Strukturelle Veränderungen der Chloroplasten-Thylakoide in Palisadenzellen von Peperomia metallica im Lich-Dunkelwechsel

Summary

WhenPeperomia metallica is cultivated at 30° C and 5000 lux, the chloroplasts of the palisade cells accumulate starch during the light phase. During the dark phase the starch disappears again. Structural changes inside the chloroplasts were examined by electron microscope in 1 hour intervals. The thylacoid membranes next to the area in which starch will be formed become tense. Later they appear rippled and disconnected, until finally only vesicles and open membrane fragments remain. During the light phase the number lamellae inside the plastids decreases.

At the beginning of the dark phase the membranes become tense again, when at the same time the thylacoid lumina decrease. During the second half of the dark phase invaginations of the inner plastid membranes are frequently observed. In addition, membranes structures appear inside the plastids, which also indicate a regeneration of the reticulate lamellae system. Reconstruction of lamellae is concluded during the first hours of the light phase.

Zusammenfassung

Peperomia metallica wird im Keimschrank so kultiviert, daß sich in den Chloroplasten der Palisadenzellen bei Belichtung zunehmend Assimilationsstärke aufbaut. Während der Dunkelphase wird diese wieder abgebaut. Als Lichtquelle dienen Pflanzenstrahler Osram-L-„Fluora“ mit einer Intensität von etwa 5000 lx bei +30° C.

In stündlichem Abstand werden die strukturellen Veränderungen innerhalb der Chloroplasten elektronenmikroskopisch beobachtet. Die dem künftigen Kondensationsort unmittelbar benachbarten Thylakoidmembranen heben sich zunächst gestrafft ab, später sind sie gewellt, unterbrochen und schließlich treten nur noch Vesikel und offene Membranreste auf. Die Anzahl der Lamellen verringert sich im Plastideninnern im Verlauf der Lichtphase.

Mit Eintritt der Dunkelphase straffen sich die Membranen wieder bei gleichzeitiger Verringerung der Thylakoid-Lumina. In der 2. Hälfte der Dunkelphase sind Invaginationen der inneren Piastidenmembran häufig. Ferner treten im Plastideninnenraum vesikelartige, membranöse Gebilde auf, die auch auf eine Regeneration des vernetzten Lamellensystems hinweisen. In den ersten Lichtstunden ist der lamellare Wiederaufbau abgeschlossen.

In der ersten Hälfte der Dunkelphase erscheinen insbesondere zwischen Stärkekörnern und Plastidenmembranen zahlreiche Bläschen. Es wird angenommen, daß diese Bläschen nicht mit Membranbildungsvorgängen im Zusammenhang stehen.