-Verflüssigung befähigte Zwischenformen entstehen biochemisch der Ausgangsform entsprechende Organismen. In einigen Fällen bleibt jedoch die Reversion auf einer dieser Zwischenstufen stehen.

• 4. Die drei Mutanten von Chlorella C-1.1.12 (Chlorella II) besitzen wie der Wildstamm Hydrogenase.

• 5. Die Stabilität der Hydrogenase gegenüber Mutationen zeigt, daß dieses biochemische Merkmal besonderen taxonomischen Wert besitzt.

• 6. Die starke Mutations-Anfälligkeit anderer biochemischer Eigenschaften (Bildung von Sekundär-Carotinoiden bei N-Mangel, Fähigkeit zur Gelatine-Verflüssigung) weist darauf hin, daß es unzweckmäßig ist, die Gattung Chlorella aufgrund geringfügiger biochemischer Unterschiede in zahlreiche Taxa aufzuspalten.

Summary

• 1. To check the stability of the biochemical characters used in the taxonomy of the genus Chlorella, hydrogenase activity, formation of secondary carotenoids, and liquefaction of gelatin were studied in 31 mutants derived from two Chlorella strains.

• 2. All 28 mutants of Chlorella C-1.1.10 (belonging to Chlorella I=pyrenoidosa) were found like the wild type to contain hydrogenase. In contrast to the wild type, however, the 28 mutants have lost the ability to form secondary carotenoids in nitrogen-deficient cultures and to liquefy gelatin.

• 3. Heterotrophic mutants of Chlorella C-1.1.10 in an inorganic culture medium containing chloramphenicol (10^-4 M) show a stepwise reversion to the wild type (autotrophic, able to form secondary carotenoids and to liquefy gelatin). Several intermediate stages of this process have been isolated. Some of these algae are green and heterotrophic, whereas others are autotrophic, but unable to synthesize secondary carotenoids and to liquefy gelatin. In a few cases the reversion stops at one of the intermediate levels.

• 4. The 3 mutants of Chlorella C-1.1.12 (belonging to the new species Chlorella II) contain hydrogenase like the wild type.

• 5. The stability of hydrogenase against mutation demonstrates that this biochemical character is of special value in taxonomy.

• 6. From the high degree of mutability of the other biochemical characters (formation of secondary carotenoids, liquefaction of gelatin) it follows that “biochemical species” in the genus Chlorella should be restricted to a small number.